sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_inet.h"
  38 #include "opt_inet6.h"
  39 #include "opt_ipsec.h"
  40 #include "opt_kern_tls.h"
  41 #include "opt_tcpdebug.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/arb.h>
  46 #include <sys/domain.h>
  47 #ifdef TCP_HHOOK
  48 #include <sys/hhook.h>
  49 #endif
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #ifdef KERN_TLS
  52 #include <sys/ktls.h>
  53 #endif
  54 #include <sys/lock.h>
  55 #include <sys/mbuf.h>
  56 #include <sys/mutex.h>
  57 #include <sys/protosw.h>
  58 #include <sys/qmath.h>
  59 #include <sys/sdt.h>
  60 #include <sys/socket.h>
  61 #include <sys/socketvar.h>
  62 #include <sys/sysctl.h>
  63 #include <sys/stats.h>
  64
  65 #include <net/if.h>
  66 #include <net/route.h>
  67 #include <net/vnet.h>
  68
  69 #include <netinet/in.h>
  70 #include <netinet/in_kdtrace.h>
  71 #include <netinet/in_systm.h>
  72 #include <netinet/ip.h>
  73 #include <netinet/in_pcb.h>
  74 #include <netinet/ip_var.h>
  75 #include <netinet/ip_options.h>
  76 #ifdef INET6
  77 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  78 #include <netinet/ip6.h>
  79 #include <netinet6/ip6_var.h>
  80 #endif
  81 #include <netinet/tcp.h>
  82 #define TCPOUTFLAGS
  83 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  84 #include <netinet/tcp_log_buf.h>
  85 #include <netinet/tcp_seq.h>
  86 #include <netinet/tcp_timer.h>
  87 #include <netinet/tcp_var.h>
  88 #include <netinet/tcpip.h>
  89 #include <netinet/cc/cc.h>
  90 #include <netinet/tcp_fastopen.h>
  91 #ifdef TCPPCAP
  92 #include <netinet/tcp_pcap.h>
  93 #endif
  94 #ifdef TCPDEBUG
  95 #include <netinet/tcp_debug.h>
  96 #endif
  97 #ifdef TCP_OFFLOAD
  98 #include <netinet/tcp_offload.h>
  99 #endif
 100
 101 #include <netipsec/ipsec_support.h>
 102
 103 #include <machine/in_cksum.h>
 104
 105 #include <security/mac/mac_framework.h>
 106
 107 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
 108 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 109         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
 110         "Enable Path MTU Discovery");
 111
 112 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 113 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 114         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 115         "Enable TCP Segmentation Offload");
 116
 117 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
 118 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 119 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 120         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 121
 122 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 123 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 124         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 125         "Enable automatic send buffer sizing");
 126
 127 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 128 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 129         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 130         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 131
 132 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 133 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 134         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 135         "Max size of automatic send buffer");
 136
 137 VNET_DEFINE(int, tcp_sendbuf_auto_lowat) = 0;
 138 #define V_tcp_sendbuf_auto_lowat        VNET(tcp_sendbuf_auto_lowat)
 139 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto_lowat, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 140         &VNET_NAME(tcp_sendbuf_auto_lowat), 0,
 141         "Modify threshold for auto send buffer growth to account for SO_SNDLOWAT");
 142
 143 /*
 144  * Make sure that either retransmit or persist timer is set for SYN, FIN and
 145  * non-ACK.
 146  */
 147 #define TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, th_flags)                        \
 148         KASSERT(((len) == 0 && ((th_flags) & (TH_SYN | TH_FIN)) == 0) ||\
 149             tcp_timer_active((tp), TT_REXMT) ||                         \
 150             tcp_timer_active((tp), TT_PERSIST),                         \
 151             ("neither rexmt nor persist timer is set"))
 152
 153 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 154
 155 #ifdef TCP_HHOOK
 156 /*
 157  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
 158  */
 159 void
 160 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 161     struct tcpopt *to, uint32_t len, int tso)
 162 {
 163         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 164
 165         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 166                 hhook_data.tp = tp;
 167                 hhook_data.th = th;
 168                 hhook_data.to = to;
 169                 hhook_data.len = len;
 170                 hhook_data.tso = tso;
 171
 172                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 173                     tp->osd);
 174         }
 175 }
 176 #endif
 177
 178 /*
 179  * CC wrapper hook functions
 180  */
 181 static void inline
 182 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 183 {
 184         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 185
 186         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 187                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 192  */
 193 int
 194 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 195 {
 196         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 197         int32_t len;
 198         uint32_t recwin, sendwin;
 199         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 200         u_int if_hw_tsomaxsegcount = 0;
 201         u_int if_hw_tsomaxsegsize = 0;
 202         struct mbuf *m;
 203         struct ip *ip = NULL;
 204 #ifdef TCPDEBUG
 205         struct ipovly *ipov = NULL;
 206 #endif
 207         struct tcphdr *th;
 208         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 209         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 210 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 211         unsigned ipsec_optlen = 0;
 212 #endif
 213         int idle, sendalot, curticks;
 214         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 215         struct sackhole *p;
 216         int tso, mtu;
 217         struct tcpopt to;
 218         unsigned int wanted_cookie = 0;
 219         unsigned int dont_sendalot = 0;
 220 #if 0
 221         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 222 #endif
 223 #ifdef INET6
 224         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 225         int isipv6;
 226
 227         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 228 #endif
 229 #ifdef KERN_TLS
 230         const bool hw_tls = (so->so_snd.sb_flags & SB_TLS_IFNET) != 0;
 231 #else
 232         const bool hw_tls = false;
 233 #endif
 234
 235         NET_EPOCH_ASSERT();
 236         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 237
 238 #ifdef TCP_OFFLOAD
 239         if (tp->t_flags & TF_TOE)
 240                 return (tcp_offload_output(tp));
 241 #endif
 242
 243         /*
 244          * For TFO connections in SYN_SENT or SYN_RECEIVED,
 245          * only allow the initial SYN or SYN|ACK and those sent
 246          * by the retransmit timer.
 247          */
 248         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 249             ((tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) ||
 250              (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED)) &&
 251             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) && /* initial SYN or SYN|ACK sent */
 252             (tp->snd_nxt != tp->snd_una))       /* not a retransmit */
 253                 return (0);
 254
 255         /*
 256          * Determine length of data that should be transmitted,
 257          * and flags that will be used.
