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/sdt.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/socketvar.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53
  54 #include <net/if.h>
  55 #include <net/route.h>
  56 #include <net/vnet.h>
  57
  58 #include <netinet/in.h>
  59 #include <netinet/in_kdtrace.h>
  60 #include <netinet/in_systm.h>
  61 #include <netinet/ip.h>
  62 #include <netinet/in_pcb.h>
  63 #include <netinet/ip_var.h>
  64 #include <netinet/ip_options.h>
  65 #ifdef INET6
  66 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  67 #include <netinet/ip6.h>
  68 #include <netinet6/ip6_var.h>
  69 #endif
  70 #ifdef TCP_RFC7413
  71 #include <netinet/tcp_fastopen.h>
  72 #endif
  73 #include <netinet/tcp.h>
  74 #define TCPOUTFLAGS
  75 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  76 #include <netinet/tcp_seq.h>
  77 #include <netinet/tcp_timer.h>
  78 #include <netinet/tcp_var.h>
  79 #include <netinet/tcpip.h>
  80 #include <netinet/cc/cc.h>
  81 #ifdef TCPPCAP
  82 #include <netinet/tcp_pcap.h>
  83 #endif
  84 #ifdef TCPDEBUG
  85 #include <netinet/tcp_debug.h>
  86 #endif
  87 #ifdef TCP_OFFLOAD
  88 #include <netinet/tcp_offload.h>
  89 #endif
  90
  91 #include <netipsec/ipsec_support.h>
  92
  93 #include <machine/in_cksum.h>
  94
  95 #include <security/mac/mac_framework.h>
  96
  97 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
  98 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
  99         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
 100         "Enable Path MTU Discovery");
 101
 102 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 103 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 104 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 105         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 106         "Enable TCP Segmentation Offload");
 107
 108 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
 109 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 110 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 111         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 112
 113 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 114 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 115 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 116         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 117         "Enable automatic send buffer sizing");
 118
 119 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 120 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 121 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 122         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 123         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 124
 125 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 126 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 127 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 128         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 129         "Max size of automatic send buffer");
 130
 131 /*
 132  * Make sure that either retransmit or persist timer is set for SYN, FIN and
 133  * non-ACK.
 134  */
 135 #define TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, th_flags)                        \
 136         KASSERT(((len) == 0 && ((th_flags) & (TH_SYN | TH_FIN)) == 0) ||\
 137             tcp_timer_active((tp), TT_REXMT) ||                         \
 138             tcp_timer_active((tp), TT_PERSIST),                         \
 139             ("neither rexmt nor persist timer is set"))
 140
 141 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 142                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 143                             long len, int tso);
 144 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 145
 146 /*
 147  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
 148  */
 149 static void inline
 150 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 151     struct tcpopt *to, long len, int tso)
 152 {
 153         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 154
 155         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 156                 hhook_data.tp = tp;
 157                 hhook_data.th = th;
 158                 hhook_data.to = to;
 159                 hhook_data.len = len;
 160                 hhook_data.tso = tso;
 161
 162                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 163                     tp->osd);
 164         }
 165 }
 166
 167 /*
 168  * CC wrapper hook functions
 169  */
 170 static void inline
 171 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 172 {
 173         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 174
 175         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 176                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 181  */
 182 int
 183 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 184 {
 185         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 186         long len, recwin, sendwin;
 187         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 188         struct mbuf *m;
 189         struct ip *ip = NULL;
 190         struct ipovly *ipov = NULL;
 191         struct tcphdr *th;
 192         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 193         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 194 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 195         unsigned ipsec_optlen = 0;
 196 #endif
 197         int idle, sendalot;
 198         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 199         struct sackhole *p;
 200         int tso, mtu;
 201         struct tcpopt to;
 202 #if 0
 203         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 204 #endif
 205 #ifdef INET6
 206         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 207         int isipv6;
 208
 209         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 210 #endif
 211
 212         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 213
 214 #ifdef TCP_OFFLOAD
 215         if (tp->t_flags & TF_TOE)
 216                 return (tcp_offload_output(tp));
 217 #endif
 218
 219 #ifdef TCP_RFC7413
 220         /*
 221          * For TFO connections in SYN_RECEIVED, only allow the initial
 222          * SYN|ACK and those sent by the retransmit timer.
 223          */
 224         if ((tp->t_flags & TF_FASTOPEN) &&
 225             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 226             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&    /* initial SYN|ACK sent */
 227             (tp->snd_nxt != tp->snd_una))          /* not a retransmit */
 228                 return (0);
 229 #endif
 230         /*
 231          * Determine length of data that should be transmitted,
 232          * and flags that will be used.
