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_kdtrace.h"
  39 #include "opt_tcpdebug.h"
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/domain.h>
  44 #include <sys/hhook.h>
  45 #include <sys/kernel.h>
  46 #include <sys/lock.h>
  47 #include <sys/mbuf.h>
  48 #include <sys/mutex.h>
  49 #include <sys/protosw.h>
  50 #include <sys/sdt.h>
  51 #include <sys/socket.h>
  52 #include <sys/socketvar.h>
  53 #include <sys/sysctl.h>
  54
  55 #include <net/if.h>
  56 #include <net/route.h>
  57 #include <net/vnet.h>
  58
  59 #include <netinet/cc.h>
  60 #include <netinet/in.h>
  61 #include <netinet/in_kdtrace.h>
  62 #include <netinet/in_systm.h>
  63 #include <netinet/ip.h>
  64 #include <netinet/in_pcb.h>
  65 #include <netinet/ip_var.h>
  66 #include <netinet/ip_options.h>
  67 #ifdef INET6
  68 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  69 #include <netinet/ip6.h>
  70 #include <netinet6/ip6_var.h>
  71 #endif
  72 #define TCPOUTFLAGS
  73 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  74 #include <netinet/tcp_seq.h>
  75 #include <netinet/tcp_timer.h>
  76 #include <netinet/tcp_var.h>
  77 #include <netinet/tcpip.h>
  78 #ifdef TCPDEBUG
  79 #include <netinet/tcp_debug.h>
  80 #endif
  81 #ifdef TCP_OFFLOAD
  82 #include <netinet/tcp_offload.h>
  83 #endif
  84
  85 #ifdef IPSEC
  86 #include <netipsec/ipsec.h>
  87 #endif /*IPSEC*/
  88
  89 #include <machine/in_cksum.h>
  90
  91 #include <security/mac/mac_framework.h>
  92
  93 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
  94 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
  95         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
  96         "Enable Path MTU Discovery");
  97
  98 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
  99 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 100 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
 101         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 102         "Enable TCP Segmentation Offload");
 103
 104 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
 105 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 106 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_RW,
 107         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 108
 109 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 110 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 111 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
 112         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 113         "Enable automatic send buffer sizing");
 114
 115 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 116 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 117 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
 118         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 119         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 120
 121 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 122 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 123 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
 124         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 125         "Max size of automatic send buffer");
 126
 127 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 128                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 129                             long len, int tso);
 130 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 131
 132 /*
 133  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
 134  */
 135 static void inline
 136 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 137     struct tcpopt *to, long len, int tso)
 138 {
 139         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 140
 141         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 142                 hhook_data.tp = tp;
 143                 hhook_data.th = th;
 144                 hhook_data.to = to;
 145                 hhook_data.len = len;
 146                 hhook_data.tso = tso;
 147
 148                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 149                     tp->osd);
 150         }
 151 }
 152
 153 /*
 154  * CC wrapper hook functions
 155  */
 156 static void inline
 157 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 158 {
 159         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 160
 161         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 162                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 167  */
 168 int
 169 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 170 {
 171         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 172         long len, recwin, sendwin;
 173         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 174         struct mbuf *m;
 175         struct ip *ip = NULL;
 176         struct ipovly *ipov = NULL;
 177         struct tcphdr *th;
 178         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 179         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 180 #ifdef IPSEC
 181         unsigned ipsec_optlen = 0;
 182 #endif
 183         int idle, sendalot;
 184         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 185         struct sackhole *p;
 186         int tso, mtu;
 187         struct tcpopt to;
 188 #if 0
 189         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 190 #endif
 191 #ifdef INET6
 192         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 193         int isipv6;
 194
 195         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 196 #endif
 197
 198         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 199
 200 #ifdef TCP_OFFLOAD
 201         if (tp->t_flags & TF_TOE)
 202                 return (tcp_offload_output(tp));
 203 #endif
 204
 205         /*
 206          * Determine length of data that should be transmitted,
 207          * and flags that will be used.
