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  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #include "opt_inet.h"
  36 #include "opt_inet6.h"
  37 #include "opt_ipsec.h"
  38 #include "opt_tcpdebug.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/domain.h>
  43 #include <sys/hhook.h>
  44 #include <sys/kernel.h>
  45 #include <sys/lock.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/if.h>
  54 #include <net/route.h>
  55 #include <net/vnet.h>
  56
  57 #include <netinet/cc.h>
  58 #include <netinet/in.h>
  59 #include <netinet/in_systm.h>
  60 #include <netinet/ip.h>
  61 #include <netinet/in_pcb.h>
  62 #include <netinet/ip_var.h>
  63 #include <netinet/ip_options.h>
  64 #ifdef INET6
  65 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  66 #include <netinet/ip6.h>
  67 #include <netinet6/ip6_var.h>
  68 #endif
  69 #define TCPOUTFLAGS
  70 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  71 #include <netinet/tcp_seq.h>
  72 #include <netinet/tcp_timer.h>
  73 #include <netinet/tcp_var.h>
  74 #include <netinet/tcpip.h>
  75 #ifdef TCPDEBUG
  76 #include <netinet/tcp_debug.h>
  77 #endif
  78
  79 #ifdef IPSEC
  80 #include <netipsec/ipsec.h>
  81 #endif /*IPSEC*/
  82
  83 #include <machine/in_cksum.h>
  84
  85 #include <security/mac/mac_framework.h>
  86
  87 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
  88 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
  89         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
  90         "Enable Path MTU Discovery");
  91
  92 VNET_DEFINE(int, ss_fltsz) = 1;
  93 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
  94         &VNET_NAME(ss_fltsz), 1,
  95         "Slow start flight size");
  96
  97 VNET_DEFINE(int, ss_fltsz_local) = 4;
  98 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize,
  99         CTLFLAG_RW, &VNET_NAME(ss_fltsz_local), 1,
 100         "Slow start flight size for local networks");
 101
 102 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 103 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 104 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
 105         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 106         "Enable TCP Segmentation Offload");
 107
 108 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 109 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 110 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
 111         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 112         "Enable automatic send buffer sizing");
 113
 114 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 115 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 116 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
 117         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 118         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 119
 120 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 121 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 122 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
 123         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 124         "Max size of automatic send buffer");
 125
 126 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 127                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 128                             long len, int tso);
 129 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 130
 131 /*
 132  * Wrapper for the TCP established ouput helper hook.
 133  */
 134 static void inline
 135 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 136     struct tcpopt *to, long len, int tso)
 137 {
 138         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 139
 140         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 141                 hhook_data.tp = tp;
 142                 hhook_data.th = th;
 143                 hhook_data.to = to;
 144                 hhook_data.len = len;
 145                 hhook_data.tso = tso;
 146
 147                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 148                     tp->osd);
 149         }
 150 }
 151
 152 /*
 153  * CC wrapper hook functions
 154  */
 155 static void inline
 156 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 157 {
 158         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 159
 160         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 161                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 166  */
 167 int
 168 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 169 {
 170         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 171         long len, recwin, sendwin;
 172         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 173         struct mbuf *m;
 174         struct ip *ip = NULL;
 175         struct ipovly *ipov = NULL;
 176         struct tcphdr *th;
 177         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 178         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 179 #ifdef IPSEC
 180         unsigned ipsec_optlen = 0;
 181 #endif
 182         int idle, sendalot;
 183         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 184         struct sackhole *p;
 185         int tso;
 186         struct tcpopt to;
 187 #if 0
 188         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 189 #endif
 190 #ifdef INET6
 191         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 192         int isipv6;
 193
 194         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 195 #endif
 196
 197         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 198
 199         /*
 200          * Determine length of data that should be transmitted,
 201          * and flags that will be used.
 202          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 203          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 204          */
 205         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 206         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 207                 cc_after_idle(tp);
 208         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 209         if (idle) {
 210                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 211                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 212                         idle = 0;
 213                 }
 214         }
 215 again:
 216         /*
 217          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 218          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 219          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 220          */
 221         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 222             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 223                 tcp_sack_adjust(tp);
 224         sendalot = 0;
 225         tso = 0;
 226         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 227         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 228
 229         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 230         /*
 231          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 232          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 233          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 234          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 235          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 236          */
 237         /*
 238          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 239          */
 240         sack_rxmit = 0;
 241         sack_bytes_rxmt = 0;
 242         len = 0;
 243         p = NULL;
 244         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 245             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 246                 long cwin;
 247
 248                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
 249                 if (cwin < 0)
 250                         cwin = 0;
 251                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 252                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 253                         /*
 254                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 255                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 256                          * for this hole.
