sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #include "opt_inet.h"
  36 #include "opt_inet6.h"
  37 #include "opt_ipsec.h"
  38 #include "opt_tcpdebug.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/domain.h>
  43 #include <sys/hhook.h>
  44 #include <sys/kernel.h>
  45 #include <sys/lock.h>
  46 #include <sys/mbuf.h>
  47 #include <sys/mutex.h>
  48 #include <sys/protosw.h>
  49 #include <sys/socket.h>
  50 #include <sys/socketvar.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52
  53 #include <net/if.h>
  54 #include <net/route.h>
  55 #include <net/vnet.h>
  56
  57 #include <netinet/cc.h>
  58 #include <netinet/in.h>
  59 #include <netinet/in_systm.h>
  60 #include <netinet/ip.h>
  61 #include <netinet/in_pcb.h>
  62 #include <netinet/ip_var.h>
  63 #include <netinet/ip_options.h>
  64 #ifdef INET6
  65 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  66 #include <netinet/ip6.h>
  67 #include <netinet6/ip6_var.h>
  68 #endif
  69 #define TCPOUTFLAGS
  70 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  71 #include <netinet/tcp_seq.h>
  72 #include <netinet/tcp_timer.h>
  73 #include <netinet/tcp_var.h>
  74 #include <netinet/tcpip.h>
  75 #ifdef TCPDEBUG
  76 #include <netinet/tcp_debug.h>
  77 #endif
  78
  79 #ifdef IPSEC
  80 #include <netipsec/ipsec.h>
  81 #endif /*IPSEC*/
  82
  83 #include <machine/in_cksum.h>
  84
  85 #include <security/mac/mac_framework.h>
  86
  87 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
  88 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
  89         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
  90         "Enable Path MTU Discovery");
  91
  92 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
  93 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
  94 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
  95         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
  96         "Enable TCP Segmentation Offload");
  97
  98 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
  99 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 100 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_RW,
 101         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 102
 103 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 104 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 105 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
 106         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 107         "Enable automatic send buffer sizing");
 108
 109 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 110 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 111 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
 112         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 113         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 114
 115 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 116 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 117 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
 118         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 119         "Max size of automatic send buffer");
 120
 121 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 122                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 123                             long len, int tso);
 124 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 125
 126 /*
 127  * Wrapper for the TCP established ouput helper hook.
 128  */
 129 static void inline
 130 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 131     struct tcpopt *to, long len, int tso)
 132 {
 133         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 134
 135         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 136                 hhook_data.tp = tp;
 137                 hhook_data.th = th;
 138                 hhook_data.to = to;
 139                 hhook_data.len = len;
 140                 hhook_data.tso = tso;
 141
 142                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 143                     tp->osd);
 144         }
 145 }
 146
 147 /*
 148  * CC wrapper hook functions
 149  */
 150 static void inline
 151 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 152 {
 153         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 154
 155         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 156                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 161  */
 162 int
 163 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 164 {
 165         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 166         long len, recwin, sendwin;
 167         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 168         struct mbuf *m;
 169         struct ip *ip = NULL;
 170         struct ipovly *ipov = NULL;
 171         struct tcphdr *th;
 172         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 173         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 174 #ifdef IPSEC
 175         unsigned ipsec_optlen = 0;
 176 #endif
 177         int idle, sendalot;
 178         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 179         struct sackhole *p;
 180         int tso;
 181         struct tcpopt to;
 182 #if 0
 183         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 184 #endif
 185 #ifdef INET6
 186         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 187         int isipv6;
 188
 189         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 190 #endif
 191
 192         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 193
 194         /*
 195          * Determine length of data that should be transmitted,
 196          * and flags that will be used.
 197          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 198          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 199          */
 200         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 201         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 202                 cc_after_idle(tp);
 203         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 204         if (idle) {
 205                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 206                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 207                         idle = 0;
 208                 }
 209         }
 210 again:
 211         /*
 212          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 213          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 214          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 215          */
 216         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 217             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 218                 tcp_sack_adjust(tp);
 219         sendalot = 0;
 220         tso = 0;
 221         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 222         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 223
 224         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 225         /*
 226          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 227          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 228          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 229          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 230          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 231          */
 232         /*
 233          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 234          */
 235         sack_rxmit = 0;
 236         sack_bytes_rxmt = 0;
 237         len = 0;
 238         p = NULL;
 239         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 240             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 241                 long cwin;
 242
 243                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
 244                 if (cwin < 0)
 245                         cwin = 0;
 246                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 247                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 248                         /*
 249                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 250                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 251                          * for this hole.
