]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/netinet/tcp_output.c
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r149245,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / netinet / tcp_output.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
15  *    without specific prior written permission.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
27  * SUCH DAMAGE.
28  *
29  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
30  * $FreeBSD$
31  */
32
33 #include "opt_inet.h"
34 #include "opt_inet6.h"
35 #include "opt_ipsec.h"
36 #include "opt_mac.h"
37 #include "opt_tcpdebug.h"
38 #include "opt_tcp_sack.h"
39
40 #include <sys/param.h>
41 #include <sys/systm.h>
42 #include <sys/domain.h>
43 #include <sys/kernel.h>
44 #include <sys/lock.h>
45 #include <sys/mac.h>
46 #include <sys/mbuf.h>
47 #include <sys/mutex.h>
48 #include <sys/protosw.h>
49 #include <sys/socket.h>
50 #include <sys/socketvar.h>
51 #include <sys/sysctl.h>
52
53 #include <net/route.h>
54
55 #include <netinet/in.h>
56 #include <netinet/in_systm.h>
57 #include <netinet/ip.h>
58 #include <netinet/in_pcb.h>
59 #include <netinet/ip_var.h>
60 #ifdef INET6
61 #include <netinet6/in6_pcb.h>
62 #include <netinet/ip6.h>
63 #include <netinet6/ip6_var.h>
64 #endif
65 #include <netinet/tcp.h>
66 #define TCPOUTFLAGS
67 #include <netinet/tcp_fsm.h>
68 #include <netinet/tcp_seq.h>
69 #include <netinet/tcp_timer.h>
70 #include <netinet/tcp_var.h>
71 #include <netinet/tcpip.h>
72 #ifdef TCPDEBUG
73 #include <netinet/tcp_debug.h>
74 #endif
75
76 #ifdef IPSEC
77 #include <netinet6/ipsec.h>
78 #endif /*IPSEC*/
79
80 #ifdef FAST_IPSEC
81 #include <netipsec/ipsec.h>
82 #define IPSEC
83 #endif /*FAST_IPSEC*/
84
85 #include <machine/in_cksum.h>
86
87 #ifdef notyet
88 extern struct mbuf *m_copypack();
89 #endif
90
91 int path_mtu_discovery = 1;
92 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
93         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
94
95 int ss_fltsz = 1;
96 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
97         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
98
99 int ss_fltsz_local = 4;
100 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
101         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
102
103 int     tcp_do_newreno = 1;
104 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, newreno, CTLFLAG_RW, &tcp_do_newreno,
105         0, "Enable NewReno Algorithms");
106
107 /*
108  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
109  */
110 int
111 tcp_output(struct tcpcb *tp)
112 {
113         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
114         long len, recwin, sendwin;
115         int off, flags, error;
116 #ifdef TCP_SIGNATURE
117         int sigoff = 0;
118 #endif
119         struct mbuf *m;
120         struct ip *ip = NULL;
121         struct ipovly *ipov = NULL;
122         struct tcphdr *th;
123         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
124         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
125         int idle, sendalot;
126         int i, sack_rxmit;
127         int sack_bytes_rxmt;
128         struct sackhole *p;
129 #if 0
130         int maxburst = TCP_MAXBURST;
131 #endif
132 #ifdef INET6
133         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
134         int isipv6;
135
136         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
137 #endif
138
139         INP_LOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
140
141         /*
142          * Determine length of data that should be transmitted,
143          * and flags that will be used.
144          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
145          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
146          */
147         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
148         if (idle && (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
149                 /*
150                  * We have been idle for "a while" and no acks are
151                  * expected to clock out any data we send --
152                  * slow start to get ack "clock" running again.
153                  *
154                  * Set the slow-start flight size depending on whether
155                  * this is a local network or not.