 257                          */
 258                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 259                                 /*
 260                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 261                                  * That data will be rexmitted in the next
 262                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 263                                  * moves past p->rxmit.
 264                                  */
 265                                 p = NULL;
 266                                 goto after_sack_rexmit;
 267                         } else
 268                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 269                                 len = ((long)ulmin(cwin,
 270                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 271                 } else
 272                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 273                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 274                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 275                     __func__, off));
 276                 if (len > 0) {
 277                         sack_rxmit = 1;
 278                         sendalot = 1;
 279                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 280                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 281                             min(len, tp->t_maxseg));
 282                 }
 283         }
 284 after_sack_rexmit:
 285         /*
 286          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 287          * state flags.
 288          */
 289         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 290                 flags |= TH_FIN;
 291         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 292                 flags |= TH_SYN;
 293
 294         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 295         /*
 296          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 297          * Otherwise, if window is small but nonzero
 298          * and timer expired, we will send what we can
 299          * and go to transmit state.
 300          */
 301         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 302                 if (sendwin == 0) {
 303                         /*
 304                          * If we still have some data to send, then
 305                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 306                          * happen below when it realizes that we
 307                          * aren't sending all the data.  However,
 308                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 309                          * then it won't clear the FIN bit below,
 310                          * and if we are in persist state, we wind
 311                          * up sending the packet without recording
 312                          * that we sent the FIN bit.
 313                          *
 314                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 315                          * because if we don't have any more data
 316                          * to send then the probe will be the FIN
 317                          * itself.
 318                          */
 319                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 320                                 flags &= ~TH_FIN;
 321                         sendwin = 1;
 322                 } else {
 323                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 324                         tp->t_rxtshift = 0;
 325                 }
 326         }
 327
 328         /*
 329          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 330          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 331          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 332          * its congestion window while receiving additional duplicate
 333          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 334          * to snd_max after the fast-retransmit.
 335          *
 336          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 337          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 338          * wind up 0.
 339          *
 340          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 341          * in which case len is already set.
 342          */
 343         if (sack_rxmit == 0) {
 344                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 345                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
 346                 else {
 347                         long cwin;
 348
 349                         /*
 350                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 351                          * sending new data, having retransmitted all the
 352                          * data possible in the scoreboard.
 353                          */
 354                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd)
 355                                - off);
 356                         /*
 357                          * Don't remove this (len > 0) check !
 358                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 359                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 360                          * optimization issue - to force gcc to compute
 361                          * len above. Without this check, the computation
 362                          * of len is bungled by the optimizer.
 363                          */
 364                         if (len > 0) {
 365                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 366                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 367                                         sack_bytes_rxmt;
 368                                 if (cwin < 0)
 369                                         cwin = 0;
 370                                 len = lmin(len, cwin);
 371                         }
 372                 }
 373         }
 374
 375         /*
 376          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 377          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 378          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 379          */
 380         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 381                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 382                         flags &= ~TH_SYN;
 383                 off--, len++;
 384         }
 385
 386         /*
 387          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 388          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 389          * with not fully conformant TCP implementations.
 390          */
 391         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 392                 len = 0;
 393                 flags &= ~TH_FIN;
 394         }
 395
 396         if (len < 0) {
 397                 /*
 398                  * If FIN has been sent but not acked,
 399                  * but we haven't been called to retransmit,
 400                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 401                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 402                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 403                  * to (closed) window, and set the persist timer
 404                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 405                  * close completely, just wait for an ACK.
 406                  */
 407                 len = 0;
 408                 if (sendwin == 0) {
 409                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 410                         tp->t_rxtshift = 0;
 411                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 412                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 413                                 tcp_setpersist(tp);
 414                 }
 415         }
 416
 417         /* len will be >= 0 after this point. */
 418         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 419
 420         /*
 421          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 422          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 423          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 424          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 425          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 426          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 427          * especially with many connections on busy servers.
 428          *
 429          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 430          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 431          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 432          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 433          *     have data to make use of it);
 434          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 435          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 436          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 437          *
 438          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 439          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 440          * maximum.