 233          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 234          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 235          */
 236         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 237         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 238                 cc_after_idle(tp);
 239         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 240         if (idle) {
 241                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 242                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 243                         idle = 0;
 244                 }
 245         }
 246 again:
 247         /*
 248          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 249          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 250          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 251          */
 252         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 253             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 254                 tcp_sack_adjust(tp);
 255         sendalot = 0;
 256         tso = 0;
 257         mtu = 0;
 258         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 259         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 260
 261         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 262         /*
 263          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 264          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 265          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 266          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 267          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 268          */
 269         /*
 270          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 271          */
 272         sack_rxmit = 0;
 273         sack_bytes_rxmt = 0;
 274         len = 0;
 275         p = NULL;
 276         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 277             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 278                 long cwin;
 279
 280                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
 281                 if (cwin < 0)
 282                         cwin = 0;
 283                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 284                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 285                         /*
 286                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 287                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 288                          * for this hole.
 289                          */
 290                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 291                                 /*
 292                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 293                                  * That data will be rexmitted in the next
 294                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 295                                  * moves past p->rxmit.
 296                                  */
 297                                 p = NULL;
 298                                 goto after_sack_rexmit;
 299                         } else
 300                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 301                                 len = ((long)ulmin(cwin,
 302                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 303                 } else
 304                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 305                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 306                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 307                     __func__, off));
 308                 if (len > 0) {
 309                         sack_rxmit = 1;
 310                         sendalot = 1;
 311                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 312                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 313                             min(len, tp->t_maxseg));
 314                 }
 315         }
 316 after_sack_rexmit:
 317         /*
 318          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 319          * state flags.
 320          */
 321         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 322                 flags |= TH_FIN;
 323         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 324                 flags |= TH_SYN;
 325
 326         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 327         /*
 328          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 329          * Otherwise, if window is small but nonzero
 330          * and timer expired, we will send what we can
 331          * and go to transmit state.
 332          */
 333         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 334                 if (sendwin == 0) {
 335                         /*
 336                          * If we still have some data to send, then
 337                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 338                          * happen below when it realizes that we
 339                          * aren't sending all the data.  However,
 340                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 341                          * then it won't clear the FIN bit below,
 342                          * and if we are in persist state, we wind
 343                          * up sending the packet without recording
 344                          * that we sent the FIN bit.
 345                          *
 346                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 347                          * because if we don't have any more data
 348                          * to send then the probe will be the FIN
 349                          * itself.
 350                          */
 351                         if (off < sbused(&so->so_snd))
 352                                 flags &= ~TH_FIN;
 353                         sendwin = 1;
 354                 } else {
 355                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 356                         tp->t_rxtshift = 0;
 357                 }
 358         }
 359
 360         /*
 361          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 362          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 363          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 364          * its congestion window while receiving additional duplicate
 365          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 366          * to snd_max after the fast-retransmit.
 367          *
 368          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 369          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 370          * wind up 0.
 371          *
 372          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 373          * in which case len is already set.
 374          */
 375         if (sack_rxmit == 0) {
 376                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 377                         len = ((long)ulmin(sbavail(&so->so_snd), sendwin) -
 378                             off);
 379                 else {
 380                         long cwin;
 381
 382                         /*
 383                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 384                          * sending new data, having retransmitted all the
 385                          * data possible in the scoreboard.
 386                          */
 387                         len = ((long)ulmin(sbavail(&so->so_snd), tp->snd_wnd) -
 388                             off);
 389                         /*
 390                          * Don't remove this (len > 0) check !
 391                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 392                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 393                          * optimization issue - to force gcc to compute
 394                          * len above. Without this check, the computation
 395                          * of len is bungled by the optimizer.
 396                          */
 397                         if (len > 0) {
 398                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 399                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 400                                         sack_bytes_rxmt;
 401                                 if (cwin < 0)
 402                                         cwin = 0;
 403                                 len = lmin(len, cwin);
 404                         }
 405                 }
 406         }
 407
 408         /*
 409          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 410          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 411          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 412          */
 413         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 414                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 415                         flags &= ~TH_SYN;
 416 #ifdef TCP_RFC7413
 417                 /*
 418                  * When sending additional segments following a TFO SYN|ACK,
 419                  * do not include the SYN bit.