 252                          */
 253                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 254                                 /*
 255                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 256                                  * That data will be rexmitted in the next
 257                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 258                                  * moves past p->rxmit.
 259                                  */
 260                                 p = NULL;
 261                                 goto after_sack_rexmit;
 262                         } else
 263                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 264                                 len = ((long)ulmin(cwin,
 265                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 266                 } else
 267                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 268                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 269                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 270                     __func__, off));
 271                 if (len > 0) {
 272                         sack_rxmit = 1;
 273                         sendalot = 1;
 274                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 275                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 276                             min(len, tp->t_maxseg));
 277                 }
 278         }
 279 after_sack_rexmit:
 280         /*
 281          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 282          * state flags.
 283          */
 284         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 285                 flags |= TH_FIN;
 286         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 287                 flags |= TH_SYN;
 288
 289         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 290         /*
 291          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 292          * Otherwise, if window is small but nonzero
 293          * and timer expired, we will send what we can
 294          * and go to transmit state.
 295          */
 296         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 297                 if (sendwin == 0) {
 298                         /*
 299                          * If we still have some data to send, then
 300                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 301                          * happen below when it realizes that we
 302                          * aren't sending all the data.  However,
 303                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 304                          * then it won't clear the FIN bit below,
 305                          * and if we are in persist state, we wind
 306                          * up sending the packet without recording
 307                          * that we sent the FIN bit.
 308                          *
 309                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 310                          * because if we don't have any more data
 311                          * to send then the probe will be the FIN
 312                          * itself.
 313                          */
 314                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 315                                 flags &= ~TH_FIN;
 316                         sendwin = 1;
 317                 } else {
 318                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 319                         tp->t_rxtshift = 0;
 320                 }
 321         }
 322
 323         /*
 324          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 325          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 326          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 327          * its congestion window while receiving additional duplicate
 328          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 329          * to snd_max after the fast-retransmit.
 330          *
 331          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 332          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 333          * wind up 0.
 334          *
 335          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 336          * in which case len is already set.
 337          */
 338         if (sack_rxmit == 0) {
 339                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 340                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
 341                 else {
 342                         long cwin;
 343
 344                         /*
 345                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 346                          * sending new data, having retransmitted all the
 347                          * data possible in the scoreboard.
 348                          */
 349                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd)
 350                                - off);
 351                         /*
 352                          * Don't remove this (len > 0) check !
 353                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 354                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 355                          * optimization issue - to force gcc to compute
 356                          * len above. Without this check, the computation
 357                          * of len is bungled by the optimizer.
 358                          */
 359                         if (len > 0) {
 360                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 361                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 362                                         sack_bytes_rxmt;
 363                                 if (cwin < 0)
 364                                         cwin = 0;
 365                                 len = lmin(len, cwin);
 366                         }
 367                 }
 368         }
 369
 370         /*
 371          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 372          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 373          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 374          */
 375         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 376                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 377                         flags &= ~TH_SYN;
 378                 off--, len++;
 379         }
 380
 381         /*
 382          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 383          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 384          * with not fully conformant TCP implementations.
 385          */
 386         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 387                 len = 0;
 388                 flags &= ~TH_FIN;
 389         }
 390
 391         if (len < 0) {
 392                 /*
 393                  * If FIN has been sent but not acked,
 394                  * but we haven't been called to retransmit,
 395                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 396                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 397                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 398                  * to (closed) window, and set the persist timer
 399                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 400                  * close completely, just wait for an ACK.
 401                  */
 402                 len = 0;
 403                 if (sendwin == 0) {
 404                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 405                         tp->t_rxtshift = 0;
 406                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 407                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 408                                 tcp_setpersist(tp);
 409                 }
 410         }
 411
 412         /* len will be >= 0 after this point. */
 413         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 414
 415         /*
 416          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 417          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 418          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 419          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 420          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 421          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 422          * especially with many connections on busy servers.
 423          *
 424          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 425          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 426          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 427          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 428          *     have data to make use of it);
 429          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 430          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 431          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 432          *
 433          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 434          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 435          * maximum.