 258          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 259          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 260          */
 261         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 262         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 263                 cc_after_idle(tp);
 264         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 265         if (idle) {
 266                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 267                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 268                         idle = 0;
 269                 }
 270         }
 271 again:
 272         /*
 273          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 274          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 275          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 276          */
 277         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 278             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 279                 tcp_sack_adjust(tp);
 280         sendalot = 0;
 281         tso = 0;
 282         mtu = 0;
 283         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 284         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 285
 286         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 287         /*
 288          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 289          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 290          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 291          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 292          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 293          */
 294         /*
 295          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 296          */
 297         sack_rxmit = 0;
 298         sack_bytes_rxmt = 0;
 299         len = 0;
 300         p = NULL;
 301         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 302             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 303                 uint32_t cwin;
 304
 305                 cwin =
 306                     imax(min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt, 0);
 307                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 308                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 309                         /*
 310                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 311                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 312                          * for this hole.
 313                          */
 314                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 315                                 /*
 316                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 317                                  * That data will be rexmitted in the next
 318                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 319                                  * moves past p->rxmit.
 320                                  */
 321                                 p = NULL;
 322                                 goto after_sack_rexmit;
 323                         } else
 324                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 325                                 len = ((int32_t)ulmin(cwin,
 326                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 327                 } else
 328                         len = ((int32_t)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 329                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 330                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 331                     __func__, off));
 332                 if (len > 0) {
 333                         sack_rxmit = 1;
 334                         sendalot = 1;
 335                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 336                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 337                             min(len, tp->t_maxseg));
 338                 }
 339         }
 340 after_sack_rexmit:
 341         /*
 342          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 343          * state flags.
 344          */
 345         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 346                 flags |= TH_FIN;
 347         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 348                 flags |= TH_SYN;
 349
 350         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 351         /*
 352          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 353          * Otherwise, if window is small but nonzero
 354          * and timer expired, we will send what we can
 355          * and go to transmit state.
 356          */
 357         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 358                 if (sendwin == 0) {
 359                         /*
 360                          * If we still have some data to send, then
 361                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 362                          * happen below when it realizes that we
 363                          * aren't sending all the data.  However,
 364                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 365                          * then it won't clear the FIN bit below,
 366                          * and if we are in persist state, we wind
 367                          * up sending the packet without recording
 368                          * that we sent the FIN bit.
 369                          *
 370                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 371                          * because if we don't have any more data
 372                          * to send then the probe will be the FIN
 373                          * itself.
 374                          */
 375                         if (off < sbused(&so->so_snd))
 376                                 flags &= ~TH_FIN;
 377                         sendwin = 1;
 378                 } else {
 379                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 380                         tp->t_rxtshift = 0;
 381                 }
 382         }
 383
 384         /*
 385          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 386          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 387          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 388          * its congestion window while receiving additional duplicate
 389          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 390          * to snd_max after the fast-retransmit.
 391          *
 392          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 393          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 394          * wind up 0.
 395          *
 396          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 397          * in which case len is already set.
 398          */
 399         if (sack_rxmit == 0) {
 400                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 401                         len = ((int32_t)min(sbavail(&so->so_snd), sendwin) -
 402                             off);
 403                 else {
 404                         int32_t cwin;
 405
 406                         /*
 407                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 408                          * sending new data, having retransmitted all the
 409                          * data possible in the scoreboard.
 410                          */
 411                         len = ((int32_t)min(sbavail(&so->so_snd), tp->snd_wnd) -
 412                             off);
 413                         /*
 414                          * Don't remove this (len > 0) check !
 415                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 416                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 417                          * optimization issue - to force gcc to compute
 418                          * len above. Without this check, the computation
 419                          * of len is bungled by the optimizer.
 420                          */
 421                         if (len > 0) {
 422                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 423                                         (tp->snd_nxt - tp->snd_recover) -
 424                                         sack_bytes_rxmt;
 425                                 if (cwin < 0)
 426                                         cwin = 0;
 427                                 len = imin(len, cwin);
 428                         }
 429                 }
 430         }
 431
 432         /*
 433          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 434          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 435          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 436          */
 437         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 438                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 439                         flags &= ~TH_SYN;
 440                 /*
 441                  * When sending additional segments following a TFO SYN|ACK,
 442                  * do not include the SYN bit.
 443                  */
 444                 if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 445                     (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED))
 446                         flags &= ~TH_SYN;
 447                 off--, len++;
 448         }
 449
 450         /*
 451          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 452          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 453          * with not fully conformant TCP implementations.
 454          */
 455         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 456                 len = 0;
 457                 flags &= ~TH_FIN;
 458         }
 459
 460         /*
 461          * On TFO sockets, ensure no data is sent in the following cases:
 462          *
 463          *  - When retransmitting SYN|ACK on a passively-created socket
 464          *
 465          *  - When retransmitting SYN on an actively created socket
 466          *
 467          *  - When sending a zero-length cookie (cookie request) on an
 468          *    actively created socket
 469          *
 470          *  - When the socket is in the CLOSED state (RST is being sent)
 471          */
 472         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 473             (((flags & TH_SYN) && (tp->t_rxtshift > 0)) ||
 474              ((tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) &&
 475               (tp->t_tfo_client_cookie_len == 0)) ||
 476              (flags & TH_RST)))
 477                 len = 0;
 478         if (len <= 0) {
 479                 /*
 480                  * If FIN has been sent but not acked,
 481                  * but we haven't been called to retransmit,
 482                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 483                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 484                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 485                  * to (closed) window, and set the persist timer
 486                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 487                  * close completely, just wait for an ACK.
 488                  *
 489                  * We also do a general check here to ensure that
 490                  * we will set the persist timer when we have data
 491                  * to send, but a 0-byte window. This makes sure
 492                  * the persist timer is set even if the packet
 493                  * hits one of the "goto send" lines below.
 494                  */
 495                 len = 0;
 496                 if ((sendwin == 0) && (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state)) &&
 497                         (off < (int) sbavail(&so->so_snd))) {
 498                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 499                         tp->t_rxtshift = 0;
 500                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 501                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 502                                 tcp_setpersist(tp);
 503                 }
 504         }
 505
 506         /* len will be >= 0 after this point. */
 507         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 508
 509         tcp_sndbuf_autoscale(tp, so, sendwin);
 510
 511         /*
 512          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 513          * hardware).
 514          *
 515          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 516          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 517          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 518          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 519          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 520          * segment or packet.
 521          *
 522          * IPv4 handling has a clear separation of ip options and ip header
 523          * flags while IPv6 combines both in in6p_outputopts. ip6_optlen() does
 524          * the right thing below to provide length of just ip options and thus
 525          * checking for ipoptlen is enough to decide if ip options are present.