 441          *
 442          * It scales directly with slow start or congestion window
 443          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 444          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 445          * what is strictly necessary to make full use of a given
 446          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 447          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 448          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 449          * socket buffer memory.
 450          *
 451          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 452          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 453          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 454          */
 455         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 456                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 457                     so->so_snd.sb_cc >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 458                     so->so_snd.sb_cc < V_tcp_autosndbuf_max &&
 459                     sendwin >= (so->so_snd.sb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 460                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 461                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 462                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 463                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 464                 }
 465         }
 466
 467         /*
 468          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 469          * hardware).
 470          *
 471          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 472          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 473          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 474          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 475          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 476          * segment or packet.
 477          */
 478 #ifdef IPSEC
 479         /*
 480          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 481          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 482          */
 483         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 484 #endif
 485         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 486             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 487             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 488 #ifdef IPSEC
 489             ipsec_optlen == 0 &&
 490 #endif
 491             tp->t_inpcb->inp_options == NULL &&
 492             tp->t_inpcb->in6p_options == NULL)
 493                 tso = 1;
 494
 495         if (sack_rxmit) {
 496                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 497                         flags &= ~TH_FIN;
 498         } else {
 499                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 500                         flags &= ~TH_FIN;
 501         }
 502
 503         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
 504
 505         /*
 506          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 507          * conditions when len is non-zero:
 508          *
 509          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 510          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 511          *        either idle or running NODELAY
 512          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 513          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 514          *        data (receiver may be limited the window size)
 515          *      - we need to retransmit
 516          */
 517         if (len) {
 518                 if (len >= tp->t_maxseg)
 519                         goto send;
 520                 /*
 521                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 522                  * end may occur synchronously with the output and cause
 523                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 524                  *
 525                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 526                  */
 527                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 528                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 529                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 530                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 531                         goto send;
 532                 }
 533                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 534                         goto send;
 535                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 536                         goto send;
 537                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 538                         goto send;
 539                 if (sack_rxmit)
 540                         goto send;
 541         }
 542
 543         /*
 544          * Compare available window to amount of window
 545          * known to peer (as advertised window less
 546          * next expected input).  If the difference is at least two
 547          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 548          * window, then want to send a window update to peer.
 549          * Skip this if the connection is in T/TCP half-open state.
 550          * Don't send pure window updates when the peer has closed
 551          * the connection and won't ever send more data.
 552          */
 553         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 554             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 555                 /*
 556                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 557                  * taking into account that we are limited by
 558                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 559                  */
 560                 long adv;
 561                 int oldwin;
 562
 563                 adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 564                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 565                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 566                         adv -= oldwin;
 567                 } else
 568                         oldwin = 0;
 569
 570                 /*
 571                  * If the new window size ends up being the same as the old
 572                  * size when it is scaled, then don't force a window update.
 573                  */
 574                 if (oldwin >> tp->rcv_scale == (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 575                         goto dontupdate;
 576                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 577                         goto send;
 578                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 579                         goto send;
 580         }
 581 dontupdate:
 582
 583         /*
 584          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 585          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 586          */
 587         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 588                 goto send;
 589         if ((flags & TH_RST) ||
 590             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 591                 goto send;
 592         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 593                 goto send;
 594         /*
 595          * If our state indicates that FIN should be sent
 596          * and we have not yet done so, then we need to send.
 597          */
 598         if (flags & TH_FIN &&
 599             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 600                 goto send;
 601         /*
 602          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 603          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 604          * that the retransmission timer is set.
 605          */
 606         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 607             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 608             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 609             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 610                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 611                 goto just_return;
 612         }
 613         /*
 614          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 615          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 616          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 617          *      idle                    not doing retransmits or persists
 618          *      persisting              to move a small or zero window
 619          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 620          *
 621          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 622          *      is true when we are in persist state.
 623          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 624          *      is set when we are called to send a persist packet.
 625          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 626          *      is set when we are retransmitting
 627          * The output side is idle when both timers are zero.
 628          *
 629          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 630          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 631          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 632          * if window is nonzero, transmit what we can,
 633          * otherwise force out a byte.
 634          */
 635         if (so->so_snd.sb_cc && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 636             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 637                 tp->t_rxtshift = 0;
 638                 tcp_setpersist(tp);
 639         }
 640
 641         /*
 642          * No reason to send a segment, just return.
