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 1.23 2005/01/08 09:26:32 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 static int avoid_pure_win_update = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
 145         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
 146
 147 /*
 148  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 149  */
 150 int
 151 tcp_output(tp)
 152         struct tcpcb *tp;
 153 {
 154         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 155         struct socket *so = inp->inp_socket;
 156         long len, recvwin, sendwin;
 157         int off, flags, error;
 158         struct mbuf *m;
 159         struct ip *ip = NULL;
 160         struct ipovly *ipov = NULL;
 161         struct tcphdr *th;
 162         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 163         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
 164         int idle;
 165         boolean_t sendalot;
 166         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 167 #ifdef INET6
 168         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 169 #else
 170         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 171 #endif
 172         struct rmxp_tao *taop;
 173
 174         /*
 175          * Determine length of data that should be transmitted,
 176          * and flags that will be used.
 177          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 178          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 179          */
 180         if ((tp->snd_max == tp->snd_una) &&
 181             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 182                 /*
 183                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 184                  * expected to clock out any data we send --
 185                  * slow start to get ack "clock" running again.
 186                  */
 187                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
 188         }
 189         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 190         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 191                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 192         else
 193                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 194
 195 again:
 196         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
 197         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 198             !IN_FASTRECOVERY(tp))
 199                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
 200
 201         sendalot = FALSE;
 202         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 203         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 204         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 205
 206         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 207         /*
 208          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 209          * state flags.
 210          */
 211         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 212                 flags |= TH_FIN;
 213         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 214                 flags |= TH_SYN;
 215
 216         /*
 217          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 218          * Otherwise, if window is small but nonzero
 219          * and timer expired, we will send what we can
 220          * and go to transmit state.
 221          */
 222         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 223                 if (sendwin == 0) {
 224                         /*
 225                          * If we still have some data to send, then
 226                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 227                          * happen below when it realizes that we
 228                          * aren't sending all the data.  However,
 229                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 230                          * then it won't clear the FIN bit below,
 231                          * and if we are in persist state, we wind
 232                          * up sending the packet without recording
 233                          * that we sent the FIN bit.
 234                          *
 235                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 236                          * because if we don't have any more data
 237                          * to send then the probe will be the FIN
 238                          * itself.
 239                          */
 240                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 241                                 flags &= ~TH_FIN;
 242                         sendwin = 1;
 243                 } else {
 244                         callout_stop(tp->tt_persist);
 245                         tp->t_rxtshift = 0;
 246                 }
 247         }
 248
 249         /*
 250          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 251          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 252          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 253          * its congestion window while receiving additional duplicate
 254          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 255          * to snd_max after the fast-retransmit.
 256          *
 257          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 258          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 259          * wind up 0.
 260          */
 261         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 262
 263         /*
 264          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 265          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 266          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 267          */
 268         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 269                 flags &= ~TH_SYN;
 270                 off--, len++;
 271                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 272                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 273                      taop->tao_ccsent == 0))
 274                         return 0;
 275         }
 276
 277         /*
 278          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 279          * in cases when no CC option will be sent.
 280          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 281          * with not fully conformant TCP implementations.
 282          */
 283         if ((flags & TH_SYN) &&
 284             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 285              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 286                 len = 0;
 287                 flags &= ~TH_FIN;
 288         }
 289
 290         if (len < 0) {
 291                 /*
 292                  * If FIN has been sent but not acked,
 293                  * but we haven't been called to retransmit,
 294                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 295                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 296                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 297                  * to (closed) window, and set the persist timer
 298                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 299                  * close completely, just wait for an ACK.
 300                  */
 301                 len = 0;
 302                 if (sendwin == 0) {
 303                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 304                         tp->t_rxtshift = 0;
 305                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 306                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 307                                 tcp_setpersist(tp);
 308                 }
 309         }
 310
 311         /*
 312          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 313          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 314          * no longer contains the last data byte.
 315          */
 316         if (len > tp->t_maxseg) {
 317                 len = tp->t_maxseg;
 318                 sendalot = TRUE;
 319         }
 320         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 321                 flags &= ~TH_FIN;
 322
 323         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 324
 325         /*
 326          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 327          * conditions when len is non-zero:
 328          *
 329          *      - We have a full segment
 330          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 331          *        either idle or running NODELAY
 332          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 333          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 334          *        data (receiver may be limited the window size)
 335          *      - we need to retransmit
 336          */
 337         if (len) {
 338                 if (len == tp->t_maxseg)
 339                         goto send;
 340                 /*
 341                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 342                  * end may occur synchronously with the output and cause
 343                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 344                  *
 345                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 346                  */
 347                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 348                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 349                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 350                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 351                         goto send;
 352                 }
 353                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 354                         goto send;
 355                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 356                         goto send;
 357                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 358                         goto send;
 359         }
 360
 361         /*
 362          * Compare available window to amount of window
 363          * known to peer (as advertised window less
 364          * next expected input).  If the difference is at least two
 365          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 366          * window, then want to send a window update to peer.