 420                  */
 421                 if ((tp->t_flags & TF_FASTOPEN) &&
 422                     (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED))
 423                         flags &= ~TH_SYN;
 424 #endif
 425                 off--, len++;
 426         }
 427
 428         /*
 429          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 430          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 431          * with not fully conformant TCP implementations.
 432          */
 433         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 434                 len = 0;
 435                 flags &= ~TH_FIN;
 436         }
 437
 438 #ifdef TCP_RFC7413
 439         /*
 440          * When retransmitting SYN|ACK on a passively-created TFO socket,
 441          * don't include data, as the presence of data may have caused the
 442          * original SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 443          */
 444         if ((tp->t_flags & TF_FASTOPEN) &&
 445             (((tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) && (tp->t_rxtshift > 0)) ||
 446              (flags & TH_RST)))
 447                 len = 0;
 448 #endif
 449         if (len <= 0) {
 450                 /*
 451                  * If FIN has been sent but not acked,
 452                  * but we haven't been called to retransmit,
 453                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 454                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 455                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 456                  * to (closed) window, and set the persist timer
 457                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 458                  * close completely, just wait for an ACK.
 459                  *
 460                  * We also do a general check here to ensure that
 461                  * we will set the persist timer when we have data
 462                  * to send, but a 0-byte window. This makes sure
 463                  * the persist timer is set even if the packet
 464                  * hits one of the "goto send" lines below.
 465                  */
 466                 len = 0;
 467                 if ((sendwin == 0) && (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state)) &&
 468                         (off < (int) sbavail(&so->so_snd))) {
 469                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 470                         tp->t_rxtshift = 0;
 471                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 472                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 473                                 tcp_setpersist(tp);
 474                 }
 475         }
 476
 477         /* len will be >= 0 after this point. */
 478         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 479
 480         /*
 481          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 482          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 483          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 484          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 485          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 486          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 487          * especially with many connections on busy servers.
 488          *
 489          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 490          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 491          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 492          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 493          *     have data to make use of it);
 494          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 495          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 496          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 497          *
 498          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 499          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 500          * maximum.
 501          *
 502          * It scales directly with slow start or congestion window
 503          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 504          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 505          * what is strictly necessary to make full use of a given
 506          * delay*bandwidth product.  However testing has shown this not
 507          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 508          * of available bandwidth (the non-use of it) for wasting some
 509          * socket buffer memory.
 510          *
 511          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 512          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 513          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 514          *
 515          * XXXGL: should there be used sbused() or sbavail()?
 516          */
 517         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 518                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 519                     sbused(&so->so_snd) >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 520                     sbused(&so->so_snd) < V_tcp_autosndbuf_max &&
 521                     sendwin >= (sbused(&so->so_snd) -
 522                     (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 523                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 524                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 525                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 526                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 527                 }
 528         }
 529
 530         /*
 531          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 532          * hardware).
 533          *
 534          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 535          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 536          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 537          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 538          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 539          * segment or packet.
 540          *
 541          * IPv4 handling has a clear separation of ip options and ip header
 542          * flags while IPv6 combines both in in6p_outputopts. ip6_optlen() does
 543          * the right thing below to provide length of just ip options and thus
 544          * checking for ipoptlen is enough to decide if ip options are present.
 545          */
 546 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 547         /*
 548          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 549          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 550          */
 551 #ifdef INET6
 552         if (isipv6 && IPSEC_ENABLED(ipv6))
 553                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv6, tp->t_inpcb);
 554 #ifdef INET
 555         else
 556 #endif
 557 #endif /* INET6 */
 558 #ifdef INET
 559         if (IPSEC_ENABLED(ipv4))
 560                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv4, tp->t_inpcb);
 561 #endif /* INET */
 562 #endif /* IPSEC */
 563 #ifdef INET6
 564         if (isipv6)
 565                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 566         else
 567 #endif
 568         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 569                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 570                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 571         else
 572                 ipoptlen = 0;
 573 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 574         ipoptlen += ipsec_optlen;
 575 #endif
 576
 577         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 578             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 579             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 580             ipoptlen == 0)
 581                 tso = 1;
 582
 583         if (sack_rxmit) {
 584                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + sbused(&so->so_snd)))
 585                         flags &= ~TH_FIN;
 586         } else {
 587                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una +
 588                     sbused(&so->so_snd)))
 589                         flags &= ~TH_FIN;
 590         }
 591
 592         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
 593
 594         /*
 595          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 596          * conditions when len is non-zero:
 597          *
 598          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 599          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 600          *        either idle or running NODELAY
 601          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 602          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 603          *        data (receiver may be limited the window size)
 604          *      - we need to retransmit
 605          */
 606         if (len) {
 607                 if (len >= tp->t_maxseg)
 608                         goto send;
 609                 /*
 610                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 611                  * end may occur synchronously with the output and cause
 612                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 613                  *
 614                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 615                  */
 616                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 617                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 618                     len + off >= sbavail(&so->so_snd) &&
 619                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 620                         goto send;
 621                 }
 622                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 623                         goto send;
 624                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 625                         goto send;
 626                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 627                         goto send;
 628                 if (sack_rxmit)
 629                         goto send;
 630         }
 631
 632         /*
 633          * Sending of standalone window updates.