 208          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 209          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 210          */
 211         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 212         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 213                 cc_after_idle(tp);
 214         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 215         if (idle) {
 216                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 217                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 218                         idle = 0;
 219                 }
 220         }
 221 again:
 222         /*
 223          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 224          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 225          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 226          */
 227         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 228             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 229                 tcp_sack_adjust(tp);
 230         sendalot = 0;
 231         tso = 0;
 232         mtu = 0;
 233         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 234         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 235
 236         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 237         /*
 238          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 239          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 240          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 241          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 242          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 243          */
 244         /*
 245          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 246          */
 247         sack_rxmit = 0;
 248         sack_bytes_rxmt = 0;
 249         len = 0;
 250         p = NULL;
 251         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 252             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 253                 long cwin;
 254
 255                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
 256                 if (cwin < 0)
 257                         cwin = 0;
 258                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 259                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 260                         /*
 261                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 262                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 263                          * for this hole.
 264                          */
 265                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 266                                 /*
 267                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 268                                  * That data will be rexmitted in the next
 269                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 270                                  * moves past p->rxmit.
 271                                  */
 272                                 p = NULL;
 273                                 goto after_sack_rexmit;
 274                         } else
 275                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 276                                 len = ((long)ulmin(cwin,
 277                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 278                 } else
 279                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 280                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 281                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 282                     __func__, off));
 283                 if (len > 0) {
 284                         sack_rxmit = 1;
 285                         sendalot = 1;
 286                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 287                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 288                             min(len, tp->t_maxseg));
 289                 }
 290         }
 291 after_sack_rexmit:
 292         /*
 293          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 294          * state flags.
 295          */
 296         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 297                 flags |= TH_FIN;
 298         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 299                 flags |= TH_SYN;
 300
 301         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 302         /*
 303          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 304          * Otherwise, if window is small but nonzero
 305          * and timer expired, we will send what we can
 306          * and go to transmit state.
 307          */
 308         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 309                 if (sendwin == 0) {
 310                         /*
 311                          * If we still have some data to send, then
 312                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 313                          * happen below when it realizes that we
 314                          * aren't sending all the data.  However,
 315                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 316                          * then it won't clear the FIN bit below,
 317                          * and if we are in persist state, we wind
 318                          * up sending the packet without recording
 319                          * that we sent the FIN bit.
 320                          *
 321                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 322                          * because if we don't have any more data
 323                          * to send then the probe will be the FIN
 324                          * itself.
 325                          */
 326                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 327                                 flags &= ~TH_FIN;
 328                         sendwin = 1;
 329                 } else {
 330                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 331                         tp->t_rxtshift = 0;
 332                 }
 333         }
 334
 335         /*
 336          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 337          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 338          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 339          * its congestion window while receiving additional duplicate
 340          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 341          * to snd_max after the fast-retransmit.
 342          *
 343          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 344          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 345          * wind up 0.
 346          *
 347          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 348          * in which case len is already set.
 349          */
 350         if (sack_rxmit == 0) {
 351                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 352                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
 353                 else {
 354                         long cwin;
 355
 356                         /*
 357                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 358                          * sending new data, having retransmitted all the
 359                          * data possible in the scoreboard.
 360                          */
 361                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd)
 362                                - off);
 363                         /*
 364                          * Don't remove this (len > 0) check !
 365                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 366                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 367                          * optimization issue - to force gcc to compute
 368                          * len above. Without this check, the computation
 369                          * of len is bungled by the optimizer.
 370                          */
 371                         if (len > 0) {
 372                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 373                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 374                                         sack_bytes_rxmt;
 375                                 if (cwin < 0)
 376                                         cwin = 0;
 377                                 len = lmin(len, cwin);
 378                         }
 379                 }
 380         }
 381
 382         /*
 383          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 384          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 385          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 386          */
 387         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 388                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 389                         flags &= ~TH_SYN;
 390                 off--, len++;
 391         }
 392
 393         /*
 394          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 395          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 396          * with not fully conformant TCP implementations.