 367          */
 368         if (recvwin > 0) {
 369                 /*
 370                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 371                  * taking into account that we are limited by
 372                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 373                  */
 374                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 375                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 376
 377                 /*
 378                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 379                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 380                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 381                  * ONLY updates the tcp window.
 382                  *
 383                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 384                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 385                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 386                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 387                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 388                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 389                  *
 390                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 391                  */
 392                 if (avoid_pure_win_update == 0) {
 393                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 394                                 goto send;
 395                 }
 396                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 397                         goto send;
 398         }
 399
 400         /*
 401          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 402          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 403          */
 404         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 405                 goto send;
 406         if ((flags & TH_RST) ||
 407             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 408                 goto send;
 409         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 410                 goto send;
 411         /*
 412          * If our state indicates that FIN should be sent
 413          * and we have not yet done so, then we need to send.
 414          */
 415         if (flags & TH_FIN &&
 416             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 417                 goto send;
 418
 419         /*
 420          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 421          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 422          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 423          *      idle                    not doing retransmits or persists
 424          *      persisting              to move a small or zero window
 425          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 426          *
 427          * callout_active(tp->tt_persist)
 428          *      is true when we are in persist state.
 429          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 430          *      is set when we are called to send a persist packet.
 431          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 432          *      is set when we are retransmitting
 433          * The output side is idle when both timers are zero.
 434          *
 435          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 436          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 437          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 438          * if window is nonzero, transmit what we can,
 439          * otherwise force out a byte.
 440          */
 441         if (so->so_snd.sb_cc > 0 &&
 442             !callout_active(tp->tt_rexmt) && !callout_active(tp->tt_persist)) {
 443                 tp->t_rxtshift = 0;
 444                 tcp_setpersist(tp);
 445         }
 446
 447         /*
 448          * No reason to send a segment, just return.
 449          */
 450         return (0);
 451
 452 send:
 453         /*
 454          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 455          * unless TCP set not to do any options.
 456          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 457          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 458          * link header, i.e.
 459          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 460          */
 461         optlen = 0;
 462         if (isipv6)
 463                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 464         else
 465                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 466         if (flags & TH_SYN) {
 467                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 468                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 469                         u_short mss;
 470
 471                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 472                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 473                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 474                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
 475                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 476
 477                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 478                             (!(flags & TH_ACK) ||
 479                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 480                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 481                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 482                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 483                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 484                                         tp->request_r_scale);
 485                                 optlen += 4;
 486                         }
 487
 488                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
 489                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
 490                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
 491
 492                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
 493                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
 494                         }
 495                 }
 496         }
 497
 498         /*
 499          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 500          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 501          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 502          */
 503         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 504             !(flags & TH_RST) &&
 505             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 506                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 507
 508                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 509                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 510                 *lp++ = htonl(ticks);
 511                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 512                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 513         }
 514
 515         /*
 516          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 517          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 518          */
 519         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 520              !(flags & TH_RST)) {
 521                 switch (flags & (TH_SYN | TH_ACK)) {
 522                 /*
 523                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 524                  * from our peer.
 525                  */
 526                 case TH_ACK:
 527                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 528                                 break;
 529                         /*FALLTHROUGH*/
 530
 531                 /*
 532                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 533                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 534                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 535                  * do this if our peer understands T/TCP.
 536                  */
 537                 case 0:
 538                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 539                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 540                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 541                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 542                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 543                         optlen += 4;
 544                         break;
 545
 546                 /*
 547                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 548                  * CC or CC.new.
 549                  */
 550                 case TH_SYN:
 551                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 552                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 553                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 554                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 555                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 556                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 557                         optlen += 4;
 558                         break;
 559
 560                 /*
 561                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 562                  * CC from our peer.