 634          *
 635          * Window updates are important when we close our window due to a
 636          * full socket buffer and are opening it again after the application
 637          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
 638          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
 639          * provides the most current window information.
 640          *
 641          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
 642          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
 643          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
 644          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
 645          * and the application is doing small reads.
 646          *
 647          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
 648          * an update when we can increase the advertized window by more
 649          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
 650          * getting full or is very small be more aggressive and send an
 651          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
 652          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
 653          * carry further window increases.
 654          *
 655          * Don't send an independent window update if a delayed
 656          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
 657          * remote side already has done a half-close and won't send
 658          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
 659          * half-open state.
 660          */
 661         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 662             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
 663             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 664                 /*
 665                  * "adv" is the amount we could increase the window,
 666                  * taking into account that we are limited by
 667                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 668                  */
 669                 long adv;
 670                 int oldwin;
 671
 672                 adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 673                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 674                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 675                         adv -= oldwin;
 676                 } else
 677                         oldwin = 0;
 678
 679                 /*
 680                  * If the new window size ends up being the same as or less
 681                  * than the old size when it is scaled, then don't force
 682                  * a window update.
 683                  */
 684                 if (oldwin >> tp->rcv_scale >= (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 685                         goto dontupdate;
 686
 687                 if (adv >= (long)(2 * tp->t_maxseg) &&
 688                     (adv >= (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
 689                      recwin <= (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
 690                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg))
 691                         goto send;
 692                 if (2 * adv >= (int32_t)so->so_rcv.sb_hiwat)
 693                         goto send;
 694         }
 695 dontupdate:
 696
 697         /*
 698          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 699          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 700          */
 701         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 702                 goto send;
 703         if ((flags & TH_RST) ||
 704             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 705                 goto send;
 706         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 707                 goto send;
 708         /*
 709          * If our state indicates that FIN should be sent
 710          * and we have not yet done so, then we need to send.
 711          */
 712         if (flags & TH_FIN &&
 713             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 714                 goto send;
 715         /*
 716          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 717          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 718          * that the retransmission timer is set.
 719          */
 720         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 721             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 722             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 723             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 724                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 725                 goto just_return;
 726         }
 727         /*
 728          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 729          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 730          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 731          *      idle                    not doing retransmits or persists
 732          *      persisting              to move a small or zero window
 733          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 734          *
 735          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 736          *      is true when we are in persist state.
 737          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 738          *      is set when we are called to send a persist packet.
 739          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 740          *      is set when we are retransmitting
 741          * The output side is idle when both timers are zero.
 742          *
 743          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 744          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 745          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 746          * if window is nonzero, transmit what we can,
 747          * otherwise force out a byte.
 748          */
 749         if (sbavail(&so->so_snd) && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 750             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 751                 tp->t_rxtshift = 0;
 752                 tcp_setpersist(tp);
 753         }
 754
 755         /*
 756          * No reason to send a segment, just return.
 757          */
 758 just_return:
 759         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 760         return (0);
 761
 762 send:
 763         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 764         if (len > 0) {
 765                 if (len >= tp->t_maxseg)
 766                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 767                 else
 768                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 769         }
 770         /*
 771          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 772          * unless TCP set not to do any options.
 773          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 774          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 775          * link header, i.e.
 776          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 777          */
 778         optlen = 0;
 779 #ifdef INET6
 780         if (isipv6)
 781                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 782         else
 783 #endif
 784                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 785
 786         /*
 787          * Compute options for segment.
 788          * We only have to care about SYN and established connection
 789          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 790          * syncache.