 436          *
 437          * It scales directly with slow start or congestion window
 438          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 439          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 440          * what is strictly necessary to make full use of a given
 441          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 442          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 443          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 444          * socket buffer memory.
 445          *
 446          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 447          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 448          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 449          */
 450         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 451                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 452                     so->so_snd.sb_cc >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 453                     so->so_snd.sb_cc < V_tcp_autosndbuf_max &&
 454                     sendwin >= (so->so_snd.sb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 455                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 456                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 457                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 458                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 459                 }
 460         }
 461
 462         /*
 463          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 464          * hardware).
 465          *
 466          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 467          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 468          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 469          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 470          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 471          * segment or packet.
 472          */
 473 #ifdef IPSEC
 474         /*
 475          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 476          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 477          */
 478         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 479 #endif
 480         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 481             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 482             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 483 #ifdef IPSEC
 484             ipsec_optlen == 0 &&
 485 #endif
 486             tp->t_inpcb->inp_options == NULL &&
 487             tp->t_inpcb->in6p_options == NULL)
 488                 tso = 1;
 489
 490         if (sack_rxmit) {
 491                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 492                         flags &= ~TH_FIN;
 493         } else {
 494                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 495                         flags &= ~TH_FIN;
 496         }
 497
 498         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
 499
 500         /*
 501          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 502          * conditions when len is non-zero:
 503          *
 504          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 505          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 506          *        either idle or running NODELAY
 507          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 508          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 509          *        data (receiver may be limited the window size)
 510          *      - we need to retransmit
 511          */
 512         if (len) {
 513                 if (len >= tp->t_maxseg)
 514                         goto send;
 515                 /*
 516                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 517                  * end may occur synchronously with the output and cause
 518                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 519                  *
 520                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 521                  */
 522                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 523                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 524                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 525                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 526                         goto send;
 527                 }
 528                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 529                         goto send;
 530                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 531                         goto send;
 532                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 533                         goto send;
 534                 if (sack_rxmit)
 535                         goto send;
 536         }
 537
 538         /*
 539          * Compare available window to amount of window
 540          * known to peer (as advertised window less
 541          * next expected input).  If the difference is at least two
 542          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 543          * window, then want to send a window update to peer.
 544          * Skip this if the connection is in T/TCP half-open state.
 545          * Don't send pure window updates when the peer has closed
 546          * the connection and won't ever send more data.
 547          */
 548         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 549             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 550                 /*
 551                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 552                  * taking into account that we are limited by
 553                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 554                  */
 555                 long adv;
 556                 int oldwin;
 557
 558                 adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 559                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 560                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 561                         adv -= oldwin;
 562                 } else
 563                         oldwin = 0;
 564
 565                 /*
 566                  * If the new window size ends up being the same as the old
 567                  * size when it is scaled, then don't force a window update.
 568                  */
 569                 if (oldwin >> tp->rcv_scale == (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 570                         goto dontupdate;
 571                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 572                         goto send;
 573                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 574                         goto send;
 575         }
 576 dontupdate:
 577
 578         /*
 579          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 580          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 581          */
 582         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 583                 goto send;
 584         if ((flags & TH_RST) ||
 585             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 586                 goto send;
 587         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 588                 goto send;
 589         /*
 590          * If our state indicates that FIN should be sent
 591          * and we have not yet done so, then we need to send.
 592          */
 593         if (flags & TH_FIN &&
 594             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 595                 goto send;
 596         /*
 597          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 598          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 599          * that the retransmission timer is set.
 600          */
 601         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 602             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 603             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 604             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 605                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 606                 goto just_return;
 607         }
 608         /*
 609          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 610          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 611          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 612          *      idle                    not doing retransmits or persists
 613          *      persisting              to move a small or zero window
 614          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 615          *
 616          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 617          *      is true when we are in persist state.
 618          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 619          *      is set when we are called to send a persist packet.
 620          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 621          *      is set when we are retransmitting
 622          * The output side is idle when both timers are zero.
 623          *
 624          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 625          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 626          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 627          * if window is nonzero, transmit what we can,
 628          * otherwise force out a byte.
 629          */
 630         if (so->so_snd.sb_cc && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 631             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 632                 tp->t_rxtshift = 0;
 633                 tcp_setpersist(tp);
 634         }
 635
 636         /*
 637          * No reason to send a segment, just return.