156                  */
157                 int ss = ss_fltsz;
158 #ifdef INET6
159                 if (isipv6) {
160                         if (in6_localaddr(&tp->t_inpcb->in6p_faddr))
161                                 ss = ss_fltsz_local;
162                 } else
163 #endif /* INET6 */
164                 if (in_localaddr(tp->t_inpcb->inp_faddr))
165                         ss = ss_fltsz_local;
166                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss;
167         }
168         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
169         if (idle) {
170                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
171                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
172                         idle = 0;
173                 }
174         }
175 again:
176         /*
177          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
178          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
179          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
180          */
181         if (tp->sack_enable && SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
182                 tcp_sack_adjust(tp);
183         sendalot = 0;
184         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
185         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
186         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
187
188         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
189         /*
190          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
191          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
192          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
193          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
194          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
195          */
196         /*
197          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
198          */
199         sack_rxmit = 0;
200         sack_bytes_rxmt = 0;
201         len = 0;
202         p = NULL;
203         if (tp->sack_enable && IN_FASTRECOVERY(tp) &&
204             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
205                 long cwin;
206                 
207                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
208                 if (cwin < 0)
209                         cwin = 0;
210                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
211                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
212                         /*
213                          * (At least) part of sack hole extends beyond
214                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
215                          * for this hole.
216                          */
217                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
218                                 /*
219                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
220                                  * That data will be rexmitted in the next
221                                  * sack recovery episode, when snd_recover
222                                  * moves past p->rxmit.
223                                  */
224                                 p = NULL;
225                                 goto after_sack_rexmit;
226                         } else
227                                 /* Can rexmit part of the current hole */
228                                 len = ((long)ulmin(cwin,
229                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
230                 } else
231                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
232                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
233                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
234                     __func__, off));
235                 if (len > 0) {
236                         sack_rxmit = 1;
237                         sendalot = 1;
238                         tcpstat.tcps_sack_rexmits++;
239                         tcpstat.tcps_sack_rexmit_bytes +=
240                             min(len, tp->t_maxseg);
241                 }
242         }
243 after_sack_rexmit:
244         /*
245          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
246          * state flags.
247          */
248         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
249                 flags |= TH_FIN;
250         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
251                 flags |= TH_SYN;
252
253         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
254         /*
255          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
256          * Otherwise, if window is small but nonzero
257          * and timer expired, we will send what we can
258          * and go to transmit state.
259          */
260         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
261                 if (sendwin == 0) {
262                         /*
263                          * If we still have some data to send, then
264                          * clear the FIN bit.  Usually this would
265                          * happen below when it realizes that we
266                          * aren't sending all the data.  However,
267                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
268                          * then it won't clear the FIN bit below,
269                          * and if we are in persist state, we wind
270                          * up sending the packet without recording
271                          * that we sent the FIN bit.
272                          *
273                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
274                          * because if we don't have any more data
275                          * to send then the probe will be the FIN
276                          * itself.
277                          */
278                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
279                                 flags &= ~TH_FIN;
280                         sendwin = 1;
281                 } else {
282                         callout_stop(tp->tt_persist);
283                         tp->t_rxtshift = 0;
284                 }
285         }
286
287         /*
288          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
289          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
290          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
291          * its congestion window while receiving additional duplicate
292          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
293          * to snd_max after the fast-retransmit.
294          *
295          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
296          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
297          * wind up 0.
298          *
299          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
300          * in which case len is already set.
301          */
302         if (sack_rxmit == 0) {
303                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
304                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
305                 else {
306                         long cwin;
307
308                         /*
309                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
310                          * sending new data, having retransmitted all the
311                          * data possible in the scoreboard.
312                          */
313                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd) 
314                                - off);
315                         /*
316                          * Don't remove this (len > 0) check !
317                          * We explicitly check for len > 0 here (although it 
318                          * isn't really necessary), to work around a gcc 
319                          * optimization issue - to force gcc to compute
320                          * len above. Without this check, the computation
321                          * of len is bungled by the optimizer.