 643          */
 644 just_return:
 645         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 646         return (0);
 647
 648 send:
 649         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 650         /*
 651          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 652          * unless TCP set not to do any options.
 653          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 654          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 655          * link header, i.e.
 656          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 657          */
 658         optlen = 0;
 659 #ifdef INET6
 660         if (isipv6)
 661                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 662         else
 663 #endif
 664                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 665
 666         /*
 667          * Compute options for segment.
 668          * We only have to care about SYN and established connection
 669          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 670          * syncache.
 671          */
 672         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 673                 to.to_flags = 0;
 674                 /* Maximum segment size. */
 675                 if (flags & TH_SYN) {
 676                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 677                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 678                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 679                 }
 680                 /* Window scaling. */
 681                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 682                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 683                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 684                 }
 685                 /* Timestamps. */
 686                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 687                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 688                         to.to_tsval = ticks + tp->ts_offset;
 689                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 690                         to.to_flags |= TOF_TS;
 691                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 692                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 693                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 694                                 tp->rfbuf_ts = ticks;
 695                 }
 696                 /* Selective ACK's. */
 697                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 698                         if (flags & TH_SYN)
 699                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 700                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 701                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 702                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 703                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 704                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 705                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 706                         }
 707                 }
 708 #ifdef TCP_SIGNATURE
 709                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 710                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 711                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 712 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 713
 714                 /* Processing the options. */
 715                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 716         }
 717
 718 #ifdef INET6
 719         if (isipv6)
 720                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 721         else
 722 #endif
 723         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 724                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 725                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 726         else
 727                 ipoptlen = 0;
 728 #ifdef IPSEC
 729         ipoptlen += ipsec_optlen;
 730 #endif
 731
 732         /*
 733          * Adjust data length if insertion of options will
 734          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 735          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 736          * the segment.
 737          */
 738         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 739                 flags &= ~TH_FIN;
 740
 741                 if (tso) {
 742                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 743                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 744
 745                         /*
 746                          * Limit a burst to IP_MAXPACKET minus IP,
 747                          * TCP and options length to keep ip->ip_len
 748                          * from overflowing.
 749                          */
 750                         if (len > IP_MAXPACKET - hdrlen) {
 751                                 len = IP_MAXPACKET - hdrlen;
 752                                 sendalot = 1;
 753                         }
 754
 755                         /*
 756                          * Prevent the last segment from being
 757                          * fractional unless the send sockbuf can
 758                          * be emptied.
 759                          */
 760                         if (sendalot && off + len < so->so_snd.sb_cc) {
 761                                 len -= len % (tp->t_maxopd - optlen);
 762                                 sendalot = 1;
 763                         }
 764
 765                         /*
 766                          * Send the FIN in a separate segment
 767                          * after the bulk sending is done.
 768                          * We don't trust the TSO implementations
 769                          * to clear the FIN flag on all but the
 770                          * last segment.
 771                          */
 772                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 773                                 sendalot = 1;
 774
 775                 } else {
 776                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 777                         sendalot = 1;
 778                 }
 779         } else
 780                 tso = 0;
 781
 782         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
 783             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
 784
 785 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 786 #ifdef INET6
 787         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 788 #else
 789         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 790 #endif
 791                 panic("tcphdr too big");
 792 /*#endif*/
 793
 794         /*
 795          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
 796          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
 797          */
 798         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 799
 800         /*
 801          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 802          * be transmitted, and initialize the header from
 803          * the template for sends on this connection.
 804          */
 805         if (len) {
 806                 struct mbuf *mb;
 807                 u_int moff;
 808
 809                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
 810                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
 811                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
 812                         tp->t_sndrexmitpack++;
 813                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
 814                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
 815                 } else {
 816                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
 817                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
 818                 }
 819                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 820                 if (m == NULL) {
 821                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 822                         error = ENOBUFS;
 823                         goto out;
 824                 }
 825 #ifdef INET6
 826                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 827                         MCLGET(m, M_DONTWAIT);
 828                         if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
 829                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 830                                 m_freem(m);
 831                                 error = ENOBUFS;
 832                                 goto out;
 833                         }
 834                 }
 835 #endif
 836                 m->m_data += max_linkhdr;
 837                 m->m_len = hdrlen;
 838
 839                 /*
 840                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
 841                  * to the offset in the socket buffer chain.