 791          */
 792         to.to_flags = 0;
 793         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 794                 /* Maximum segment size. */
 795                 if (flags & TH_SYN) {
 796                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 797                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 798                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 799 #ifdef TCP_RFC7413
 800                         /*
 801                          * Only include the TFO option on the first
 802                          * transmission of the SYN|ACK on a
 803                          * passively-created TFO socket, as the presence of
 804                          * the TFO option may have caused the original
 805                          * SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 806                          */
 807                         if ((tp->t_flags & TF_FASTOPEN) &&
 808                             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 809                             (tp->t_rxtshift == 0)) {
 810                                 to.to_tfo_len = TCP_FASTOPEN_COOKIE_LEN;
 811                                 to.to_tfo_cookie = (u_char *)&tp->t_tfo_cookie;
 812                                 to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
 813                         }
 814 #endif
 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                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
 825                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 826                         to.to_flags |= TOF_TS;
 827                 }
 828
 829                 /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 830                 if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 831                     (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 832                         tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 833
 834                 /* Selective ACK's. */
 835                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 836                         if (flags & TH_SYN)
 837                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 838                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 839                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 840                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 841                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 842                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 843                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 844                         }
 845                 }
 846 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
 847                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 848                 /*
 849                  * Check that TCP_MD5SIG is enabled in tcpcb to
 850                  * account the size needed to set this TCP option.
 851                  */
 852                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 853                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 854 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 855
 856                 /* Processing the options. */
 857                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 858         }
 859
 860         /*
 861          * Adjust data length if insertion of options will
 862          * bump the packet length beyond the t_maxseg length.
 863          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 864          * the segment.
 865          */
 866         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxseg) {
 867                 flags &= ~TH_FIN;
 868
 869                 if (tso) {
 870                         u_int if_hw_tsomax;
 871                         u_int if_hw_tsomaxsegcount;
 872                         u_int if_hw_tsomaxsegsize;
 873                         struct mbuf *mb;
 874                         u_int moff;
 875                         int max_len;
 876
 877                         /* extract TSO information */
 878                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
 879                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
 880                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
 881
 882                         /*
 883                          * Limit a TSO burst to prevent it from
 884                          * overflowing or exceeding the maximum length
 885                          * allowed by the network interface:
 886                          */
 887                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 888                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 889
 890                         /*
 891                          * Check if we should limit by maximum payload
 892                          * length:
 893                          */
 894                         if (if_hw_tsomax != 0) {
 895                                 /* compute maximum TSO length */
 896                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen -
 897                                     max_linkhdr);
 898                                 if (max_len <= 0) {
 899                                         len = 0;
 900                                 } else if (len > max_len) {
 901                                         sendalot = 1;
 902                                         len = max_len;
 903                                 }
 904                         }
 905
 906                         /*
 907                          * Check if we should limit by maximum segment
 908                          * size and count:
 909                          */
 910                         if (if_hw_tsomaxsegcount != 0 &&
 911                             if_hw_tsomaxsegsize != 0) {
 912                                 /*
 913                                  * Subtract one segment for the LINK
 914                                  * and TCP/IP headers mbuf that will
 915                                  * be prepended to this mbuf chain
 916                                  * after the code in this section
 917                                  * limits the number of mbufs in the
 918                                  * chain to if_hw_tsomaxsegcount.
 919                                  */
 920                                 if_hw_tsomaxsegcount -= 1;
 921                                 max_len = 0;
 922                                 mb = sbsndmbuf(&so->so_snd, off, &moff);
 923
 924                                 while (mb != NULL && max_len < len) {
 925                                         u_int mlen;
 926                                         u_int frags;
 927
 928                                         /*
 929                                          * Get length of mbuf fragment
 930                                          * and how many hardware frags,
 931                                          * rounded up, it would use:
 932                                          */
 933                                         mlen = (mb->m_len - moff);
 934                                         frags = howmany(mlen,
 935                                             if_hw_tsomaxsegsize);
 936
 937                                         /* Handle special case: Zero Length Mbuf */
 938                                         if (frags == 0)
 939                                                 frags = 1;
 940
 941                                         /*
 942                                          * Check if the fragment limit
 943                                          * will be reached or exceeded:
 944                                          */
 945                                         if (frags >= if_hw_tsomaxsegcount) {
 946                                                 max_len += min(mlen,
 947                                                     if_hw_tsomaxsegcount *
 948                                                     if_hw_tsomaxsegsize);
 949                                                 break;
 950                                         }
 951                                         max_len += mlen;
 952                                         if_hw_tsomaxsegcount -= frags;
 953                                         moff = 0;
 954                                         mb = mb->m_next;
 955                                 }
 956                                 if (max_len <= 0) {
 957                                         len = 0;
 958                                 } else if (len > max_len) {
 959                                         sendalot = 1;
 960                                         len = max_len;
 961                                 }
 962                         }
 963
 964                         /*
 965                          * Prevent the last segment from being
 966                          * fractional unless the send sockbuf can be
 967                          * emptied:
 968                          */
 969                         max_len = (tp->t_maxseg - optlen);
 970                         if ((off + len) < sbavail(&so->so_snd)) {
 971                                 moff = len % max_len;
 972                                 if (moff != 0) {
 973                                         len -= moff;
 974                                         sendalot = 1;
 975                                 }
 976                         }
 977
 978                         /*
 979                          * In case there are too many small fragments
 980                          * don't use TSO:
 981                          */
 982                         if (len <= max_len) {
 983                                 len = max_len;
 984                                 sendalot = 1;
 985                                 tso = 0;
 986                         }
 987
 988                         /*
 989                          * Send the FIN in a separate segment
 990                          * after the bulk sending is done.