 397          */
 398         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 399                 len = 0;
 400                 flags &= ~TH_FIN;
 401         }
 402
 403         if (len < 0) {
 404                 /*
 405                  * If FIN has been sent but not acked,
 406                  * but we haven't been called to retransmit,
 407                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 408                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 409                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 410                  * to (closed) window, and set the persist timer
 411                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 412                  * close completely, just wait for an ACK.
 413                  */
 414                 len = 0;
 415                 if (sendwin == 0) {
 416                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 417                         tp->t_rxtshift = 0;
 418                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 419                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 420                                 tcp_setpersist(tp);
 421                 }
 422         }
 423
 424         /* len will be >= 0 after this point. */
 425         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 426
 427         /*
 428          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 429          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 430          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 431          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 432          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 433          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 434          * especially with many connections on busy servers.
 435          *
 436          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 437          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 438          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 439          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 440          *     have data to make use of it);
 441          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 442          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 443          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 444          *
 445          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 446          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 447          * maximum.
 448          *
 449          * It scales directly with slow start or congestion window
 450          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 451          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 452          * what is strictly necessary to make full use of a given
 453          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 454          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 455          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 456          * socket buffer memory.
 457          *
 458          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 459          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 460          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 461          */
 462         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 463                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 464                     so->so_snd.sb_cc >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 465                     so->so_snd.sb_cc < V_tcp_autosndbuf_max &&
 466                     sendwin >= (so->so_snd.sb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 467                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 468                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 469                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 470                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 471                 }
 472         }
 473
 474         /*
 475          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 476          * hardware).
 477          *
 478          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 479          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 480          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 481          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 482          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 483          * segment or packet.
 484          */
 485 #ifdef IPSEC
 486         /*
 487          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 488          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 489          */
 490         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 491 #endif
 492         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 493             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 494             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 495 #ifdef IPSEC
 496             ipsec_optlen == 0 &&
 497 #endif
 498             tp->t_inpcb->inp_options == NULL &&
 499             tp->t_inpcb->in6p_options == NULL)
 500                 tso = 1;
 501
 502         if (sack_rxmit) {
 503                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 504                         flags &= ~TH_FIN;
 505         } else {
 506                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 507                         flags &= ~TH_FIN;
 508         }
 509
 510         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
 511
 512         /*
 513          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 514          * conditions when len is non-zero:
 515          *
 516          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 517          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 518          *        either idle or running NODELAY
 519          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 520          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 521          *        data (receiver may be limited the window size)
 522          *      - we need to retransmit
 523          */
 524         if (len) {
 525                 if (len >= tp->t_maxseg)
 526                         goto send;
 527                 /*
 528                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 529                  * end may occur synchronously with the output and cause
 530                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 531                  *
 532                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 533                  */
 534                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 535                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 536                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 537                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 538                         goto send;
 539                 }
 540                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 541                         goto send;
 542                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 543                         goto send;
 544                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 545                         goto send;
 546                 if (sack_rxmit)
 547                         goto send;
 548         }
 549
 550         /*
 551          * Sending of standalone window updates.
 552          *
 553          * Window updates are important when we close our window due to a
 554          * full socket buffer and are opening it again after the application
 555          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
 556          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
 557          * provides the most current window information.
 558          *
 559          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
 560          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
 561          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
 562          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
 563          * and the application is doing small reads.
 564          *
 565          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
 566          * an update when we can increase the advertized window by more
 567          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
 568          * getting full or is very small be more aggressive and send an
 569          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
 570          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
 571          * carry further window increases.
 572          *
 573          * Don't send an independent window update if a delayed
 574          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
 575          * remote side already has done a half-close and won't send
 576          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
 577          * half-open state.