322                          */
323                         if (len > 0) {
324                                 cwin = tp->snd_cwnd - 
325                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
326                                         sack_bytes_rxmt;
327                                 if (cwin < 0)
328                                         cwin = 0;
329                                 len = lmin(len, cwin);
330                         }
331                 }
332         }
333
334         /*
335          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
336          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
337          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
338          */
339         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
340                 flags &= ~TH_SYN;
341                 off--, len++;
342         }
343
344         /*
345          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
346          * This measure is needed to prevent interoperability problems
347          * with not fully conformant TCP implementations.
348          */
349         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
350                 len = 0;
351                 flags &= ~TH_FIN;
352         }
353
354         if (len < 0) {
355                 /*
356                  * If FIN has been sent but not acked,
357                  * but we haven't been called to retransmit,
358                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
359                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
360                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
361                  * to (closed) window, and set the persist timer
362                  * if it isn't already going.  If the window didn't
363                  * close completely, just wait for an ACK.
364                  */
365                 len = 0;
366                 if (sendwin == 0) {
367                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
368                         tp->t_rxtshift = 0;
369                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
370                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
371                                 tcp_setpersist(tp);
372                 }
373         }
374
375         /*
376          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
377          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
378          * no longer contains the last data byte.
379          */
380         if (len > tp->t_maxseg) {
381                 len = tp->t_maxseg;
382                 sendalot = 1;
383         }
384         if (sack_rxmit) {
385                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
386                         flags &= ~TH_FIN;
387         } else {
388                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
389                         flags &= ~TH_FIN;
390         }
391
392         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
393
394         /*
395          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
396          * conditions when len is non-zero:
397          *
398          *      - We have a full segment
399          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
400          *        either idle or running NODELAY
401          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
402          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
403          *        data (receiver may be limited the window size)
404          *      - we need to retransmit
405          */
406         if (len) {
407                 if (len == tp->t_maxseg)
408                         goto send;
409                 /*
410                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
411                  * end may occur synchronously with the output and cause
412                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
413                  *
414                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
415                  */
416                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
417                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
418                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
419                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
420                         goto send;
421                 }
422                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
423                         goto send;
424                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
425                         goto send;
426                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
427                         goto send;
428                 if (sack_rxmit)
429                         goto send;
430         }
431
432         /*
433          * Compare available window to amount of window
434          * known to peer (as advertised window less
435          * next expected input).  If the difference is at least two
436          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
437          * window, then want to send a window update to peer.
438          * Skip this if the connection is in T/TCP half-open state.
439          */
440         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)) {
441                 /*
442                  * "adv" is the amount we can increase the window,
443                  * taking into account that we are limited by
444                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
445                  */
446                 long adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
447                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
448
449                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
450                         goto send;
451                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
452                         goto send;
453         }
454
455         /*
456          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
457          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
458          */
459         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
460                 goto send;
461         if ((flags & TH_RST) ||
462             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
463                 goto send;
464         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
465                 goto send;
466         /*
467          * If our state indicates that FIN should be sent
468          * and we have not yet done so, then we need to send.
469          */
470         if (flags & TH_FIN &&
471             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
472                 goto send;
473         /*
474          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
475          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
476          * that the retransmission timer is set.
477          */
478         if (tp->sack_enable && SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
479             !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
480             !callout_active(tp->tt_persist)) {
481                 callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
482                               tcp_timer_rexmt, tp);
483                 goto just_return;
484         } 
485         /*
486          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
487          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
488          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
489          *      idle                    not doing retransmits or persists
490          *      persisting              to move a small or zero window
491          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
492          *
493          * callout_active(tp->tt_persist)
494          *      is true when we are in persist state.
495          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
496          *      is set when we are called to send a persist packet.
497          * callout_active(tp->tt_rexmt)
498          *      is set when we are retransmitting
499          * The output side is idle when both timers are zero.
500          *
501          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
502          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
503          * If nothing happens soon, send when timer expires:
504          * if window is nonzero, transmit what we can,
505          * otherwise force out a byte.