 991                          * We don't trust the TSO implementations
 992                          * to clear the FIN flag on all but the
 993                          * last segment.
 994                          */
 995                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 996                                 sendalot = 1;
 997
 998                 } else {
 999                         len = tp->t_maxseg - optlen - ipoptlen;
1000                         sendalot = 1;
1001                 }
1002         } else
1003                 tso = 0;
1004
1005         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
1006             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
1007
1008 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
1009 #ifdef INET6
1010         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
1011 #else
1012         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
1013 #endif
1014                 panic("tcphdr too big");
1015 /*#endif*/
1016
1017         /*
1018          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
1019          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
1020          */
1021         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
1022
1023         /*
1024          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
1025          * be transmitted, and initialize the header from
1026          * the template for sends on this connection.
1027          */
1028         if (len) {
1029                 struct mbuf *mb;
1030                 u_int moff;
1031
1032                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
1033                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
1034                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
1035                         tp->t_sndrexmitpack++;
1036                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
1037                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
1038                 } else {
1039                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
1040                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
1041                 }
1042 #ifdef INET6
1043                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
1044                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
1045                 else
1046 #endif
1047                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1048
1049                 if (m == NULL) {
1050                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1051                         error = ENOBUFS;
1052                         sack_rxmit = 0;
1053                         goto out;
1054                 }
1055
1056                 m->m_data += max_linkhdr;
1057                 m->m_len = hdrlen;
1058
1059                 /*
1060                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
1061                  * to the offset in the socket buffer chain.
1062                  */
1063                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
1064
1065                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
1066                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
1067                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
1068                         m->m_len += len;
1069                 } else {
1070                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
1071                         if (m->m_next == NULL) {
1072                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1073                                 (void) m_free(m);
1074                                 error = ENOBUFS;
1075                                 sack_rxmit = 0;
1076                                 goto out;
1077                         }
1078                 }
1079
1080                 /*
1081                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
1082                  * (This will keep happy those implementations which only
1083                  * give data to the user when a buffer fills or
1084                  * a PUSH comes in.)
1085                  */
1086                 if ((off + len == sbused(&so->so_snd)) && !(flags & TH_SYN))
1087                         flags |= TH_PUSH;
1088                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1089         } else {
1090                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1091                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
1092                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1093                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
1094                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
1095                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1096                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1097                 else
1098                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1099
1100                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1101                 if (m == NULL) {
1102                         error = ENOBUFS;
1103                         sack_rxmit = 0;
1104                         goto out;
1105                 }
1106 #ifdef INET6
1107                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1108                     MHLEN >= hdrlen) {
1109                         M_ALIGN(m, hdrlen);
1110                 } else
1111 #endif
1112                 m->m_data += max_linkhdr;
1113                 m->m_len = hdrlen;
1114         }
1115         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1116         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1117 #ifdef MAC
1118         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1119 #endif
1120 #ifdef INET6
1121         if (isipv6) {
1122                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1123                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1124                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1125         } else
1126 #endif /* INET6 */
1127         {
1128                 ip = mtod(m, struct ip *);
1129                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1130                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1131                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1136          * window for use in delaying messages about window sizes.
1137          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1138          */
1139         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1140             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1141                 tp->snd_nxt--;
1142         /*
1143          * If we are starting a connection, send ECN setup
1144          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1145          * resend those bits a number of times as per
1146          * RFC 3168.
1147          */
1148         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn == 1) {
1149                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1150                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1151                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1152                 } else
1153                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1154         }
1155
1156         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1157             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
1158                 /*
1159                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1160                  * ECN capable transmission (ECT).
1161                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1162                  */
1163                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1164                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1165 #ifdef INET6
1166                         if (isipv6)
1167                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1168                         else
1169 #endif
1170                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1171                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1172                 }
1173
1174                 /*
1175                  * Reply with proper ECN notifications.