 638          */
 639 just_return:
 640         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 641         return (0);
 642
 643 send:
 644         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 645         /*
 646          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 647          * unless TCP set not to do any options.
 648          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 649          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 650          * link header, i.e.
 651          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 652          */
 653         optlen = 0;
 654 #ifdef INET6
 655         if (isipv6)
 656                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 657         else
 658 #endif
 659                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 660
 661         /*
 662          * Compute options for segment.
 663          * We only have to care about SYN and established connection
 664          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 665          * syncache.
 666          */
 667         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 668                 to.to_flags = 0;
 669                 /* Maximum segment size. */
 670                 if (flags & TH_SYN) {
 671                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 672                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 673                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 674                 }
 675                 /* Window scaling. */
 676                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 677                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 678                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 679                 }
 680                 /* Timestamps. */
 681                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 682                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 683                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
 684                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 685                         to.to_flags |= TOF_TS;
 686                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 687                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 688                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 689                                 tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 690                 }
 691                 /* Selective ACK's. */
 692                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 693                         if (flags & TH_SYN)
 694                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 695                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 696                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 697                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 698                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 699                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 700                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 701                         }
 702                 }
 703 #ifdef TCP_SIGNATURE
 704                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 705                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 706                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 707 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 708
 709                 /* Processing the options. */
 710                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 711         }
 712
 713 #ifdef INET6
 714         if (isipv6)
 715                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 716         else
 717 #endif
 718         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 719                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 720                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 721         else
 722                 ipoptlen = 0;
 723 #ifdef IPSEC
 724         ipoptlen += ipsec_optlen;
 725 #endif
 726
 727         /*
 728          * Adjust data length if insertion of options will
 729          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 730          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 731          * the segment.
 732          */
 733         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 734                 flags &= ~TH_FIN;
 735
 736                 if (tso) {
 737                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 738                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 739
 740                         /*
 741                          * Limit a burst to IP_MAXPACKET minus IP,
 742                          * TCP and options length to keep ip->ip_len
 743                          * from overflowing.
 744                          */
 745                         if (len > IP_MAXPACKET - hdrlen) {
 746                                 len = IP_MAXPACKET - hdrlen;
 747                                 sendalot = 1;
 748                         }
 749
 750                         /*
 751                          * Prevent the last segment from being
 752                          * fractional unless the send sockbuf can
 753                          * be emptied.
 754                          */
 755                         if (sendalot && off + len < so->so_snd.sb_cc) {
 756                                 len -= len % (tp->t_maxopd - optlen);
 757                                 sendalot = 1;
 758                         }
 759
 760                         /*
 761                          * Send the FIN in a separate segment
 762                          * after the bulk sending is done.
 763                          * We don't trust the TSO implementations
 764                          * to clear the FIN flag on all but the
 765                          * last segment.
 766                          */
 767                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 768                                 sendalot = 1;
 769
 770                 } else {
 771                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 772                         sendalot = 1;
 773                 }
 774         } else
 775                 tso = 0;
 776
 777         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
 778             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
 779
 780 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 781 #ifdef INET6
 782         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 783 #else
 784         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 785 #endif
 786                 panic("tcphdr too big");
 787 /*#endif*/
 788
 789         /*
 790          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
 791          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
 792          */
 793         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 794
 795         /*
 796          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 797          * be transmitted, and initialize the header from
 798          * the template for sends on this connection.
 799          */
 800         if (len) {
 801                 struct mbuf *mb;
 802                 u_int moff;
 803
 804                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
 805                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
 806                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
 807                         tp->t_sndrexmitpack++;
 808                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
 809                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
 810                 } else {
 811                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
 812                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
 813                 }
 814                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 815                 if (m == NULL) {
 816                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 817                         error = ENOBUFS;
 818                         goto out;
 819                 }
 820 #ifdef INET6
 821                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 822                         MCLGET(m, M_DONTWAIT);
 823                         if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
 824                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 825                                 m_freem(m);
 826                                 error = ENOBUFS;
 827                                 goto out;
 828                         }
 829                 }
 830 #endif
 831                 m->m_data += max_linkhdr;
 832                 m->m_len = hdrlen;
 833
 834                 /*
 835                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
 836                  * to the offset in the socket buffer chain.