 578          */
 579         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 580             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
 581             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 582                 /*
 583                  * "adv" is the amount we could increase the window,
 584                  * taking into account that we are limited by
 585                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 586                  */
 587                 long adv;
 588                 int oldwin;
 589
 590                 adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 591                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 592                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 593                         adv -= oldwin;
 594                 } else
 595                         oldwin = 0;
 596
 597                 /*
 598                  * If the new window size ends up being the same as the old
 599                  * size when it is scaled, then don't force a window update.
 600                  */
 601                 if (oldwin >> tp->rcv_scale == (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 602                         goto dontupdate;
 603
 604                 if (adv >= (long)(2 * tp->t_maxseg) &&
 605                     (adv >= (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
 606                      recwin <= (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
 607                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg))
 608                         goto send;
 609         }
 610 dontupdate:
 611
 612         /*
 613          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 614          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 615          */
 616         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 617                 goto send;
 618         if ((flags & TH_RST) ||
 619             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 620                 goto send;
 621         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 622                 goto send;
 623         /*
 624          * If our state indicates that FIN should be sent
 625          * and we have not yet done so, then we need to send.
 626          */
 627         if (flags & TH_FIN &&
 628             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 629                 goto send;
 630         /*
 631          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 632          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 633          * that the retransmission timer is set.
 634          */
 635         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 636             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 637             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 638             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 639                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 640                 goto just_return;
 641         }
 642         /*
 643          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 644          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 645          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 646          *      idle                    not doing retransmits or persists
 647          *      persisting              to move a small or zero window
 648          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 649          *
 650          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 651          *      is true when we are in persist state.
 652          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 653          *      is set when we are called to send a persist packet.
 654          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 655          *      is set when we are retransmitting
 656          * The output side is idle when both timers are zero.
 657          *
 658          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 659          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 660          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 661          * if window is nonzero, transmit what we can,
 662          * otherwise force out a byte.
 663          */
 664         if (so->so_snd.sb_cc && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 665             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 666                 tp->t_rxtshift = 0;
 667                 tcp_setpersist(tp);
 668         }
 669
 670         /*
 671          * No reason to send a segment, just return.
 672          */
 673 just_return:
 674         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 675         return (0);
 676
 677 send:
 678         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 679         if (len > 0) {
 680                 if (len >= tp->t_maxseg)
 681                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 682                 else
 683                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 684         }
 685         /*
 686          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 687          * unless TCP set not to do any options.
 688          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 689          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 690          * link header, i.e.
 691          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 692          */
 693         optlen = 0;
 694 #ifdef INET6
 695         if (isipv6)
 696                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 697         else
 698 #endif
 699                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 700
 701         /*
 702          * Compute options for segment.
 703          * We only have to care about SYN and established connection
 704          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 705          * syncache.
 706          */
 707         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 708                 to.to_flags = 0;
 709                 /* Maximum segment size. */
 710                 if (flags & TH_SYN) {
 711                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 712                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 713                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 714                 }
 715                 /* Window scaling. */
 716                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 717                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 718                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 719                 }
 720                 /* Timestamps. */
 721                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 722                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 723                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
 724                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 725                         to.to_flags |= TOF_TS;
 726                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 727                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 728                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 729                                 tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 730                 }
 731                 /* Selective ACK's. */
 732                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 733                         if (flags & TH_SYN)
 734                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 735                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 736                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 737                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 738                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 739                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 740                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 741                         }
 742                 }
 743 #ifdef TCP_SIGNATURE
 744                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 745                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 746                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 747 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 748
 749                 /* Processing the options. */
 750                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 751         }
 752
 753 #ifdef INET6
 754         if (isipv6)
 755                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 756         else
 757 #endif
 758         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 759                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 760                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 761         else
 762                 ipoptlen = 0;
 763 #ifdef IPSEC
 764         ipoptlen += ipsec_optlen;
 765 #endif
 766
 767         /*
 768          * Adjust data length if insertion of options will
 769          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 770          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 771          * the segment.