506          */
507         if (so->so_snd.sb_cc && !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
508             !callout_active(tp->tt_persist)) {
509                 tp->t_rxtshift = 0;
510                 tcp_setpersist(tp);
511         }
512
513         /*
514          * No reason to send a segment, just return.
515          */
516 just_return:
517         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
518         return (0);
519
520 send:
521         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
522         /*
523          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
524          * unless TCP set not to do any options.
525          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
526          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
527          * link header, i.e.
528          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
529          */
530         optlen = 0;
531 #ifdef INET6
532         if (isipv6)
533                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
534         else
535 #endif
536         hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
537         if (flags & TH_SYN) {
538                 tp->snd_nxt = tp->iss;
539                 if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
540                         u_short mss;
541
542                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
543                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
544                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc));
545                         (void)memcpy(opt + 2, &mss, sizeof(mss));
546                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
547
548                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
549                             ((flags & TH_ACK) == 0 ||
550                             (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
551                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
552                                         TCPOPT_NOP << 24 |
553                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
554                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
555                                         tp->request_r_scale);
556                                 optlen += 4;
557                         }
558                 }
559         }
560
561         /*
562          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
563          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
564          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
565          */
566         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP|TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
567             (flags & TH_RST) == 0 &&
568             ((flags & TH_ACK) == 0 ||
569              (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
570                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
571
572                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
573                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
574                 *lp++ = htonl(ticks);
575                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
576                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
577         }
578
579 #ifdef TCP_SIGNATURE
580 #ifdef INET6
581         if (!isipv6)
582 #endif
583         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
584                 int i;
585                 u_char *bp;
586
587                 /* Initialize TCP-MD5 option (RFC2385) */
588                 bp = (u_char *)opt + optlen;
589                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
590                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
591                 sigoff = optlen + 2;
592                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
593                         *bp++ = 0;
594                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
595         }
596 #endif /* TCP_SIGNATURE */
597
598         if (tp->sack_enable && ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0)) {
599                 /* 
600                  * Tack on the SACK permitted option *last*.
601                  * And do padding of options after tacking this on.
602                  * This is because of MSS, TS, WinScale and Signatures are
603                  * all present, we have just 2 bytes left for the SACK
604                  * permitted option, which is just enough.
605                  */
606                 /*
607                  * If this is the first SYN of connection (not a SYN
608                  * ACK), include SACK permitted option.  If this is a
609                  * SYN ACK, include SACK permitted option if peer has
610                  * already done so. This is only for active connect,
611                  * since the syncache takes care of the passive connect.
612                  */
613                 if ((flags & TH_SYN) &&
614                     (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT))) {
615                         u_char *bp;
616                         bp = (u_char *)opt + optlen;
617
618                         *bp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
619                         *bp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
620                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
621                 }
622
623                 /*
624                  * Send SACKs if necessary.  This should be the last
625                  * option processed.  Only as many SACKs are sent as
626                  * are permitted by the maximum options size.
627                  *
628                  * In general, SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
629                  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes
630                  * (to generate 4 SACK blocks).  At a minimum,
631                  * we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).
632                  * If TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures
633                  * (18 bytes) are both present, we'll just have
634                  * 10 bytes for SACK options 40 - (12 + 18).
635                  */
636                 if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
637                     (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && tp->rcv_numsacks > 0 &&
638                     MAX_TCPOPTLEN - optlen - 2 >= TCPOLEN_SACK) {
639                         int nsack, sackoptlen, padlen;
640                         u_char *bp = (u_char *)opt + optlen;
641                         u_int32_t *lp;
642
643                         nsack = (MAX_TCPOPTLEN - optlen - 2) / TCPOLEN_SACK;
644                         nsack = min(nsack, tp->rcv_numsacks);
645                         sackoptlen = (2 + nsack * TCPOLEN_SACK);
646
647                         /*
648                          * First we need to pad options so that the
649                          * SACK blocks can start at a 4-byte boundary
650                          * (sack option and length are at a 2 byte offset).