 837                  */
 838                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
 839
 840                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 841                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
 842                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 843                         m->m_len += len;
 844                 } else {
 845                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
 846                         if (m->m_next == NULL) {
 847                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 848                                 (void) m_free(m);
 849                                 error = ENOBUFS;
 850                                 goto out;
 851                         }
 852                 }
 853
 854                 /*
 855                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 856                  * (This will keep happy those implementations which only
 857                  * give data to the user when a buffer fills or
 858                  * a PUSH comes in.)
 859                  */
 860                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 861                         flags |= TH_PUSH;
 862                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 863         } else {
 864                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 865                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 866                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
 867                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 868                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
 869                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 870                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
 871                 else
 872                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
 873
 874                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 875                 if (m == NULL) {
 876                         error = ENOBUFS;
 877                         goto out;
 878                 }
 879 #ifdef INET6
 880                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
 881                     MHLEN >= hdrlen) {
 882                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 883                 } else
 884 #endif
 885                 m->m_data += max_linkhdr;
 886                 m->m_len = hdrlen;
 887         }
 888         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 889         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 890 #ifdef MAC
 891         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
 892 #endif
 893 #ifdef INET6
 894         if (isipv6) {
 895                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 896                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 897                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
 898         } else
 899 #endif /* INET6 */
 900         {
 901                 ip = mtod(m, struct ip *);
 902                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 903                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 904                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
 905         }
 906
 907         /*
 908          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 909          * window for use in delaying messages about window sizes.
 910          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 911          */
 912         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 913             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 914                 tp->snd_nxt--;
 915         /*
 916          * If we are starting a connection, send ECN setup
 917          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
 918          * resend those bits a number of times as per
 919          * RFC 3168.
 920          */
 921         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
 922                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
 923                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
 924                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 925                 } else
 926                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 927         }
 928
 929         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
 930             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
 931                 /*
 932                  * If the peer has ECN, mark data packets with
 933                  * ECN capable transmission (ECT).
 934                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
 935                  */
 936                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
 937                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
 938 #ifdef INET6
 939                         if (isipv6)
 940                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
 941                         else
 942 #endif
 943                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
 944                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
 945                 }
 946
 947                 /*
 948                  * Reply with proper ECN notifications.
 949                  */
 950                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
 951                         flags |= TH_CWR;
 952                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
 953                 }
 954                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
 955                         flags |= TH_ECE;
 956         }
 957
 958         /*
 959          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 960          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 961          * packets, we do not want the sequence number of the
 962          * retransmitted packet, we want the sequence number
 963          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 964          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 965          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 966          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 967          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 968          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 969          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 970          */
 971         if (sack_rxmit == 0) {
 972                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
 973                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 974                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 975                 else
 976                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 977         } else {
 978                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
 979                 p->rxmit += len;
 980                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
 981         }
 982         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 983         if (optlen) {
 984                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 985                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 986         }
 987         th->th_flags = flags;
 988         /*
 989          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 990          * but avoid silly window syndrome.
 991          */
 992         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 993             recwin < (long)tp->t_maxseg)
 994                 recwin = 0;
 995         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
 996             recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 997                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 998         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 999                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1000
1001         /*
1002          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1003          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1004          * case is handled in syncache.
1005          */
1006         if (flags & TH_SYN)
1007                 th->th_win = htons((u_short)
1008                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1009         else
1010                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1011
1012         /*
1013          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1014          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1015          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1016          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1017          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1018          * the connection.
1019          */
1020         if (th->th_win == 0) {
1021                 tp->t_sndzerowin++;
1022                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1023         } else
1024                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1025         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1026                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1027                 th->th_flags |= TH_URG;
1028         } else
1029                 /*
1030                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1031                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1032                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1033                  * number wraparound.
1034                  */
1035                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1036
1037 #ifdef TCP_SIGNATURE
1038         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1039                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1040                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1041                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1042         }
1043 #endif
1044
1045         /*
1046          * Put TCP length in extended header, and then
1047          * checksum extended header and data.
1048          */
1049         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1050 #ifdef INET6
1051         if (isipv6)
1052                 /*
1053                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1054                  * in ip6_output.