 526          */
 527 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 528         /*
 529          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 530          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 531          */
 532 #ifdef INET6
 533         if (isipv6 && IPSEC_ENABLED(ipv6))
 534                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv6, tp->t_inpcb);
 535 #ifdef INET
 536         else
 537 #endif
 538 #endif /* INET6 */
 539 #ifdef INET
 540         if (IPSEC_ENABLED(ipv4))
 541                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv4, tp->t_inpcb);
 542 #endif /* INET */
 543 #endif /* IPSEC */
 544 #ifdef INET6
 545         if (isipv6)
 546                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 547         else
 548 #endif
 549         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 550                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 551                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 552         else
 553                 ipoptlen = 0;
 554 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 555         ipoptlen += ipsec_optlen;
 556 #endif
 557
 558         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 559             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 560             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 561             ipoptlen == 0 && !(flags & TH_SYN))
 562                 tso = 1;
 563
 564         if (sack_rxmit) {
 565                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + sbused(&so->so_snd)))
 566                         flags &= ~TH_FIN;
 567         } else {
 568                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una +
 569                     sbused(&so->so_snd)))
 570                         flags &= ~TH_FIN;
 571         }
 572
 573         recwin = lmin(lmax(sbspace(&so->so_rcv), 0),
 574             (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 575
 576         /*
 577          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 578          * conditions when len is non-zero:
 579          *
 580          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 581          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 582          *        either idle or running NODELAY
 583          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 584          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 585          *        data (receiver may be limited the window size)
 586          *      - we need to retransmit
 587          */
 588         if (len) {
 589                 if (len >= tp->t_maxseg)
 590                         goto send;
 591                 /*
 592                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 593                  * end may occur synchronously with the output and cause
 594                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 595                  *
 596                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 597                  */
 598                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 599                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 600                     (uint32_t)len + (uint32_t)off >= sbavail(&so->so_snd) &&
 601                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 602                         goto send;
 603                 }
 604                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 605                         goto send;
 606                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 607                         goto send;
 608                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 609                         goto send;
 610                 if (sack_rxmit)
 611                         goto send;
 612         }
 613
 614         /*
 615          * Sending of standalone window updates.
 616          *
 617          * Window updates are important when we close our window due to a
 618          * full socket buffer and are opening it again after the application
 619          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
 620          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
 621          * provides the most current window information.
 622          *
 623          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
 624          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
 625          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
 626          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
 627          * and the application is doing small reads.
 628          *
 629          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
 630          * an update when we can increase the advertized window by more
 631          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
 632          * getting full or is very small be more aggressive and send an
 633          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
 634          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
 635          * carry further window increases.
 636          *
 637          * Don't send an independent window update if a delayed
 638          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
 639          * remote side already has done a half-close and won't send
 640          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
 641          * half-open state.
 642          */
 643         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 644             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
 645             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 646                 /*
 647                  * "adv" is the amount we could increase the window,
 648                  * taking into account that we are limited by
 649                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 650                  */
 651                 int32_t adv;
 652                 int oldwin;
 653
 654                 adv = recwin;
 655                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 656                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 657                         adv -= oldwin;
 658                 } else
 659                         oldwin = 0;
 660
 661                 /*
 662                  * If the new window size ends up being the same as or less
 663                  * than the old size when it is scaled, then don't force
 664                  * a window update.
 665                  */
 666                 if (oldwin >> tp->rcv_scale >= (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 667                         goto dontupdate;
 668
 669                 if (adv >= (int32_t)(2 * tp->t_maxseg) &&
 670                     (adv >= (int32_t)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
 671                      recwin <= (so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
 672                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg ||
 673                      adv >= TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale))
 674                         goto send;
 675                 if (2 * adv >= (int32_t)so->so_rcv.sb_hiwat)
 676                         goto send;
 677         }
 678 dontupdate:
 679
 680         /*
 681          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 682          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 683          */
 684         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 685                 goto send;
 686         if ((flags & TH_RST) ||
 687             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 688                 goto send;
 689         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 690                 goto send;
 691         /*
 692          * If our state indicates that FIN should be sent
 693          * and we have not yet done so, then we need to send.
 694          */
 695         if (flags & TH_FIN &&
 696             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 697                 goto send;
 698         /*
 699          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 700          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 701          * that the retransmission timer is set.
 702          */
 703         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 704             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 705             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 706             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 707                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 708                 goto just_return;
 709         }
 710         /*
 711          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 712          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 713          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 714          *      idle                    not doing retransmits or persists
 715          *      persisting              to move a small or zero window
 716          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 717          *
 718          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 719          *      is true when we are in persist state.
 720          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 721          *      is set when we are called to send a persist packet.
 722          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 723          *      is set when we are retransmitting
 724          * The output side is idle when both timers are zero.
 725          *
 726          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 727          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 728          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 729          * if window is nonzero, transmit what we can,
 730          * otherwise force out a byte.
 731          */
 732         if (sbavail(&so->so_snd) && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 733             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 734                 tp->t_rxtshift = 0;
 735                 tcp_setpersist(tp);
 736         }
 737
 738         /*
 739          * No reason to send a segment, just return.
 740          */
 741 just_return:
 742         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 743         return (0);
 744
 745 send:
 746         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 747         if (len > 0) {
 748                 if (len >= tp->t_maxseg)
 749                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 750                 else
 751                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 752         }
 753         /*
 754          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 755          * unless TCP set not to do any options.
 756          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 757          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 758          * link header, i.e.
 759          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 760          */
 761         optlen = 0;
 762 #ifdef INET6
 763         if (isipv6)
 764                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 765         else
 766 #endif
 767                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 768
 769         /*
 770          * Compute options for segment.
 771          * We only have to care about SYN and established connection
 772          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 773          * syncache.
 774          */
 775         to.to_flags = 0;
 776         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 777                 /* Maximum segment size. */
 778                 if (flags & TH_SYN) {
 779                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 780                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 781                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 782
 783                         /*
 784                          * On SYN or SYN|ACK transmits on TFO connections,
 785                          * only include the TFO option if it is not a
 786                          * retransmit, as the presence of the TFO option may
 787                          * have caused the original SYN or SYN|ACK to have
 788                          * been dropped by a middlebox.
 789                          */
 790                         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 791                             (tp->t_rxtshift == 0)) {
 792                                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) {
 793                                         to.to_tfo_len = TCP_FASTOPEN_COOKIE_LEN;
 794                                         to.to_tfo_cookie =
 795                                             (u_int8_t *)&tp->t_tfo_cookie.server;
 796                                         to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
 797                                         wanted_cookie = 1;
 798                                 } else if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) {
 799                                         to.to_tfo_len =
 800                                             tp->t_tfo_client_cookie_len;
 801                                         to.to_tfo_cookie =
 802                                             tp->t_tfo_cookie.client;
 803                                         to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
 804                                         wanted_cookie = 1;
 805                                         /*
 806                                          * If we wind up having more data to
 807                                          * send with the SYN than can fit in
 808                                          * one segment, don't send any more
 809                                          * until the SYN|ACK comes back from
 810                                          * the other end.