651                          */
652                         padlen = (MAX_TCPOPTLEN - optlen - sackoptlen) % 4;
653                         optlen += padlen;
654                         while (padlen-- > 0)
655                                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
656
657                         tcpstat.tcps_sack_send_blocks++;
658                         *bp++ = TCPOPT_SACK;
659                         *bp++ = sackoptlen;
660                         lp = (u_int32_t *)bp;
661                         for (i = 0; i < nsack; i++) {
662                                 struct sackblk sack = tp->sackblks[i];
663                                 *lp++ = htonl(sack.start);
664                                 *lp++ = htonl(sack.end);
665                         }
666                         optlen += sackoptlen;
667                 }
668         }
669
670         /* Pad TCP options to a 4 byte boundary */
671         if (optlen < MAX_TCPOPTLEN && (optlen % sizeof(u_int32_t))) {
672                 int pad = sizeof(u_int32_t) - (optlen % sizeof(u_int32_t));
673                 u_char *bp = (u_char *)opt + optlen;
674
675                 optlen += pad;
676                 while (pad) {
677                         *bp++ = TCPOPT_EOL;
678                         pad--;
679                 }
680         }
681
682         hdrlen += optlen;
683
684 #ifdef INET6
685         if (isipv6)
686                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
687         else
688 #endif
689         if (tp->t_inpcb->inp_options)
690                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
691                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
692         else
693                 ipoptlen = 0;
694 #ifdef IPSEC
695         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
696 #endif
697
698         /*
699          * Adjust data length if insertion of options will
700          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
701          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
702          * the segment.
703          */
704         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
705                 /*
706                  * If there is still more to send, don't close the connection.
707                  */
708                 flags &= ~TH_FIN;
709                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
710                 sendalot = 1;
711         }
712
713 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
714 #ifdef INET6
715         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
716 #else
717         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
718 #endif
719                 panic("tcphdr too big");
720 /*#endif*/
721
722         /*
723          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
724          * be transmitted, and initialize the header from
725          * the template for sends on this connection.
726          */
727         if (len) {
728                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
729                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
730                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
731                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
732                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
733                 } else {
734                         tcpstat.tcps_sndpack++;
735                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
736                 }
737 #ifdef notyet
738                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
739                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
740                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
741                         error = ENOBUFS;
742                         goto out;
743                 }
744                 /*
745                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
746                  */
747                 m->m_len += hdrlen;
748                 m->m_data -= hdrlen;
749 #else
750                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_HEADER);
751                 if (m == NULL) {
752                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
753                         error = ENOBUFS;
754                         goto out;
755                 }
756 #ifdef INET6
757                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
758                         MCLGET(m, M_DONTWAIT);
759                         if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
760                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
761                                 m_freem(m);
762                                 error = ENOBUFS;
763                                 goto out;
764                         }
765                 }
766 #endif
767                 m->m_data += max_linkhdr;
768                 m->m_len = hdrlen;
769                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
770                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
771                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
772                         m->m_len += len;
773                 } else {
774                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
775                         if (m->m_next == 0) {
776                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
777                                 (void) m_free(m);
778                                 error = ENOBUFS;
779                                 goto out;
780                         }
781                 }
782 #endif
783                 /*
784                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
785                  * (This will keep happy those implementations which only
786                  * give data to the user when a buffer fills or
787                  * a PUSH comes in.)
788                  */
789                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
790                         flags |= TH_PUSH;
791                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
792         } else {
793                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
794                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
795                         tcpstat.tcps_sndacks++;
796                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
797                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
798                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
799                         tcpstat.tcps_sndurg++;
800                 else
801                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
802
803                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_HEADER);
804                 if (m == NULL) {
805                         error = ENOBUFS;
806                         goto out;
807                 }
808 #ifdef INET6
809                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
810                     MHLEN >= hdrlen) {
811                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
812                 } else
813 #endif
814                 m->m_data += max_linkhdr;
815                 m->m_len = hdrlen;
816         }
817         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
818         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
819 #ifdef MAC
820         mac_create_mbuf_from_inpcb(tp->t_inpcb, m);
821 #endif
822 #ifdef INET6
823         if (isipv6) {
824                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
825                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
826                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
827         } else
828 #endif /* INET6 */
829         {
830                 ip = mtod(m, struct ip *);
831                 ipov = (struct ipovly *)ip;
832                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
833                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
834         }
835
836         /*
837          * Fill in fields, remembering maximum advertised
838          * window for use in delaying messages about window sizes.