1055                  */
1056                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
1057                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1058         else
1059 #endif /* INET6 */
1060         {
1061                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1062                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1063                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1064                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1065
1066                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1067                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1068                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1069         }
1070
1071         /*
1072          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1073          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1074          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1075          */
1076         if (tso) {
1077                 KASSERT(len > tp->t_maxopd - optlen,
1078                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1079                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1080                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1081         }
1082
1083 #ifdef IPSEC
1084         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1085             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u - %u != %u",
1086             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1087 #else
1088         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1089             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u != %u",
1090             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1091 #endif
1092
1093         /*
1094          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1095          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1096          */
1097         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1098             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1099                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1100
1101                 /*
1102                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1103                  */
1104                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1105                         if (flags & TH_SYN)
1106                                 tp->snd_nxt++;
1107                         if (flags & TH_FIN) {
1108                                 tp->snd_nxt++;
1109                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1110                         }
1111                 }
1112                 if (sack_rxmit)
1113                         goto timer;
1114                 tp->snd_nxt += len;
1115                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1116                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1117                         /*
1118                          * Time this transmission if not a retransmission and
1119                          * not currently timing anything.
1120                          */
1121                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1122                                 tp->t_rtttime = ticks;
1123                                 tp->t_rtseq = startseq;
1124                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1125                         }
1126                 }
1127
1128                 /*
1129                  * Set retransmit timer if not currently set,
1130                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1131                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1132                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1133                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1134                  * of retransmit time.
1135                  */
1136 timer:
1137                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1138                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1139                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1140                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1141                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1142                                 tp->t_rxtshift = 0;
1143                         }
1144                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1145                 }
1146         } else {
1147                 /*
1148                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1149                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1150                  */
1151                 int xlen = len;
1152                 if (flags & TH_SYN)
1153                         ++xlen;
1154                 if (flags & TH_FIN) {
1155                         ++xlen;
1156                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1157                 }
1158                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1159                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1160         }
1161
1162         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1163         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1164
1165 #ifdef TCPDEBUG
1166         /*
1167          * Trace.
1168          */
1169         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1170                 u_short save = 0;
1171 #ifdef INET6
1172                 if (!isipv6)
1173 #endif
1174                 {
1175                         save = ipov->ih_len;
1176                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1177                 }
1178                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1179 #ifdef INET6
1180                 if (!isipv6)
1181 #endif
1182                 ipov->ih_len = save;
1183         }
1184 #endif /* TCPDEBUG */
1185
1186         /*
1187          * Fill in IP length and desired time to live and
1188          * send to IP level.  There should be a better way
1189          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1190          * the template, but need a way to checksum without them.
1191          */
1192         /*
1193          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1194          * because in6_cksum() need it.
1195          */
1196 #ifdef INET6
1197         if (isipv6) {
1198                 /*
1199                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1200                  * user might want to change the value via setsockopt.
1201                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1202                  * Neighbor Discovery.
1203                  */
1204                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1205
1206                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1207                 error = ip6_output(m,
1208                             tp->t_inpcb->in6p_outputopts, NULL,
1209                             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?
1210                             IP_ROUTETOIF : 0), NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1211         }
1212 #endif /* INET6 */
1213 #if defined(INET) && defined(INET6)
1214         else
1215 #endif
1216 #ifdef INET
1217     {
1218         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1219 #ifdef INET6
1220         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1221                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1222 #endif /* INET6 */
1223         /*
1224          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1225          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1226          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1227          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1228          *
1229          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1230          */
1231         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss)
1232                 ip->ip_off |= IP_DF;
1233
1234         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, NULL,
1235             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1236             tp->t_inpcb);
1237     }
1238 #endif /* INET */
1239         if (error) {
1240
1241                 /*
1242                  * We know that the packet was lost, so back out the
1243                  * sequence number advance, if any.
1244                  *
1245                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1246                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1247                  * connection but the blocking may have been spurious
1248                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1249                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1250                  * timeouts do their work over time.
1251                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1252                  * away would be the really correct behavior instead.
1253                  */
1254                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1255                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1256                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1257                     (error != EPERM)) {
1258                         if (sack_rxmit) {
1259                                 p->rxmit -= len;
1260                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1261                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1262                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1263                         } else
1264                                 tp->snd_nxt -= len;
1265                 }
1266 out:
1267                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1268                 switch (error) {
1269                 case EPERM:
1270                         tp->t_softerror = error;
1271                         return (error);
1272                 case ENOBUFS:
1273                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1274                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1275                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1276                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1277                         return (0);
1278                 case EMSGSIZE:
1279                         /*
1280                          * For some reason the interface we used initially
1281                          * to send segments changed to another or lowered
1282                          * its MTU.