 772          */
 773         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 774                 flags &= ~TH_FIN;
 775
 776                 if (tso) {
 777                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 778                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 779
 780                         /*
 781                          * Limit a burst to t_tsomax minus IP,
 782                          * TCP and options length to keep ip->ip_len
 783                          * from overflowing or exceeding the maximum
 784                          * length allowed by the network interface.
 785                          */
 786                         if (len > tp->t_tsomax - hdrlen) {
 787                                 len = tp->t_tsomax - hdrlen;
 788                                 sendalot = 1;
 789                         }
 790
 791                         /*
 792                          * Prevent the last segment from being
 793                          * fractional unless the send sockbuf can
 794                          * be emptied.
 795                          */
 796                         if (sendalot && off + len < so->so_snd.sb_cc) {
 797                                 len -= len % (tp->t_maxopd - optlen);
 798                                 sendalot = 1;
 799                         }
 800
 801                         /*
 802                          * Send the FIN in a separate segment
 803                          * after the bulk sending is done.
 804                          * We don't trust the TSO implementations
 805                          * to clear the FIN flag on all but the
 806                          * last segment.
 807                          */
 808                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 809                                 sendalot = 1;
 810
 811                 } else {
 812                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 813                         sendalot = 1;
 814                 }
 815         } else
 816                 tso = 0;
 817
 818         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
 819             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
 820
 821 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 822 #ifdef INET6
 823         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 824 #else
 825         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 826 #endif
 827                 panic("tcphdr too big");
 828 /*#endif*/
 829
 830         /*
 831          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
 832          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
 833          */
 834         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 835
 836         /*
 837          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 838          * be transmitted, and initialize the header from
 839          * the template for sends on this connection.
 840          */
 841         if (len) {
 842                 struct mbuf *mb;
 843                 u_int moff;
 844
 845                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
 846                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
 847                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
 848                         tp->t_sndrexmitpack++;
 849                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
 850                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
 851                 } else {
 852                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
 853                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
 854                 }
 855 #ifdef INET6
 856                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
 857                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
 858                 else
 859 #endif
 860                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
 861
 862                 if (m == NULL) {
 863                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 864                         error = ENOBUFS;
 865                         sack_rxmit = 0;
 866                         goto out;
 867                 }
 868
 869                 m->m_data += max_linkhdr;
 870                 m->m_len = hdrlen;
 871
 872                 /*
 873                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
 874                  * to the offset in the socket buffer chain.
 875                  */
 876                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
 877
 878                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 879                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
 880                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 881                         m->m_len += len;
 882                 } else {
 883                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
 884                         if (m->m_next == NULL) {
 885                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 886                                 (void) m_free(m);
 887                                 error = ENOBUFS;
 888                                 sack_rxmit = 0;
 889                                 goto out;
 890                         }
 891                 }
 892
 893                 /*
 894                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 895                  * (This will keep happy those implementations which only
 896                  * give data to the user when a buffer fills or
 897                  * a PUSH comes in.)
 898                  */
 899                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 900                         flags |= TH_PUSH;
 901                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 902         } else {
 903                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 904                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 905                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
 906                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 907                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
 908                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 909                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
 910                 else
 911                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
 912
 913                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
 914                 if (m == NULL) {
 915                         error = ENOBUFS;
 916                         sack_rxmit = 0;
 917                         goto out;
 918                 }
 919 #ifdef INET6
 920                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
 921                     MHLEN >= hdrlen) {
 922                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 923                 } else
 924 #endif
 925                 m->m_data += max_linkhdr;
 926                 m->m_len = hdrlen;
 927         }
 928         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 929         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 930 #ifdef MAC
 931         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
 932 #endif
 933 #ifdef INET6
 934         if (isipv6) {
 935                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 936                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 937                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
 938         } else
 939 #endif /* INET6 */
 940         {
 941                 ip = mtod(m, struct ip *);
 942                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 943                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 944                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
 945         }
 946
 947         /*
 948          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 949          * window for use in delaying messages about window sizes.
 950          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 951          */
 952         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 953             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 954                 tp->snd_nxt--;
 955         /*
 956          * If we are starting a connection, send ECN setup
 957          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
 958          * resend those bits a number of times as per
 959          * RFC 3168.