839          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
840          */
841         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
842             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
843                 tp->snd_nxt--;
844         /*
845          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
846          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
847          * packets, we do not want the sequence number of the
848          * retransmitted packet, we want the sequence number
849          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
850          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
851          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
852          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
853          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
854          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
855          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
856          */
857         if (sack_rxmit == 0) {
858                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN))
859                     || callout_active(tp->tt_persist))
860                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
861                 else
862                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
863         } else {
864                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
865                 p->rxmit += len;
866                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
867         }
868         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
869         if (optlen) {
870                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
871                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
872         }
873         th->th_flags = flags;
874         /*
875          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
876          * but avoid silly window syndrome.
877          */
878         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
879             recwin < (long)tp->t_maxseg)
880                 recwin = 0;
881         if (recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
882                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
883         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
884                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
885         th->th_win = htons((u_short) (recwin >> tp->rcv_scale));
886
887
888         /*
889          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
890          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
891          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
892          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
893          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
894          * the connection.
895          */
896         if (recwin == 0)
897                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
898         else
899                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
900         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
901                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
902                 th->th_flags |= TH_URG;
903         } else
904                 /*
905                  * If no urgent pointer to send, then we pull
906                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
907                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
908                  * number wraparound.
909                  */
910                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
911
912 #ifdef TCP_SIGNATURE
913 #ifdef INET6
914         if (!isipv6)
915 #endif
916         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
917                 tcp_signature_compute(m, sizeof(struct ip), len, optlen,
918                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
919 #endif
920
921         /*
922          * Put TCP length in extended header, and then
923          * checksum extended header and data.
924          */
925         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
926 #ifdef INET6
927         if (isipv6)
928                 /*
929                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
930                  * in ip6_output.
931                  */
932                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
933                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
934         else
935 #endif /* INET6 */
936         {
937                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
938                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
939                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
940                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
941
942                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
943                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
944                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
945         }
946
947         /*
948          * In transmit state, time the transmission and arrange for
949          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
950          */
951         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 || 
952             !callout_active(tp->tt_persist)) {
953                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
954
955                 /*
956                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
957                  */
958                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
959                         if (flags & TH_SYN)
960                                 tp->snd_nxt++;
961                         if (flags & TH_FIN) {
962                                 tp->snd_nxt++;
963                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
964                         }
965                 }
966                 if (sack_rxmit)
967                         goto timer;
968                 tp->snd_nxt += len;
969                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
970                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
971                         /*
972                          * Time this transmission if not a retransmission and
973                          * not currently timing anything.
974                          */
975                         if (tp->t_rtttime == 0) {
976                                 tp->t_rtttime = ticks;
977                                 tp->t_rtseq = startseq;
978                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
979                         }
980                 }
981
982                 /*
983                  * Set retransmit timer if not currently set,
984                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
985                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
986                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
987                  * Initialize shift counter which is used for backoff
988                  * of retransmit time.
989                  */
990 timer:
991                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
992                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
993                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
994                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
995                                 callout_stop(tp->tt_persist);
996                                 tp->t_rxtshift = 0;
997                         }
998                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
999                                       tcp_timer_rexmt, tp);
1000                 }
1001         } else {
1002                 /*
1003                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1004                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1005                  */
1006                 int xlen = len;
1007                 if (flags & TH_SYN)
1008                         ++xlen;
1009                 if (flags & TH_FIN) {
1010                         ++xlen;
1011                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1012                 }
1013                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1014                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1015         }
1016
1017 #ifdef TCPDEBUG
1018         /*
1019          * Trace.