1283                          *
1284                          * tcp_mtudisc() will find out the new MTU and as
1285                          * its last action, initiate retransmission, so it
1286                          * is important to not do so here.
1287                          *
1288                          * If TSO was active we either got an interface
1289                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1290                          * Disable it for this connection as too and
1291                          * immediatly retry with MSS sized segments generated
1292                          * by this function.
1293                          */
1294                         if (tso)
1295                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1296                         tcp_mtudisc(tp->t_inpcb, 0);
1297                         return (0);
1298                 case EHOSTDOWN:
1299                 case EHOSTUNREACH:
1300                 case ENETDOWN:
1301                 case ENETUNREACH:
1302                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1303                                 tp->t_softerror = error;
1304                                 return (0);
1305                         }
1306                         /* FALLTHROUGH */
1307                 default:
1308                         return (error);
1309                 }
1310         }
1311         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1312
1313         /*
1314          * Data sent (as far as we can tell).
1315          * If this advertises a larger window than any other segment,
1316          * then remember the size of the advertised window.
1317          * Any pending ACK has now been sent.
1318          */
1319         if (recwin >= 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1320                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1321         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1322         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1323         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1324                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1325 #if 0
1326         /*
1327          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1328          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1329          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1330          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1331          */
1332         if (sendalot && --maxburst)
1333                 goto again;
1334 #endif
1335         if (sendalot)
1336                 goto again;
1337         return (0);
1338 }
1339
1340 void
1341 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1342 {
1343         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1344         int tt;
1345
1346         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1347         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1348                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1349         /*
1350          * Start/restart persistance timer.
1351          */
1352         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1353                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1354         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1355         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1356                 tp->t_rxtshift++;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1361  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1362  *
1363  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1364  * alignment for the scarce option space.
1365  *
1366  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1367  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1368  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1369  *
1370  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1371  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1372  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1373  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1374  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1375  */
1376 int
1377 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1378 {
1379         u_int mask, optlen = 0;
1380
1381         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1382                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1383                         continue;
1384                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1385                         break;
1386                 switch (to->to_flags & mask) {
1387                 case TOF_MSS:
1388                         while (optlen % 4) {
1389                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1390                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1391                         }
1392                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1393                                 continue;
1394                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1395                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1396                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1397                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1398                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1399                         optp += sizeof(to->to_mss);
1400                         break;
1401                 case TOF_SCALE:
1402                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1403                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1404                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1405                         }
1406                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1407                                 continue;
1408                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1409                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1410                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1411                         *optp++ = to->to_wscale;
1412                         break;
1413                 case TOF_SACKPERM:
1414                         while (optlen % 2) {
1415                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1416                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1417                         }
1418                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1419                                 continue;
1420                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1421                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1422                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1423                         break;
1424                 case TOF_TS:
1425                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1426                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1427                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1428                         }
1429                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1430                                 continue;
1431                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1432                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1433                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1434                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1435                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1436                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1437                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1438                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1439                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1440                         break;
1441                 case TOF_SIGNATURE:
1442                         {
1443                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1444
1445                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1446                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1447                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1448                         }
1449                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1450                                 continue;
1451                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1452                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1453                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1454                         to->to_signature = optp;
1455                         while (siglen--)
1456                                  *optp++ = 0;
1457                         break;
1458                         }
1459                 case TOF_SACK:
1460                         {
1461                         int sackblks = 0;
1462                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1463                         tcp_seq sack_seq;
1464
1465                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1466                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1467                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1468                         }
1469                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1470                                 continue;
1471                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1472                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1473                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1474                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1475                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1476                         while (sackblks--) {
1477                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1478                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1479                                 optp += sizeof(sack_seq);
1480                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1481                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1482                                 optp += sizeof(sack_seq);
1483                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1484                                 sack++;
1485                         }
1486                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1487                         break;
1488                         }
1489                 default:
1490                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1491                         break;
1492                 }
1493         }
1494
1495         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1496         if (optlen % 4) {
1497                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1498                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1499         }
1500         /*
1501          * According to RFC 793 (STD0007):
1502          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1503          *    must be header padding (i.e., zero)."
1504          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1505          */
1506         while (optlen % 4) {
1507                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1508                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1509         }
1510
1511         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1512         return (optlen);
1513 }