 811                                          */
 812                                         dont_sendalot = 1;
 813                                 }
 814                         }
 815                 }
 816                 /* Window scaling. */
 817                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 818                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 819                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 820                 }
 821                 /* Timestamps. */
 822                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 823                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 824                         curticks = tcp_ts_getticks();
 825                         to.to_tsval = curticks + tp->ts_offset;
 826                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 827                         to.to_flags |= TOF_TS;
 828                         if (tp->t_rxtshift == 1)
 829                                 tp->t_badrxtwin = curticks;
 830                 }
 831
 832                 /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 833                 if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 834                     (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 835                         tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 836
 837                 /* Selective ACK's. */
 838                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 839                         if (flags & TH_SYN)
 840                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 841                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 842                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 843                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 844                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 845                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 846                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 847                         }
 848                 }
 849 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
 850                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 851                 /*
 852                  * Check that TCP_MD5SIG is enabled in tcpcb to
 853                  * account the size needed to set this TCP option.
 854                  */
 855                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 856                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 857 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 858
 859                 /* Processing the options. */
 860                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 861                 /*
 862                  * If we wanted a TFO option to be added, but it was unable
 863                  * to fit, ensure no data is sent.
 864                  */
 865                 if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) && wanted_cookie &&
 866                     !(to.to_flags & TOF_FASTOPEN))
 867                         len = 0;
 868         }
 869
 870         /*
 871          * Adjust data length if insertion of options will
 872          * bump the packet length beyond the t_maxseg length.
 873          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 874          * the segment.
 875          */
 876         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxseg) {
 877                 flags &= ~TH_FIN;
 878
 879                 if (tso) {
 880                         u_int if_hw_tsomax;
 881                         u_int moff;
 882                         int max_len;
 883
 884                         /* extract TSO information */
 885                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
 886                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
 887                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
 888
 889                         /*
 890                          * Limit a TSO burst to prevent it from
 891                          * overflowing or exceeding the maximum length
 892                          * allowed by the network interface:
 893                          */
 894                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 895                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 896
 897                         /*
 898                          * Check if we should limit by maximum payload
 899                          * length:
 900                          */
 901                         if (if_hw_tsomax != 0) {
 902                                 /* compute maximum TSO length */
 903                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen -
 904                                     max_linkhdr);
 905                                 if (max_len <= 0) {
 906                                         len = 0;
 907                                 } else if (len > max_len) {
 908                                         sendalot = 1;
 909                                         len = max_len;
 910                                 }
 911                         }
 912
 913                         /*
 914                          * Prevent the last segment from being
 915                          * fractional unless the send sockbuf can be
 916                          * emptied:
 917                          */
 918                         max_len = (tp->t_maxseg - optlen);
 919                         if (((uint32_t)off + (uint32_t)len) <
 920                             sbavail(&so->so_snd)) {
 921                                 moff = len % max_len;
 922                                 if (moff != 0) {
 923                                         len -= moff;
 924                                         sendalot = 1;
 925                                 }
 926                         }
 927
 928                         /*
 929                          * In case there are too many small fragments
 930                          * don't use TSO:
 931                          */
 932                         if (len <= max_len) {
 933                                 len = max_len;
 934                                 sendalot = 1;
 935                                 tso = 0;
 936                         }
 937
 938                         /*
 939                          * Send the FIN in a separate segment
 940                          * after the bulk sending is done.
 941                          * We don't trust the TSO implementations
 942                          * to clear the FIN flag on all but the
 943                          * last segment.
 944                          */
 945                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 946                                 sendalot = 1;
 947                 } else {
 948                         if (optlen + ipoptlen >= tp->t_maxseg) {
 949                                 /*
 950                                  * Since we don't have enough space to put
 951                                  * the IP header chain and the TCP header in
 952                                  * one packet as required by RFC 7112, don't
 953                                  * send it. Also ensure that at least one
 954                                  * byte of the payload can be put into the
 955                                  * TCP segment.
 956                                  */
 957                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 958                                 error = EMSGSIZE;
 959                                 sack_rxmit = 0;
 960                                 goto out;
 961                         }
 962                         len = tp->t_maxseg - optlen - ipoptlen;
 963                         sendalot = 1;
 964                         if (dont_sendalot)
 965                                 sendalot = 0;
 966                 }
 967         } else
 968                 tso = 0;
 969
 970         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
 971             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
 972
 973 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 974 #ifdef INET6
 975         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 976 #else
 977         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 978 #endif
 979                 panic("tcphdr too big");
 980 /*#endif*/
 981
 982         /*
 983          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
 984          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
 985          */
 986         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 987
 988         /*
 989          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 990          * be transmitted, and initialize the header from
 991          * the template for sends on this connection.
 992          */
 993         if (len) {
 994                 struct mbuf *mb;
 995                 struct sockbuf *msb;
 996                 u_int moff;
 997
 998                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1) {
 999                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
1000 #ifdef STATS
1001                         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
1002                                 stats_voi_update_abs_u32(tp->t_stats,
1003                                 VOI_TCP_RETXPB, len);
1004                         else
1005                                 stats_voi_update_abs_u64(tp->t_stats,
1006                                     VOI_TCP_TXPB, len);
1007 #endif /* STATS */
1008                 } else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
1009                         tp->t_sndrexmitpack++;
1010                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
1011                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
1012 #ifdef STATS
1013                         stats_voi_update_abs_u32(tp->t_stats, VOI_TCP_RETXPB,
1014                             len);
1015 #endif /* STATS */
1016                 } else {
1017                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
1018                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
1019 #ifdef STATS
1020                         stats_voi_update_abs_u64(tp->t_stats, VOI_TCP_TXPB,
1021                             len);
1022 #endif /* STATS */
1023                 }
1024 #ifdef INET6
1025                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
1026                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
1027                 else
1028 #endif
1029                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1030
1031                 if (m == NULL) {
1032                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1033                         error = ENOBUFS;
1034                         sack_rxmit = 0;
1035                         goto out;
1036                 }
1037
1038                 m->m_data += max_linkhdr;
1039                 m->m_len = hdrlen;
1040
1041                 /*
1042                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
1043                  * to the offset in the socket buffer chain.