1020          */
1021         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1022                 u_short save = 0;
1023 #ifdef INET6
1024                 if (!isipv6)
1025 #endif
1026                 {
1027                         save = ipov->ih_len;
1028                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1029                 }
1030                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1031 #ifdef INET6
1032                 if (!isipv6)
1033 #endif
1034                 ipov->ih_len = save;
1035         }
1036 #endif
1037
1038         /*
1039          * Fill in IP length and desired time to live and
1040          * send to IP level.  There should be a better way
1041          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1042          * the template, but need a way to checksum without them.
1043          */
1044         /*
1045          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1046          * because in6_cksum() need it.
1047          */
1048 #ifdef INET6
1049         if (isipv6) {
1050                 /*
1051                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1052                  * user might want to change the value via setsockopt.
1053                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1054                  * Neighbor Discovery.
1055                  */
1056                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1057
1058                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1059                 error = ip6_output(m,
1060                             tp->t_inpcb->in6p_outputopts, NULL,
1061                             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?
1062                             IP_ROUTETOIF : 0), NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1063         } else
1064 #endif /* INET6 */
1065     {
1066         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1067 #ifdef INET6
1068         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1069                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1070 #endif /* INET6 */
1071         /*
1072          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1073          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1074          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1075          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1076          */
1077         if (path_mtu_discovery)
1078                 ip->ip_off |= IP_DF;
1079
1080         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, NULL,
1081             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1082             tp->t_inpcb);
1083     }
1084         if (error) {
1085
1086                 /*
1087                  * We know that the packet was lost, so back out the
1088                  * sequence number advance, if any.
1089                  */
1090                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 || 
1091                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
1092                         /*
1093                          * No need to check for TH_FIN here because
1094                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1095                          */
1096                         if ((flags & TH_SYN) == 0) {
1097                                 if (sack_rxmit) {
1098                                         p->rxmit -= len;
1099                                         tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1100                                         KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit
1101                                                 >= 0,
1102                                                 ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1103                                 } else
1104                                         tp->snd_nxt -= len;
1105                         }
1106                 }
1107
1108 out:
1109                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1110                 if (error == ENOBUFS) {
1111                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
1112                             !callout_active(tp->tt_persist))
1113                                 callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
1114                                     tcp_timer_rexmt, tp);
1115                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1116                         return (0);
1117                 }
1118                 if (error == EMSGSIZE) {
1119                         /*
1120                          * ip_output() will have already fixed the route
1121                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1122                          * initiate retransmission, so it is important to
1123                          * not do so here.
1124                          */
1125                         tcp_mtudisc(tp->t_inpcb, 0);
1126                         return 0;
1127                 }
1128                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN)
1129                     && TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1130                         tp->t_softerror = error;
1131                         return (0);
1132                 }
1133                 return (error);
1134         }
1135         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1136
1137         /*
1138          * Data sent (as far as we can tell).
1139          * If this advertises a larger window than any other segment,
1140          * then remember the size of the advertised window.
1141          * Any pending ACK has now been sent.
1142          */
1143         if (recwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1144                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1145         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1146         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1147         if (callout_active(tp->tt_delack))
1148                 callout_stop(tp->tt_delack);
1149 #if 0
1150         /*
1151          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1152          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1153          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1154          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1155          */
1156         if (sendalot && (!tcp_do_newreno || --maxburst))
1157                 goto again;
1158 #endif
1159         if (sendalot)
1160                 goto again;
1161         return (0);
1162 }
1163
1164 void
1165 tcp_setpersist(tp)
1166         register struct tcpcb *tp;
1167 {
1168         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1169         int tt;
1170
1171         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1172                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1173         /*
1174          * Start/restart persistance timer.
1175          */
1176         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1177                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1178         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1179         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1180                 tp->t_rxtshift++;
1181 }