 563                  */
 564                 case (TH_SYN | TH_ACK):
 565                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 566                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 567                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 568                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 569                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 570                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 571                                 optlen += 4;
 572                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 573                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 574                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 575                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 576                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_recv);
 577                                 optlen += 4;
 578                         }
 579                         break;
 580                 }
 581         }
 582
 583         /*
 584          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
 585          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
 586          */
 587         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
 588                 TF_SACK_PERMITTED &&
 589             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
 590              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
 591                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
 592
 593         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
 594         hdrlen += optlen;
 595
 596         if (isipv6) {
 597                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 598         } else {
 599                 if (inp->inp_options) {
 600                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 601                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 602                 } else {
 603                         ipoptlen = 0;
 604                 }
 605         }
 606 #ifdef IPSEC
 607         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 608 #endif
 609
 610         /*
 611          * Adjust data length if insertion of options will
 612          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 613          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 614          * the segment.
 615          */
 616         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 617                 /*
 618                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 619                  */
 620                 flags &= ~TH_FIN;
 621                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 622                 sendalot = TRUE;
 623         }
 624
 625 #ifdef INET6
 626         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 627 #else
 628         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 629 #endif
 630
 631         /*
 632          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 633          * be transmitted, and initialize the header from
 634          * the template for sends on this connection.
 635          */
 636         if (len) {
 637                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 638                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 639                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 640                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
 641                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
 642                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 643                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 644                 } else {
 645                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 646                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 647                 }
 648 #ifdef notyet
 649                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off, (int)len,
 650                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
 651                         error = ENOBUFS;
 652                         goto out;
 653                 }
 654                 /*
 655                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 656                  */
 657                 m->m_len += hdrlen;
 658                 m->m_data -= hdrlen;
 659 #else
 660                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 661                 if (m == NULL) {
 662                         error = ENOBUFS;
 663                         goto out;
 664                 }
 665 #ifdef INET6
 666                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 667                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 668                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 669                                 m_freem(m);
 670                                 error = ENOBUFS;
 671                                 goto out;
 672                         }
 673                 }
 674 #endif
 675                 m->m_data += max_linkhdr;
 676                 m->m_len = hdrlen;
 677                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 678                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 679                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 680                         m->m_len += len;
 681                 } else {
 682                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 683                         if (m->m_next == NULL) {
 684                                 m_free(m);
 685                                 error = ENOBUFS;
 686                                 goto out;
 687                         }
 688                 }
 689 #endif
 690                 /*
 691                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 692                  * (This will keep happy those implementations which only
 693                  * give data to the user when a buffer fills or
 694                  * a PUSH comes in.)
 695                  */
 696                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 697                         flags |= TH_PUSH;
 698         } else {
 699                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 700                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 701                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
 702                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 703                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 704                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 705                 else
 706                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 707
 708                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 709                 if (m == NULL) {
 710                         error = ENOBUFS;
 711                         goto out;
 712                 }
 713                 if (isipv6 &&
 714                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 715                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 716                 else
 717                         m->m_data += max_linkhdr;
 718                 m->m_len = hdrlen;
 719         }
 720         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 721         if (isipv6) {
 722                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 723                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 724                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 725         } else {
 726                 ip = mtod(m, struct ip *);
 727                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 728                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 729                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 730                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 731         }
 732
 733         /*
 734          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 735          * window for use in delaying messages about window sizes.
 736          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 737          */
 738         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 739             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 740                 tp->snd_nxt--;
 741         /*
 742          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 743          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 744          * packets, we do not want the sequence number of the
 745          * retransmitted packet, we want the sequence number
 746          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 747          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 748          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 749          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 750          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 751          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 752          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 753          */
 754         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 755                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 756         else
 757                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 758         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 759         if (optlen) {
 760                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 761                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 762         }
 763         th->th_flags = flags;
 764         /*
 765          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 766          * but avoid silly window syndrome.
 767          */
 768         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 769             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 770                 recvwin = 0;
 771         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 772                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 773         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 774                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 775         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 776
 777         /*
 778          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 779          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 780          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 781          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 782          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 783          * the connection.
 784          */
 785         if (recvwin == 0)
 786                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 787         else
 788                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 789
 790         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 791                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 792                 th->th_flags |= TH_URG;
 793         } else {
 794                 /*
 795                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 796                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 797                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 798                  * number wraparound.
 799                  */
 800                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 801         }
 802
 803         /*
 804          * Put TCP length in extended header, and then
 805          * checksum extended header and data.
 806          */
 807         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 808         if (isipv6) {
 809                 /*
 810                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 811                  * in ip6_output().