 960          */
 961         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
 962                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
 963                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
 964                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 965                 } else
 966                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 967         }
 968
 969         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
 970             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
 971                 /*
 972                  * If the peer has ECN, mark data packets with
 973                  * ECN capable transmission (ECT).
 974                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
 975                  */
 976                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
 977                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
 978 #ifdef INET6
 979                         if (isipv6)
 980                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
 981                         else
 982 #endif
 983                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
 984                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
 985                 }
 986
 987                 /*
 988                  * Reply with proper ECN notifications.
 989                  */
 990                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
 991                         flags |= TH_CWR;
 992                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
 993                 }
 994                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
 995                         flags |= TH_ECE;
 996         }
 997
 998         /*
 999          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1000          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1001          * packets, we do not want the sequence number of the
1002          * retransmitted packet, we want the sequence number
1003          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1004          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1005          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1006          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1007          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1008          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1009          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1010          */
1011         if (sack_rxmit == 0) {
1012                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1013                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1014                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1015                 else
1016                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1017         } else {
1018                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1019                 p->rxmit += len;
1020                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1021         }
1022         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1023         if (optlen) {
1024                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1025                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1026         }
1027         th->th_flags = flags;
1028         /*
1029          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1030          * but avoid silly window syndrome.
1031          */
1032         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1033             recwin < (long)tp->t_maxseg)
1034                 recwin = 0;
1035         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1036             recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1037                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1038         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1039                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1040
1041         /*
1042          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1043          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1044          * case is handled in syncache.
1045          */
1046         if (flags & TH_SYN)
1047                 th->th_win = htons((u_short)
1048                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1049         else
1050                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1051
1052         /*
1053          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1054          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1055          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1056          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1057          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1058          * the connection.
1059          */
1060         if (th->th_win == 0) {
1061                 tp->t_sndzerowin++;
1062                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1063         } else
1064                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1065         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1066                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1067                 th->th_flags |= TH_URG;
1068         } else
1069                 /*
1070                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1071                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1072                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1073                  * number wraparound.
1074                  */
1075                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1076
1077 #ifdef TCP_SIGNATURE
1078         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1079                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1080                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1081                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1082         }
1083 #endif
1084
1085         /*
1086          * Put TCP length in extended header, and then
1087          * checksum extended header and data.
1088          */
1089         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1090         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1091 #ifdef INET6
1092         if (isipv6) {
1093                 /*
1094                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1095                  * in ip6_output.
1096                  */
1097                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1098                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1099                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1100         }
1101 #endif
1102 #if defined(INET6) && defined(INET)
1103         else
1104 #endif
1105 #ifdef INET
1106         {
1107                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1108                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1109                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1110
1111                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1112                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1113                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1114         }
1115 #endif
1116
1117         /*
1118          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1119          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1120          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1121          */
1122         if (tso) {
1123                 KASSERT(len > tp->t_maxopd - optlen,
1124                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1125                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1126                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1127         }
1128
1129 #ifdef IPSEC
1130         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1131             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u - %u != %u",
1132             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1133 #else
1134         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1135             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u != %u",
1136             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1137 #endif
1138
1139         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1140         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1141
1142 #ifdef TCPDEBUG
1143         /*
1144          * Trace.
1145          */
1146         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1147                 u_short save = 0;
1148 #ifdef INET6
1149                 if (!isipv6)
1150 #endif
1151                 {
1152                         save = ipov->ih_len;
1153                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1154                 }
1155                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1156 #ifdef INET6
1157                 if (!isipv6)
1158 #endif
1159                 ipov->ih_len = save;
1160         }
1161 #endif /* TCPDEBUG */
1162
1163         /*
1164          * Fill in IP length and desired time to live and
1165          * send to IP level.  There should be a better way
1166          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1167          * the template, but need a way to checksum without them.
1168          */
1169         /*
1170          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1171          * because in6_cksum() need it.