1044                  */
1045                 mb = sbsndptr_noadv(&so->so_snd, off, &moff);
1046                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr && !hw_tls) {
1047                         m_copydata(mb, moff, len,
1048                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
1049                         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
1050                                 sbsndptr_adv(&so->so_snd, mb, len);
1051                         m->m_len += len;
1052                 } else {
1053                         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
1054                                 msb = NULL;
1055                         else
1056                                 msb = &so->so_snd;
1057                         m->m_next = tcp_m_copym(mb, moff,
1058                             &len, if_hw_tsomaxsegcount,
1059                             if_hw_tsomaxsegsize, msb, hw_tls);
1060                         if (len <= (tp->t_maxseg - optlen)) {
1061                                 /*
1062                                  * Must have ran out of mbufs for the copy
1063                                  * shorten it to no longer need tso. Lets
1064                                  * not put on sendalot since we are low on
1065                                  * mbufs.
1066                                  */
1067                                 tso = 0;
1068                         }
1069                         if (m->m_next == NULL) {
1070                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1071                                 (void) m_free(m);
1072                                 error = ENOBUFS;
1073                                 sack_rxmit = 0;
1074                                 goto out;
1075                         }
1076                 }
1077
1078                 /*
1079                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
1080                  * (This will keep happy those implementations which only
1081                  * give data to the user when a buffer fills or
1082                  * a PUSH comes in.)
1083                  */
1084                 if (((uint32_t)off + (uint32_t)len == sbused(&so->so_snd)) &&
1085                     !(flags & TH_SYN))
1086                         flags |= TH_PUSH;
1087                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1088         } else {
1089                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1090                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
1091                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1092                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
1093                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
1094                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1095                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1096                 else
1097                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1098
1099                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1100                 if (m == NULL) {
1101                         error = ENOBUFS;
1102                         sack_rxmit = 0;
1103                         goto out;
1104                 }
1105 #ifdef INET6
1106                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1107                     MHLEN >= hdrlen) {
1108                         M_ALIGN(m, hdrlen);
1109                 } else
1110 #endif
1111                 m->m_data += max_linkhdr;
1112                 m->m_len = hdrlen;
1113         }
1114         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1115         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1116 #ifdef MAC
1117         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1118 #endif
1119 #ifdef INET6
1120         if (isipv6) {
1121                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1122                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1123                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1124         } else
1125 #endif /* INET6 */
1126         {
1127                 ip = mtod(m, struct ip *);
1128 #ifdef TCPDEBUG
1129                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1130 #endif
1131                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1132                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1133         }
1134
1135         /*
1136          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1137          * window for use in delaying messages about window sizes.
1138          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1139          */
1140         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1141             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1142                 tp->snd_nxt--;
1143         /*
1144          * If we are starting a connection, send ECN setup
1145          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1146          * resend those bits a number of times as per
1147          * RFC 3168.
1148          */
1149         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn == 1) {
1150                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1151                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1152                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1153                 } else
1154                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1155         }
1156
1157         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1158             (tp->t_flags2 & TF2_ECN_PERMIT)) {
1159                 /*
1160                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1161                  * ECN capable transmission (ECT).
1162                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1163                  */
1164                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1165                     (sack_rxmit == 0) &&
1166                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1167 #ifdef INET6
1168                         if (isipv6)
1169                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1170                         else
1171 #endif
1172                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1173                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1174                 }
1175
1176                 /*
1177                  * Reply with proper ECN notifications.
1178                  */
1179                 if (tp->t_flags2 & TF2_ECN_SND_CWR) {
1180                         flags |= TH_CWR;
1181                         tp->t_flags2 &= ~TF2_ECN_SND_CWR;
1182                 }
1183                 if (tp->t_flags2 & TF2_ECN_SND_ECE)
1184                         flags |= TH_ECE;
1185         }
1186
1187         /*
1188          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1189          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1190          * packets, we do not want the sequence number of the
1191          * retransmitted packet, we want the sequence number
1192          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1193          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1194          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1195          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1196          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1197          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1198          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1199          */
1200         if (sack_rxmit == 0) {
1201                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1202                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1203                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1204                 else
1205                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1206         } else {
1207                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1208                 p->rxmit += len;
1209                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1210         }
1211         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1212         if (optlen) {
1213                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1214                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1215         }
1216         th->th_flags = flags;
1217         /*
1218          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1219          * but avoid silly window syndrome.
1220          * If a RST segment is sent, advertise a window of zero.
1221          */
1222         if (flags & TH_RST) {
1223                 recwin = 0;
1224         } else {
1225                 if (recwin < (so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1226                     recwin < tp->t_maxseg)
1227                         recwin = 0;
1228                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1229                     recwin < (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1230                         recwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1231         }
1232         /*
1233          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1234          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1235          * case is handled in syncache.
1236          */
1237         if (flags & TH_SYN)
1238                 th->th_win = htons((u_short)
1239                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1240         else
1241                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1242
1243         /*
1244          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1245          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1246          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1247          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1248          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1249          * the connection.
1250          */
1251         if (th->th_win == 0) {
1252                 tp->t_sndzerowin++;
1253                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1254         } else
1255                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1256         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1257                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1258                 th->th_flags |= TH_URG;
1259         } else
1260                 /*
1261                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1262                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1263                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1264                  * number wraparound.
1265                  */
1266                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1267
1268         /*
1269          * Put TCP length in extended header, and then
1270          * checksum extended header and data.
1271          */
1272         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1273         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1274
1275 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1276         if (to.to_flags & TOF_SIGNATURE) {
1277                 /*
1278                  * Calculate MD5 signature and put it into the place
1279                  * determined before.
1280                  * NOTE: since TCP options buffer doesn't point into
1281                  * mbuf's data, calculate offset and use it.
1282                  */
1283                 if (!TCPMD5_ENABLED() || (error = TCPMD5_OUTPUT(m, th,
1284                     (u_char *)(th + 1) + (to.to_signature - opt))) != 0) {
1285                         /*
1286                          * Do not send segment if the calculation of MD5
1287                          * digest has failed.
1288                          */
1289                         m_freem(m);
1290                         goto out;
1291                 }
1292         }
1293 #endif
1294 #ifdef INET6
1295         if (isipv6) {
1296                 /*
1297                  * There is no need to fill in ip6_plen right now.
1298                  * It will be filled later by ip6_output.
1299                  */
1300                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1301                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1302                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1303         }
1304 #endif
1305 #if defined(INET6) && defined(INET)
1306         else
1307 #endif
1308 #ifdef INET
1309         {
1310                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1311                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1312                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1313
1314                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1315                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1316                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1317         }
1318 #endif
1319
1320         /*
1321          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1322          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1323          */
1324         if (tso) {
1325                 KASSERT(len > tp->t_maxseg - optlen,
1326                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1327                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1328                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxseg - optlen;
1329         }
1330
1331         KASSERT(len + hdrlen == m_length(m, NULL),
1332             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u != %u",
1333             __func__, len, hdrlen, m_length(m, NULL)));
1334
1335 #ifdef TCP_HHOOK
1336         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1337         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1338 #endif
1339
1340 #ifdef TCPDEBUG
1341         /*
1342          * Trace.