 842                  */
 843                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
 844
 845                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 846                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
 847                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 848                         m->m_len += len;
 849                 } else {
 850                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
 851                         if (m->m_next == NULL) {
 852                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 853                                 (void) m_free(m);
 854                                 error = ENOBUFS;
 855                                 goto out;
 856                         }
 857                 }
 858
 859                 /*
 860                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 861                  * (This will keep happy those implementations which only
 862                  * give data to the user when a buffer fills or
 863                  * a PUSH comes in.)
 864                  */
 865                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 866                         flags |= TH_PUSH;
 867                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 868         } else {
 869                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 870                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 871                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
 872                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 873                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
 874                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 875                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
 876                 else
 877                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
 878
 879                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 880                 if (m == NULL) {
 881                         error = ENOBUFS;
 882                         goto out;
 883                 }
 884 #ifdef INET6
 885                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
 886                     MHLEN >= hdrlen) {
 887                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 888                 } else
 889 #endif
 890                 m->m_data += max_linkhdr;
 891                 m->m_len = hdrlen;
 892         }
 893         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 894         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 895 #ifdef MAC
 896         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
 897 #endif
 898 #ifdef INET6
 899         if (isipv6) {
 900                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 901                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 902                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
 903         } else
 904 #endif /* INET6 */
 905         {
 906                 ip = mtod(m, struct ip *);
 907                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 908                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 909                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
 910         }
 911
 912         /*
 913          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 914          * window for use in delaying messages about window sizes.
 915          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 916          */
 917         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 918             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 919                 tp->snd_nxt--;
 920         /*
 921          * If we are starting a connection, send ECN setup
 922          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
 923          * resend those bits a number of times as per
 924          * RFC 3168.
 925          */
 926         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
 927                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
 928                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
 929                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 930                 } else
 931                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 932         }
 933
 934         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
 935             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
 936                 /*
 937                  * If the peer has ECN, mark data packets with
 938                  * ECN capable transmission (ECT).
 939                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
 940                  */
 941                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
 942                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
 943 #ifdef INET6
 944                         if (isipv6)
 945                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
 946                         else
 947 #endif
 948                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
 949                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
 950                 }
 951
 952                 /*
 953                  * Reply with proper ECN notifications.
 954                  */
 955                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
 956                         flags |= TH_CWR;
 957                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
 958                 }
 959                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
 960                         flags |= TH_ECE;
 961         }
 962
 963         /*
 964          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 965          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 966          * packets, we do not want the sequence number of the
 967          * retransmitted packet, we want the sequence number
 968          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 969          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 970          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 971          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 972          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 973          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 974          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 975          */
 976         if (sack_rxmit == 0) {
 977                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
 978                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 979                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 980                 else
 981                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 982         } else {
 983                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
 984                 p->rxmit += len;
 985                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
 986         }
 987         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 988         if (optlen) {
 989                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 990                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 991         }
 992         th->th_flags = flags;
 993         /*
 994          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 995          * but avoid silly window syndrome.
 996          */
 997         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 998             recwin < (long)tp->t_maxseg)
 999                 recwin = 0;
1000         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1001             recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1002                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1003         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1004                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1005
1006         /*
1007          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1008          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1009          * case is handled in syncache.
1010          */
1011         if (flags & TH_SYN)
1012                 th->th_win = htons((u_short)
1013                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1014         else
1015                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1016
1017         /*
1018          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1019          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1020          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1021          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1022          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1023          * the connection.
1024          */
1025         if (th->th_win == 0) {
1026                 tp->t_sndzerowin++;
1027                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1028         } else
1029                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1030         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1031                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1032                 th->th_flags |= TH_URG;
1033         } else
1034                 /*
1035                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1036                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1037                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1038                  * number wraparound.
1039                  */
1040                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1041
1042 #ifdef TCP_SIGNATURE
1043         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1044                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1045                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1046                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1047         }
1048 #endif
1049
1050         /*
1051          * Put TCP length in extended header, and then
1052          * checksum extended header and data.
1053          */
1054         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1055 #ifdef INET6
1056         if (isipv6)
1057                 /*
1058                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1059                  * in ip6_output.