1176                  */
1177                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
1178                         flags |= TH_CWR;
1179                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
1180                 }
1181                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
1182                         flags |= TH_ECE;
1183         }
1184
1185         /*
1186          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1187          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1188          * packets, we do not want the sequence number of the
1189          * retransmitted packet, we want the sequence number
1190          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1191          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1192          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1193          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1194          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1195          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1196          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1197          */
1198         if (sack_rxmit == 0) {
1199                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1200                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1201                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1202                 else
1203                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1204         } else {
1205                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1206                 p->rxmit += len;
1207                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1208         }
1209         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1210         if (optlen) {
1211                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1212                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1213         }
1214         th->th_flags = flags;
1215         /*
1216          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1217          * but avoid silly window syndrome.
1218          */
1219         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1220             recwin < (long)tp->t_maxseg)
1221                 recwin = 0;
1222         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1223             recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1224                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1225         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1226                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1227
1228         /*
1229          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1230          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1231          * case is handled in syncache.
1232          */
1233         if (flags & TH_SYN)
1234                 th->th_win = htons((u_short)
1235                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1236         else
1237                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1238
1239         /*
1240          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1241          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1242          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1243          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1244          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1245          * the connection.
1246          */
1247         if (th->th_win == 0) {
1248                 tp->t_sndzerowin++;
1249                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1250         } else
1251                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1252         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1253                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1254                 th->th_flags |= TH_URG;
1255         } else
1256                 /*
1257                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1258                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1259                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1260                  * number wraparound.
1261                  */
1262                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1263
1264         /*
1265          * Put TCP length in extended header, and then
1266          * checksum extended header and data.
1267          */
1268         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1269         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1270
1271 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1272         if (to.to_flags & TOF_SIGNATURE) {
1273                 /*
1274                  * Calculate MD5 signature and put it into the place
1275                  * determined before.
1276                  * NOTE: since TCP options buffer doesn't point into
1277                  * mbuf's data, calculate offset and use it.
1278                  */
1279                 if (!TCPMD5_ENABLED() || (error = TCPMD5_OUTPUT(m, th,
1280                     (u_char *)(th + 1) + (to.to_signature - opt))) != 0) {
1281                         /*
1282                          * Do not send segment if the calculation of MD5
1283                          * digest has failed.
1284                          */
1285                         m_freem(m);
1286                         goto out;
1287                 }
1288         }
1289 #endif
1290 #ifdef INET6
1291         if (isipv6) {
1292                 /*
1293                  * There is no need to fill in ip6_plen right now.
1294                  * It will be filled later by ip6_output.
1295                  */
1296                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1297                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1298                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1299         }
1300 #endif
1301 #if defined(INET6) && defined(INET)
1302         else
1303 #endif
1304 #ifdef INET
1305         {
1306                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1307                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1308                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1309
1310                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1311                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1312                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1313         }
1314 #endif
1315
1316         /*
1317          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1318          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1319          */
1320         if (tso) {
1321                 KASSERT(len > tp->t_maxseg - optlen,
1322                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1323                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1324                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxseg - optlen;
1325         }
1326
1327 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
1328         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1329             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u - %u != %u",
1330             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1331 #else
1332         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1333             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u != %u",
1334             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1335 #endif
1336
1337         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1338         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
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         /*
1363          * Fill in IP length and desired time to live and
1364          * send to IP level.  There should be a better way
1365          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1366          * the template, but need a way to checksum without them.
1367          */
1368         /*
1369          * m->m_pkthdr.len should have been set before checksum calculation,
1370          * because in6_cksum() need it.
1371          */
1372 #ifdef INET6
1373         if (isipv6) {
1374                 /*
1375                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1376                  * user might want to change the value via setsockopt.
1377                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1378                  * Neighbor Discovery.
1379                  */
1380                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1381
1382                 /*
1383                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1384                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1385                  * the option header lengths as well.