1343          */
1344         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1345                 u_short save = 0;
1346 #ifdef INET6
1347                 if (!isipv6)
1348 #endif
1349                 {
1350                         save = ipov->ih_len;
1351                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1352                 }
1353                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1354 #ifdef INET6
1355                 if (!isipv6)
1356 #endif
1357                 ipov->ih_len = save;
1358         }
1359 #endif /* TCPDEBUG */
1360         TCP_PROBE3(debug__output, tp, th, m);
1361
1362         /* We're getting ready to send; log now. */
1363         TCP_LOG_EVENT(tp, th, &so->so_rcv, &so->so_snd, TCP_LOG_OUT, ERRNO_UNK,
1364             len, NULL, false);
1365
1366         /*
1367          * Fill in IP length and desired time to live and
1368          * send to IP level.  There should be a better way
1369          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1370          * the template, but need a way to checksum without them.
1371          */
1372         /*
1373          * m->m_pkthdr.len should have been set before checksum calculation,
1374          * because in6_cksum() need it.
1375          */
1376 #ifdef INET6
1377         if (isipv6) {
1378                 /*
1379                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1380                  * user might want to change the value via setsockopt.
1381                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1382                  * Neighbor Discovery.
1383                  */
1384                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1385
1386                 /*
1387                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1388                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1389                  * the option header lengths as well.
1390                  */
1391                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1392
1393                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss)
1394                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1395                 else
1396                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1397
1398                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1399                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1400
1401                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1402
1403 #ifdef TCPPCAP
1404                 /* Save packet, if requested. */
1405                 tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1406 #endif
1407
1408                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1409                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts,
1410                     &tp->t_inpcb->inp_route6,
1411                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1412                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1413
1414                 if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt != NULL)
1415                         mtu = tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt->rt_mtu;
1416         }
1417 #endif /* INET6 */
1418 #if defined(INET) && defined(INET6)
1419         else
1420 #endif
1421 #ifdef INET
1422     {
1423         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1424 #ifdef INET6
1425         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1426                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1427 #endif /* INET6 */
1428         /*
1429          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1430          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1431          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1432          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1433          *
1434          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1435          */
1436         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss) {
1437                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1438                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1439         } else {
1440                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1441         }
1442
1443         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1444                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1445
1446         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1447
1448 #ifdef TCPPCAP
1449         /* Save packet, if requested. */
1450         tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1451 #endif
1452
1453         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &tp->t_inpcb->inp_route,
1454             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1455             tp->t_inpcb);
1456
1457         if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt != NULL)
1458                 mtu = tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt->rt_mtu;
1459     }
1460 #endif /* INET */
1461
1462 out:
1463         /*
1464          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1465          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1466          */
1467         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1468             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1469                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1470
1471                 /*
1472                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1473                  */
1474                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1475                         if (flags & TH_SYN)
1476                                 tp->snd_nxt++;
1477                         if (flags & TH_FIN) {
1478                                 tp->snd_nxt++;
1479                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1480                         }
1481                 }
1482                 if (sack_rxmit)
1483                         goto timer;
1484                 tp->snd_nxt += len;
1485                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1486                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1487                         /*
1488                          * Time this transmission if not a retransmission and
1489                          * not currently timing anything.
1490                          */
1491                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1492                                 tp->t_rtttime = ticks;
1493                                 tp->t_rtseq = startseq;
1494                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1495                         }
1496 #ifdef STATS
1497                         if (!(tp->t_flags & TF_GPUTINPROG) && len) {
1498                                 tp->t_flags |= TF_GPUTINPROG;
1499                                 tp->gput_seq = startseq;
1500                                 tp->gput_ack = startseq +
1501                                     ulmin(sbavail(&so->so_snd) - off, sendwin);
1502                                 tp->gput_ts = tcp_ts_getticks();
1503                         }
1504 #endif /* STATS */
1505                 }
1506
1507                 /*
1508                  * Set retransmit timer if not currently set,
1509                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1510                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1511                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1512                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1513                  * of retransmit time.
1514                  */
1515 timer:
1516                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1517                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1518                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1519                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1520                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1521                                 tp->t_rxtshift = 0;
1522                         }
1523                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1524                 } else if (len == 0 && sbavail(&so->so_snd) &&
1525                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1526                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1527                         /*
1528                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1529                          * after a zero window condition. For example:
1530                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1531                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1532                          *    advertisement)
1533                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1534                          *
1535                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1536                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1537                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1538                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1539                          * not send zero window probes.
1540                          *
1541                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1542                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1543                          * persist timer is already set, then activate the
1544                          * persist timer.
1545                          */
1546                         tp->t_rxtshift = 0;
1547                         tcp_setpersist(tp);
1548                 }
1549         } else {
1550                 /*
1551                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1552                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1553                  */
1554                 int xlen = len;
1555                 if (flags & TH_SYN)
1556                         ++xlen;
1557                 if (flags & TH_FIN) {
1558                         ++xlen;
1559                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1560                 }
1561                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1562                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1563         }
1564         if ((error == 0) &&
1565             (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
1566              (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
1567              tp->rcv_numsacks > 0)) {
1568                     /* Clean up any DSACK's sent */
1569                     tcp_clean_dsack_blocks(tp);
1570         }
1571         if (error) {
1572                 /* Record the error. */
1573                 TCP_LOG_EVENT(tp, NULL, &so->so_rcv, &so->so_snd, TCP_LOG_OUT,
1574                     error, 0, NULL, false);
1575
1576                 /*
1577                  * We know that the packet was lost, so back out the
1578                  * sequence number advance, if any.
1579                  *
1580                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1581                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1582                  * connection but the blocking may have been spurious
1583                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1584                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1585                  * timeouts do their work over time.
1586                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1587                  * away would be the really correct behavior instead.
1588                  */
1589                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1590                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1591                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1592                     (error != EPERM)) {
1593                         if (sack_rxmit) {
1594                                 p->rxmit -= len;
1595                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1596                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1597                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1598                         } else
1599                                 tp->snd_nxt -= len;
1600                 }
1601                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1602                 switch (error) {
1603                 case EACCES:
1604                 case EPERM:
1605                         tp->t_softerror = error;
1606                         return (error);
1607                 case ENOBUFS:
1608                         TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, flags);
1609                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1610                         return (0);
1611                 case EMSGSIZE:
1612                         /*
1613                          * For some reason the interface we used initially
1614                          * to send segments changed to another or lowered
1615                          * its MTU.