1060                  */
1061                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
1062                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1063         else
1064 #endif /* INET6 */
1065         {
1066                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1067                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1068                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1069                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1070
1071                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1072                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1073                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1074         }
1075
1076         /*
1077          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1078          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1079          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1080          */
1081         if (tso) {
1082                 KASSERT(len > tp->t_maxopd - optlen,
1083                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1084                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1085                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1086         }
1087
1088 #ifdef IPSEC
1089         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1090             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u - %u != %u",
1091             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1092 #else
1093         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1094             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u != %u",
1095             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1096 #endif
1097
1098         /*
1099          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1100          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1101          */
1102         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1103             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1104                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1105
1106                 /*
1107                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1108                  */
1109                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1110                         if (flags & TH_SYN)
1111                                 tp->snd_nxt++;
1112                         if (flags & TH_FIN) {
1113                                 tp->snd_nxt++;
1114                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1115                         }
1116                 }
1117                 if (sack_rxmit)
1118                         goto timer;
1119                 tp->snd_nxt += len;
1120                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1121                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1122                         /*
1123                          * Time this transmission if not a retransmission and
1124                          * not currently timing anything.
1125                          */
1126                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1127                                 tp->t_rtttime = ticks;
1128                                 tp->t_rtseq = startseq;
1129                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1130                         }
1131                 }
1132
1133                 /*
1134                  * Set retransmit timer if not currently set,
1135                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1136                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1137                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1138                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1139                  * of retransmit time.
1140                  */
1141 timer:
1142                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1143                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1144                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1145                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1146                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1147                                 tp->t_rxtshift = 0;
1148                         }
1149                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1150                 }
1151         } else {
1152                 /*
1153                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1154                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1155                  */
1156                 int xlen = len;
1157                 if (flags & TH_SYN)
1158                         ++xlen;
1159                 if (flags & TH_FIN) {
1160                         ++xlen;
1161                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1162                 }
1163                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1164                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1165         }
1166
1167         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1168         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1169
1170 #ifdef TCPDEBUG
1171         /*
1172          * Trace.
1173          */
1174         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1175                 u_short save = 0;
1176 #ifdef INET6
1177                 if (!isipv6)
1178 #endif
1179                 {
1180                         save = ipov->ih_len;
1181                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1182                 }
1183                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1184 #ifdef INET6
1185                 if (!isipv6)
1186 #endif
1187                 ipov->ih_len = save;
1188         }
1189 #endif /* TCPDEBUG */
1190
1191         /*
1192          * Fill in IP length and desired time to live and
1193          * send to IP level.  There should be a better way
1194          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1195          * the template, but need a way to checksum without them.
1196          */
1197         /*
1198          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1199          * because in6_cksum() need it.
1200          */
1201 #ifdef INET6
1202         if (isipv6) {
1203                 /*
1204                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1205                  * user might want to change the value via setsockopt.
1206                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1207                  * Neighbor Discovery.
1208                  */
1209                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1210
1211                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1212                 error = ip6_output(m,
1213                             tp->t_inpcb->in6p_outputopts, NULL,
1214                             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?
1215                             IP_ROUTETOIF : 0), NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1216         }
1217 #endif /* INET6 */
1218 #if defined(INET) && defined(INET6)
1219         else
1220 #endif
1221 #ifdef INET
1222     {
1223         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1224 #ifdef INET6
1225         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1226                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1227 #endif /* INET6 */
1228         /*
1229          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1230          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1231          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1232          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1233          *
1234          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1235          */
1236         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss)
1237                 ip->ip_off |= IP_DF;
1238
1239         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, NULL,
1240             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1241             tp->t_inpcb);
1242     }
1243 #endif /* INET */
1244         if (error) {
1245
1246                 /*
1247                  * We know that the packet was lost, so back out the
1248                  * sequence number advance, if any.
1249                  *
1250                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1251                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1252                  * connection but the blocking may have been spurious
1253                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1254                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1255                  * timeouts do their work over time.
1256                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1257                  * away would be the really correct behavior instead.
1258                  */
1259                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1260                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1261                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1262                     (error != EPERM)) {
1263                         if (sack_rxmit) {
1264                                 p->rxmit -= len;
1265                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1266                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1267                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1268                         } else
1269                                 tp->snd_nxt -= len;
1270                 }
1271 out:
1272                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1273                 switch (error) {
1274                 case EPERM:
1275                         tp->t_softerror = error;
1276                         return (error);
1277                 case ENOBUFS:
1278                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1279                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1280                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1281                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1282                         return (0);
1283                 case EMSGSIZE:
1284                         /*
1285                          * For some reason the interface we used initially
1286                          * to send segments changed to another or lowered
1287                          * its MTU.