1172          */
1173 #ifdef INET6
1174         if (isipv6) {
1175                 struct route_in6 ro;
1176
1177                 bzero(&ro, sizeof(ro));
1178                 /*
1179                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1180                  * user might want to change the value via setsockopt.
1181                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1182                  * Neighbor Discovery.
1183                  */
1184                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1185
1186                 /*
1187                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1188                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1189                  * the option header lengths as well.
1190                  */
1191                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1192
1193                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss)
1194                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1195                 else
1196                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1197
1198                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1199                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1200
1201                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1202
1203                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1204                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts, &ro,
1205                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1206                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1207
1208                 if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1209                         mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1210                 RO_RTFREE(&ro);
1211         }
1212 #endif /* INET6 */
1213 #if defined(INET) && defined(INET6)
1214         else
1215 #endif
1216 #ifdef INET
1217     {
1218         struct route ro;
1219
1220         bzero(&ro, sizeof(ro));
1221         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1222 #ifdef INET6
1223         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1224                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1225 #endif /* INET6 */
1226         /*
1227          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1228          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1229          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1230          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1231          *
1232          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1233          */
1234         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss) {
1235                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1236                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1237         } else {
1238                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1239         }
1240
1241         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1242                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1243
1244         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1245
1246         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &ro,
1247             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1248             tp->t_inpcb);
1249
1250         if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1251                 mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1252         RO_RTFREE(&ro);
1253     }
1254 #endif /* INET */
1255
1256 out:
1257         /*
1258          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1259          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1260          */
1261         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1262             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1263                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1264
1265                 /*
1266                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1267                  */
1268                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1269                         if (flags & TH_SYN)
1270                                 tp->snd_nxt++;
1271                         if (flags & TH_FIN) {
1272                                 tp->snd_nxt++;
1273                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1274                         }
1275                 }
1276                 if (sack_rxmit)
1277                         goto timer;
1278                 tp->snd_nxt += len;
1279                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1280                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1281                         /*
1282                          * Time this transmission if not a retransmission and
1283                          * not currently timing anything.
1284                          */
1285                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1286                                 tp->t_rtttime = ticks;
1287                                 tp->t_rtseq = startseq;
1288                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1289                         }
1290                 }
1291
1292                 /*
1293                  * Set retransmit timer if not currently set,
1294                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1295                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1296                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1297                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1298                  * of retransmit time.
1299                  */
1300 timer:
1301                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1302                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1303                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1304                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1305                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1306                                 tp->t_rxtshift = 0;
1307                         }
1308                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1309                 }
1310         } else {
1311                 /*
1312                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1313                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1314                  */
1315                 int xlen = len;
1316                 if (flags & TH_SYN)
1317                         ++xlen;
1318                 if (flags & TH_FIN) {
1319                         ++xlen;
1320                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1321                 }
1322                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1323                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1324         }
1325
1326         if (error) {
1327
1328                 /*
1329                  * We know that the packet was lost, so back out the
1330                  * sequence number advance, if any.
1331                  *
1332                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1333                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1334                  * connection but the blocking may have been spurious
1335                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1336                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1337                  * timeouts do their work over time.
1338                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1339                  * away would be the really correct behavior instead.
1340                  */
1341                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1342                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1343                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1344                     (error != EPERM)) {
1345                         if (sack_rxmit) {
1346                                 p->rxmit -= len;
1347                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1348                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1349                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1350                         } else
1351                                 tp->snd_nxt -= len;
1352                 }
1353                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1354                 switch (error) {
1355                 case EPERM:
1356                         tp->t_softerror = error;
1357                         return (error);
1358                 case ENOBUFS:
1359                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1360                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1361                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1362                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1363                         return (0);
1364                 case EMSGSIZE:
1365                         /*
1366                          * For some reason the interface we used initially
1367                          * to send segments changed to another or lowered
1368                          * its MTU.
1369                          * If TSO was active we either got an interface
1370                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1371                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1372                          * it and try again.