1616                          * If TSO was active we either got an interface
1617                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1618                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1619                          * it and try again.
1620                          */
1621                         if (tso)
1622                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1623                         if (mtu != 0) {
1624                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1625                                 goto again;
1626                         }
1627                         return (error);
1628                 case EHOSTDOWN:
1629                 case EHOSTUNREACH:
1630                 case ENETDOWN:
1631                 case ENETUNREACH:
1632                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1633                                 tp->t_softerror = error;
1634                                 return (0);
1635                         }
1636                         /* FALLTHROUGH */
1637                 default:
1638                         return (error);
1639                 }
1640         }
1641         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1642
1643         /*
1644          * Data sent (as far as we can tell).
1645          * If this advertises a larger window than any other segment,
1646          * then remember the size of the advertised window.
1647          * Any pending ACK has now been sent.
1648          */
1649         if (SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1650                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1651         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1652         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1653         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1654                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1655 #if 0
1656         /*
1657          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1658          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1659          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1660          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1661          */
1662         if (sendalot && --maxburst)
1663                 goto again;
1664 #endif
1665         if (sendalot)
1666                 goto again;
1667         return (0);
1668 }
1669
1670 void
1671 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1672 {
1673         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1674         int tt;
1675
1676         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1677         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1678                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1679         /*
1680          * Start/restart persistence timer.
1681          */
1682         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1683                       tcp_persmin, tcp_persmax);
1684         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1685         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1686                 tp->t_rxtshift++;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1691  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1692  *
1693  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1694  * alignment for the scarce option space.
1695  *
1696  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1697  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1698  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1699  *
1700  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1701  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1702  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1703  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1704  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1705  */
1706 int
1707 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1708 {
1709         u_int32_t mask, optlen = 0;
1710
1711         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1712                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1713                         continue;
1714                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1715                         break;
1716                 switch (to->to_flags & mask) {
1717                 case TOF_MSS:
1718                         while (optlen % 4) {
1719                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1720                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1721                         }
1722                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1723                                 continue;
1724                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1725                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1726                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1727                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1728                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1729                         optp += sizeof(to->to_mss);
1730                         break;
1731                 case TOF_SCALE:
1732                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1733                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1734                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1735                         }
1736                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1737                                 continue;
1738                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1739                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1740                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1741                         *optp++ = to->to_wscale;
1742                         break;
1743                 case TOF_SACKPERM:
1744                         while (optlen % 2) {
1745                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1746                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1747                         }
1748                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1749                                 continue;
1750                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1751                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1752                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1753                         break;
1754                 case TOF_TS:
1755                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1756                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1757                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1758                         }
1759                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1760                                 continue;
1761                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1762                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1763                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1764                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1765                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1766                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1767                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1768                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1769                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1770                         break;
1771                 case TOF_SIGNATURE:
1772                         {
1773                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1774
1775                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1776                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1777                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1778                         }
1779                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE) {
1780                                 to->to_flags &= ~TOF_SIGNATURE;
1781                                 continue;
1782                         }
1783                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1784                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1785                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1786                         to->to_signature = optp;
1787                         while (siglen--)
1788                                  *optp++ = 0;
1789                         break;
1790                         }
1791                 case TOF_SACK:
1792                         {
1793                         int sackblks = 0;
1794                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1795                         tcp_seq sack_seq;
1796
1797                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1798                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1799                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1800                         }
1801                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1802                                 continue;
1803                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1804                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1805                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1806                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1807                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1808                         while (sackblks--) {
1809                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1810                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1811                                 optp += sizeof(sack_seq);
1812                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1813                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1814                                 optp += sizeof(sack_seq);
1815                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1816                                 sack++;
1817                         }
1818                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1819                         break;
1820                         }
1821                 case TOF_FASTOPEN:
1822                         {
1823                         int total_len;
1824
1825                         /* XXX is there any point to aligning this option? */
1826                         total_len = TCPOLEN_FAST_OPEN_EMPTY + to->to_tfo_len;
1827                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < total_len) {
1828                                 to->to_flags &= ~TOF_FASTOPEN;
1829                                 continue;
1830                         }
1831                         *optp++ = TCPOPT_FAST_OPEN;
1832                         *optp++ = total_len;
1833                         if (to->to_tfo_len > 0) {
1834                                 bcopy(to->to_tfo_cookie, optp, to->to_tfo_len);
1835                                 optp += to->to_tfo_len;
1836                         }
1837                         optlen += total_len;
1838                         break;
1839                         }
1840                 default:
1841                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1842                         break;
1843                 }
1844         }
1845
1846         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1847         if (optlen % 4) {
1848                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1849                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1850         }
1851         /*
1852          * According to RFC 793 (STD0007):
1853          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1854          *    must be header padding (i.e., zero)."
1855          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1856          */
1857         while (optlen % 4) {
1858                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1859                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1860         }
1861
1862         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1863         return (optlen);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * This is a copy of m_copym(), taking the TSO segment size/limit
1868  * constraints into account, and advancing the sndptr as it goes.
1869  */
1870 struct mbuf *
1871 tcp_m_copym(struct mbuf *m, int32_t off0, int32_t *plen,
1872     int32_t seglimit, int32_t segsize, struct sockbuf *sb, bool hw_tls)
1873 {
1874 #ifdef KERN_TLS
1875         struct ktls_session *tls, *ntls;
1876         struct mbuf *start;
1877 #endif
1878         struct mbuf *n, **np;
1879         struct mbuf *top;
1880         int32_t off = off0;
1881         int32_t len = *plen;
1882         int32_t fragsize;
1883         int32_t len_cp = 0;
1884         int32_t *pkthdrlen;
1885         uint32_t mlen, frags;
1886         bool copyhdr;
1887
1888
1889         KASSERT(off >= 0, ("tcp_m_copym, negative off %d", off));
1890         KASSERT(len >= 0, ("tcp_m_copym, negative len %d", len));
1891         if (off == 0 && m->m_flags & M_PKTHDR)
1892                 copyhdr = true;
1893         else
1894                 copyhdr = false;
1895         while (off > 0) {
1896                 KASSERT(m != NULL, ("tcp_m_copym, offset > size of mbuf chain"));
1897                 if (off < m->m_len)
1898                         break;
1899                 off -= m->m_len;
1900                 if ((sb) && (m == sb->sb_sndptr)) {
1901                         sb->sb_sndptroff += m->m_len;
1902                         sb->sb_sndptr = m->m_next;
1903                 }
1904                 m = m->m_next;
1905         }
1906         np = &top;
1907         top = NULL;
1908         pkthdrlen = NULL;
1909 #ifdef KERN_TLS
1910         if (m->m_flags & M_NOMAP)
1911                 tls = m->m_ext.ext_pgs->tls;
1912         else
1913                 tls = NULL;
1914         start = m;
1915 #endif
1916         while (len > 0) {
1917                 if (m == NULL) {
1918                         KASSERT(len == M_COPYALL,
1919                             ("tcp_m_copym, length > size of mbuf chain"));
1920                         *plen = len_cp;
1921                         if (pkthdrlen != NULL)
1922                                 *pkthdrlen = len_cp;
1923                         break;
1924                 }
1925 #ifdef KERN_TLS
1926                 if (hw_tls) {
1927                         if (m->m_flags & M_NOMAP)
1928                                 ntls = m->m_ext.ext_pgs->tls;
1929                         else
1930                                 ntls = NULL;
1931
1932                         /*
1933                          * Avoid mixing TLS records with handshake
1934                          * data or TLS records from different
1935                          * sessions.