1288                          *
1289                          * tcp_mtudisc() will find out the new MTU and as
1290                          * its last action, initiate retransmission, so it
1291                          * is important to not do so here.
1292                          *
1293                          * If TSO was active we either got an interface
1294                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1295                          * Disable it for this connection as too and
1296                          * immediatly retry with MSS sized segments generated
1297                          * by this function.
1298                          */
1299                         if (tso)
1300                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1301                         tcp_mtudisc(tp->t_inpcb, 0);
1302                         return (0);
1303                 case EHOSTDOWN:
1304                 case EHOSTUNREACH:
1305                 case ENETDOWN:
1306                 case ENETUNREACH:
1307                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1308                                 tp->t_softerror = error;
1309                                 return (0);
1310                         }
1311                         /* FALLTHROUGH */
1312                 default:
1313                         return (error);
1314                 }
1315         }
1316         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1317
1318         /*
1319          * Data sent (as far as we can tell).
1320          * If this advertises a larger window than any other segment,
1321          * then remember the size of the advertised window.
1322          * Any pending ACK has now been sent.
1323          */
1324         if (recwin >= 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1325                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1326         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1327         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1328         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1329                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1330 #if 0
1331         /*
1332          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1333          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1334          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1335          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1336          */
1337         if (sendalot && --maxburst)
1338                 goto again;
1339 #endif
1340         if (sendalot)
1341                 goto again;
1342         return (0);
1343 }
1344
1345 void
1346 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1347 {
1348         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1349         int tt;
1350
1351         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1352         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1353                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1354         /*
1355          * Start/restart persistance timer.
1356          */
1357         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1358                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1359         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1360         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1361                 tp->t_rxtshift++;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1366  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1367  *
1368  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1369  * alignment for the scarce option space.
1370  *
1371  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1372  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1373  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1374  *
1375  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1376  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1377  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1378  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1379  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1380  */
1381 int
1382 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1383 {
1384         u_int mask, optlen = 0;
1385
1386         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1387                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1388                         continue;
1389                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1390                         break;
1391                 switch (to->to_flags & mask) {
1392                 case TOF_MSS:
1393                         while (optlen % 4) {
1394                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1395                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1396                         }
1397                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1398                                 continue;
1399                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1400                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1401                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1402                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1403                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1404                         optp += sizeof(to->to_mss);
1405                         break;
1406                 case TOF_SCALE:
1407                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1408                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1409                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1410                         }
1411                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1412                                 continue;
1413                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1414                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1415                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1416                         *optp++ = to->to_wscale;
1417                         break;
1418                 case TOF_SACKPERM:
1419                         while (optlen % 2) {
1420                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1421                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1422                         }
1423                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1424                                 continue;
1425                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1426                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1427                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1428                         break;
1429                 case TOF_TS:
1430                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1431                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1432                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1433                         }
1434                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1435                                 continue;
1436                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1437                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1438                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1439                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1440                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1441                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1442                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1443                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1444                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1445                         break;
1446                 case TOF_SIGNATURE:
1447                         {
1448                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1449
1450                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1451                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1452                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1453                         }
1454                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1455                                 continue;
1456                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1457                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1458                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1459                         to->to_signature = optp;
1460                         while (siglen--)
1461                                  *optp++ = 0;
1462                         break;
1463                         }
1464                 case TOF_SACK:
1465                         {
1466                         int sackblks = 0;
1467                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1468                         tcp_seq sack_seq;
1469
1470                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1471                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1472                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1473                         }
1474                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1475                                 continue;
1476                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1477                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1478                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1479                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1480                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1481                         while (sackblks--) {
1482                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1483                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1484                                 optp += sizeof(sack_seq);
1485                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1486                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1487                                 optp += sizeof(sack_seq);
1488                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1489                                 sack++;
1490                         }
1491                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1492                         break;
1493                         }
1494                 default:
1495                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1496                         break;
1497                 }
1498         }
1499
1500         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1501         if (optlen % 4) {
1502                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1503                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1504         }
1505         /*
1506          * According to RFC 793 (STD0007):
1507          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1508          *    must be header padding (i.e., zero)."
1509          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1510          */
1511         while (optlen % 4) {
1512                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1513                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1514         }
1515
1516         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1517         return (optlen);
1518 }