 812                  */
 813                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 814                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 815         } else {
 816                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 817                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 818                 if (len + optlen)
 819                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 820                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 821
 822                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 823                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 824                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 825         }
 826
 827         /*
 828          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 829          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 830          */
 831         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 832                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 833
 834                 /*
 835                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 836                  */
 837                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
 838                         if (flags & TH_SYN)
 839                                 tp->snd_nxt++;
 840                         if (flags & TH_FIN) {
 841                                 tp->snd_nxt++;
 842                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 843                         }
 844                 }
 845                 tp->snd_nxt += len;
 846                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 847                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 848                         /*
 849                          * Time this transmission if not a retransmission and
 850                          * not currently timing anything.
 851                          */
 852                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 853                                 tp->t_rtttime = ticks;
 854                                 tp->t_rtseq = startseq;
 855                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 856                         }
 857                 }
 858
 859                 /*
 860                  * Set retransmit timer if not currently set,
 861                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 862                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 863                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 864                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 865                  * of retransmit time.
 866                  */
 867                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 868                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 869                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 870                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 871                                 tp->t_rxtshift = 0;
 872                         }
 873                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 874                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 875                 }
 876         } else {
 877                 /*
 878                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 879                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 880                  */
 881                 int xlen = len;
 882                 if (flags & TH_SYN)
 883                         ++xlen;
 884                 if (flags & TH_FIN) {
 885                         ++xlen;
 886                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 887                 }
 888                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 889                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 890         }
 891
 892 #ifdef TCPDEBUG
 893         /*
 894          * Trace.
 895          */
 896         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 897                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 898 #endif
 899
 900         /*
 901          * Fill in IP length and desired time to live and
 902          * send to IP level.  There should be a better way
 903          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 904          * the template, but need a way to checksum without them.
 905          */
 906         /*
 907          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 908          * because in6_cksum() need it.
 909          */
 910         if (isipv6) {
 911                 /*
 912                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 913                  * user might want to change the value via setsockopt.
 914                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 915                  * Neighbor Discovery.
 916                  */
 917                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 918                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 919                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 920
 921                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 922                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 923                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
 924                                    inp);
 925         } else {
 926                 struct rtentry *rt;
 927                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 928 #ifdef INET6
 929                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 930                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 931                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 932                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 933                 else
 934 #endif
 935                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 936
 937                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 938                 /*
 939                  * See if we should do MTU discovery.
 940                  * We do it only if the following are true:
 941                  *      1) we have a valid route to the destination
 942                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 943                  *         then discovery has been disabled)
 944                  */
 945                 if (path_mtu_discovery &&
 946                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 947                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 948                         ip->ip_off |= IP_DF;
 949
 950                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 951                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 952         }
 953         if (error) {
 954
 955                 /*
 956                  * We know that the packet was lost, so back out the
 957                  * sequence number advance, if any.
 958                  */
 959                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 960                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 961                         /*
 962                          * No need to check for TH_FIN here because
 963                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 964                          */
 965                         if (!(flags & TH_SYN))
 966                                 tp->snd_nxt -= len;
 967                 }
 968
 969 out:
 970                 if (error == ENOBUFS) {
 971                         /*
 972                          * If we can't send, make sure there is something
 973                          * to get us going again later.  Persist state
 974                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 975                          */
 976                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 977                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 978                                 tp->t_rxtshift = 0;
 979                                 tcp_setpersist(tp);
 980                         }
 981                         tcp_quench(inp, 0);
 982                         return (0);
 983                 }
 984                 if (error == EMSGSIZE) {
 985                         /*
 986                          * ip_output() will have already fixed the route
 987                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
 988                          * initiate retransmission, so it is important to
 989                          * not do so here.
 990                          */
 991                         tcp_mtudisc(inp, 0);
 992                         return 0;
 993                 }
 994                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
 995                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
 996                         tp->t_softerror = error;
 997                         return (0);
 998                 }
 999                 return (error);
1000         }
1001         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1002
1003         /*
1004          * Data sent (as far as we can tell).
1005          * If this advertises a larger window than any other segment,
1006          * then remember the size of the advertised window.
1007          * Any pending ACK has now been sent.
1008          */
1009         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
1010                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1011         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1012         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1013         if (tcp_delack_enabled)
1014                 callout_stop(tp->tt_delack);
1015         if (sendalot)
1016                 goto again;
1017         return (0);
1018 }
1019
1020 void
1021 tcp_setpersist(tp)
1022         struct tcpcb *tp;
1023 {
1024         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1025         int tt;
1026
1027         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1028                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1029         /*
1030          * Start/restart persistance timer.
1031          */
1032         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1033                       TCPTV_PERSMAX);
1034         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1035         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1036                 tp->t_rxtshift++;
1037 }