1936                          */
1937                         if (tls != ntls) {
1938                                 MPASS(m != start);
1939                                 *plen = len_cp;
1940                                 if (pkthdrlen != NULL)
1941                                         *pkthdrlen = len_cp;
1942                                 break;
1943                         }
1944
1945                         /*
1946                          * Don't end a send in the middle of a TLS
1947                          * record if it spans multiple TLS records.
1948                          */
1949                         if (tls != NULL && (m != start) && len < m->m_len) {
1950                                 *plen = len_cp;
1951                                 if (pkthdrlen != NULL)
1952                                         *pkthdrlen = len_cp;
1953                                 break;
1954                         }
1955                 }
1956 #endif
1957                 mlen = min(len, m->m_len - off);
1958                 if (seglimit) {
1959                         /*
1960                          * For M_NOMAP mbufs, add 3 segments
1961                          * + 1 in case we are crossing page boundaries
1962                          * + 2 in case the TLS hdr/trailer are used
1963                          * It is cheaper to just add the segments
1964                          * than it is to take the cache miss to look
1965                          * at the mbuf ext_pgs state in detail.
1966                          */
1967                         if (m->m_flags & M_NOMAP) {
1968                                 fragsize = min(segsize, PAGE_SIZE);
1969                                 frags = 3;
1970                         } else {
1971                                 fragsize = segsize;
1972                                 frags = 0;
1973                         }
1974
1975                         /* Break if we really can't fit anymore. */
1976                         if ((frags + 1) >= seglimit) {
1977                                 *plen = len_cp;
1978                                 if (pkthdrlen != NULL)
1979                                         *pkthdrlen = len_cp;
1980                                 break;
1981                         }
1982
1983                         /*
1984                          * Reduce size if you can't copy the whole
1985                          * mbuf. If we can't copy the whole mbuf, also
1986                          * adjust len so the loop will end after this
1987                          * mbuf.
1988                          */
1989                         if ((frags + howmany(mlen, fragsize)) >= seglimit) {
1990                                 mlen = (seglimit - frags - 1) * fragsize;
1991                                 len = mlen;
1992                                 *plen = len_cp + len;
1993                                 if (pkthdrlen != NULL)
1994                                         *pkthdrlen = *plen;
1995                         }
1996                         frags += howmany(mlen, fragsize);
1997                         if (frags == 0)
1998                                 frags++;
1999                         seglimit -= frags;
2000                         KASSERT(seglimit > 0,
2001                             ("%s: seglimit went too low", __func__));
2002                 }
2003                 if (copyhdr)
2004                         n = m_gethdr(M_NOWAIT, m->m_type);
2005                 else
2006                         n = m_get(M_NOWAIT, m->m_type);
2007                 *np = n;
2008                 if (n == NULL)
2009                         goto nospace;
2010                 if (copyhdr) {
2011                         if (!m_dup_pkthdr(n, m, M_NOWAIT))
2012                                 goto nospace;
2013                         if (len == M_COPYALL)
2014                                 n->m_pkthdr.len -= off0;
2015                         else
2016                                 n->m_pkthdr.len = len;
2017                         pkthdrlen = &n->m_pkthdr.len;
2018                         copyhdr = false;
2019                 }
2020                 n->m_len = mlen;
2021                 len_cp += n->m_len;
2022                 if (m->m_flags & M_EXT) {
2023                         n->m_data = m->m_data + off;
2024                         mb_dupcl(n, m);
2025                 } else
2026                         bcopy(mtod(m, caddr_t)+off, mtod(n, caddr_t),
2027                             (u_int)n->m_len);
2028
2029                 if (sb && (sb->sb_sndptr == m) &&
2030                     ((n->m_len + off) >= m->m_len) && m->m_next) {
2031                         sb->sb_sndptroff += m->m_len;
2032                         sb->sb_sndptr = m->m_next;
2033                 }
2034                 off = 0;
2035                 if (len != M_COPYALL) {
2036                         len -= n->m_len;
2037                 }
2038                 m = m->m_next;
2039                 np = &n->m_next;
2040         }
2041         return (top);
2042 nospace:
2043         m_freem(top);
2044         return (NULL);
2045 }
2046
2047 void
2048 tcp_sndbuf_autoscale(struct tcpcb *tp, struct socket *so, uint32_t sendwin)
2049 {
2050
2051         /*
2052          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
2053          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
2054          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
2055          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
2056          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
2057          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
2058          * especially with many connections on busy servers.
2059          *
2060          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
2061          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
2062          *     (with a fudge factor of 5/4th);
2063          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
2064          *     have data to make use of it);
2065          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
2066          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
2067          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
2068          *
2069          * The remote host receive window scaling factor may limit the
2070          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
2071          * maximum.
2072          *
2073          * It scales directly with slow start or congestion window
2074          * and does at most one step per received ACK.  This fast
2075          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
2076          * what is strictly necessary to make full use of a given
2077          * delay*bandwidth product.  However testing has shown this not
2078          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
2079          * of available bandwidth (the non-use of it) for wasting some
2080          * socket buffer memory.
2081          *
2082          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
2083          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
2084          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
2085          *
2086          * XXXGL: should there be used sbused() or sbavail()?
2087          */
2088         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
2089                 int lowat;
2090
2091                 lowat = V_tcp_sendbuf_auto_lowat ? so->so_snd.sb_lowat : 0;
2092                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat - lowat &&
2093                     sbused(&so->so_snd) >=
2094                     (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) - lowat &&
2095                     sbused(&so->so_snd) < V_tcp_autosndbuf_max &&
2096                     sendwin >= (sbused(&so->so_snd) -
2097                     (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
2098                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
2099                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
2100                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
2101                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
2102                 }
2103         }
2104 }