1373                          */
1374                         if (tso)
1375                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1376                         if (mtu != 0) {
1377                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1378                                 goto again;
1379                         }
1380                         return (error);
1381                 case EHOSTDOWN:
1382                 case EHOSTUNREACH:
1383                 case ENETDOWN:
1384                 case ENETUNREACH:
1385                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1386                                 tp->t_softerror = error;
1387                                 return (0);
1388                         }
1389                         /* FALLTHROUGH */
1390                 default:
1391                         return (error);
1392                 }
1393         }
1394         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1395
1396         /*
1397          * Data sent (as far as we can tell).
1398          * If this advertises a larger window than any other segment,
1399          * then remember the size of the advertised window.
1400          * Any pending ACK has now been sent.
1401          */
1402         if (recwin >= 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1403                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1404         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1405         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1406         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1407                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1408 #if 0
1409         /*
1410          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1411          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1412          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1413          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1414          */
1415         if (sendalot && --maxburst)
1416                 goto again;
1417 #endif
1418         if (sendalot)
1419                 goto again;
1420         return (0);
1421 }
1422
1423 void
1424 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1425 {
1426         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1427         int tt;
1428
1429         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1430         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1431                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1432         /*
1433          * Start/restart persistance timer.
1434          */
1435         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1436                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1437         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1438         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1439                 tp->t_rxtshift++;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1444  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1445  *
1446  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1447  * alignment for the scarce option space.
1448  *
1449  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1450  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1451  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1452  *
1453  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1454  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1455  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1456  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1457  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1458  */
1459 int
1460 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1461 {
1462         u_int mask, optlen = 0;
1463
1464         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1465                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1466                         continue;
1467                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1468                         break;
1469                 switch (to->to_flags & mask) {
1470                 case TOF_MSS:
1471                         while (optlen % 4) {
1472                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1473                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1474                         }
1475                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1476                                 continue;
1477                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1478                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1479                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1480                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1481                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1482                         optp += sizeof(to->to_mss);
1483                         break;
1484                 case TOF_SCALE:
1485                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1486                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1487                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1488                         }
1489                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1490                                 continue;
1491                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1492                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1493                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1494                         *optp++ = to->to_wscale;
1495                         break;
1496                 case TOF_SACKPERM:
1497                         while (optlen % 2) {
1498                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1499                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1500                         }
1501                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1502                                 continue;
1503                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1504                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1505                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1506                         break;
1507                 case TOF_TS:
1508                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1509                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1510                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1511                         }
1512                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1513                                 continue;
1514                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1515                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1516                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1517                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1518                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1519                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1520                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1521                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1522                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1523                         break;
1524                 case TOF_SIGNATURE:
1525                         {
1526                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1527
1528                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1529                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1530                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1531                         }
1532                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1533                                 continue;
1534                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1535                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1536                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1537                         to->to_signature = optp;
1538                         while (siglen--)
1539                                  *optp++ = 0;
1540                         break;
1541                         }
1542                 case TOF_SACK:
1543                         {
1544                         int sackblks = 0;
1545                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1546                         tcp_seq sack_seq;
1547
1548                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1549                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1550                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1551                         }
1552                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1553                                 continue;
1554                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1555                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1556                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1557                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1558                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1559                         while (sackblks--) {
1560                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1561                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1562                                 optp += sizeof(sack_seq);
1563                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1564                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1565                                 optp += sizeof(sack_seq);
1566                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1567                                 sack++;
1568                         }
1569                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1570                         break;
1571                         }
1572                 default:
1573                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1574                         break;
1575                 }
1576         }
1577
1578         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1579         if (optlen % 4) {
1580                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1581                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1582         }
1583         /*
1584          * According to RFC 793 (STD0007):
1585          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1586          *    must be header padding (i.e., zero)."
1587          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1588          */
1589         while (optlen % 4) {
1590                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1591                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1592         }
1593
1594         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1595         return (optlen);
1596 }