1386                  */
1387                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1388
1389                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss)
1390                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1391                 else
1392                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1393
1394                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1395                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1396
1397                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1398
1399 #ifdef TCPPCAP
1400                 /* Save packet, if requested. */
1401                 tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1402 #endif
1403
1404                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1405                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts,
1406                     &tp->t_inpcb->inp_route6,
1407                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1408                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1409
1410                 if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt != NULL)
1411                         mtu = tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt->rt_mtu;
1412         }
1413 #endif /* INET6 */
1414 #if defined(INET) && defined(INET6)
1415         else
1416 #endif
1417 #ifdef INET
1418     {
1419         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1420 #ifdef INET6
1421         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1422                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1423 #endif /* INET6 */
1424         /*
1425          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1426          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1427          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1428          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1429          *
1430          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1431          */
1432         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss) {
1433                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1434                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1435         } else {
1436                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1437         }
1438
1439         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1440                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1441
1442         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1443
1444 #ifdef TCPPCAP
1445         /* Save packet, if requested. */
1446         tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1447 #endif
1448
1449         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &tp->t_inpcb->inp_route,
1450             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1451             tp->t_inpcb);
1452
1453         if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt != NULL)
1454                 mtu = tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt->rt_mtu;
1455     }
1456 #endif /* INET */
1457
1458 out:
1459         /*
1460          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1461          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1462          */
1463         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1464             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1465                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1466
1467                 /*
1468                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1469                  */
1470                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1471                         if (flags & TH_SYN)
1472                                 tp->snd_nxt++;
1473                         if (flags & TH_FIN) {
1474                                 tp->snd_nxt++;
1475                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1476                         }
1477                 }
1478                 if (sack_rxmit)
1479                         goto timer;
1480                 tp->snd_nxt += len;
1481                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1482                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1483                         /*
1484                          * Time this transmission if not a retransmission and
1485                          * not currently timing anything.
1486                          */
1487                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1488                                 tp->t_rtttime = ticks;
1489                                 tp->t_rtseq = startseq;
1490                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1491                         }
1492                 }
1493
1494                 /*
1495                  * Set retransmit timer if not currently set,
1496                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1497                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1498                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1499                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1500                  * of retransmit time.
1501                  */
1502 timer:
1503                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1504                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1505                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1506                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1507                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1508                                 tp->t_rxtshift = 0;
1509                         }
1510                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1511                 } else if (len == 0 && sbavail(&so->so_snd) &&
1512                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1513                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1514                         /*
1515                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1516                          * after a zero window condition. For example:
1517                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1518                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1519                          *    advertisement)
1520                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1521                          *
1522                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1523                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1524                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1525                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1526                          * not send zero window probes.
1527                          *
1528                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1529                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1530                          * persist timer is already set, then activate the
1531                          * persist timer.
1532                          */
1533                         tp->t_rxtshift = 0;
1534                         tcp_setpersist(tp);
1535                 }
1536         } else {
1537                 /*
1538                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1539                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1540                  */
1541                 int xlen = len;
1542                 if (flags & TH_SYN)
1543                         ++xlen;
1544                 if (flags & TH_FIN) {
1545                         ++xlen;
1546                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1547                 }
1548                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1549                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1550         }
1551
1552         if (error) {
1553
1554                 /*
1555                  * We know that the packet was lost, so back out the
1556                  * sequence number advance, if any.
1557                  *
1558                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1559                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1560                  * connection but the blocking may have been spurious
1561                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1562                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1563                  * timeouts do their work over time.
1564                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1565                  * away would be the really correct behavior instead.
1566                  */
1567                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1568                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1569                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1570                     (error != EPERM)) {
1571                         if (sack_rxmit) {
1572                                 p->rxmit -= len;
1573                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1574                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1575                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1576                         } else
1577                                 tp->snd_nxt -= len;
1578                 }
1579                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1580                 switch (error) {
1581                 case EACCES:
1582                 case EPERM:
1583                         tp->t_softerror = error;
1584                         return (error);
1585                 case ENOBUFS:
1586                         TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, flags);
1587                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1588                         return (0);
1589                 case EMSGSIZE:
1590                         /*
1591                          * For some reason the interface we used initially
1592                          * to send segments changed to another or lowered
1593                          * its MTU.
1594                          * If TSO was active we either got an interface
1595                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1596                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1597                          * it and try again.
1598                          */
1599                         if (tso)
1600                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1601                         if (mtu != 0) {
1602                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1603                                 goto again;
1604                         }
1605                         return (error);
1606                 case EHOSTDOWN:
1607                 case EHOSTUNREACH:
1608                 case ENETDOWN:
1609                 case ENETUNREACH:
1610                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1611                                 tp->t_softerror = error;
1612                                 return (0);
1613                         }
1614                         /* FALLTHROUGH */
1615                 default:
1616                         return (error);
1617                 }
1618         }
1619         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1620
1621         /*
1622          * Data sent (as far as we can tell).
1623          * If this advertises a larger window than any other segment,
1624          * then remember the size of the advertised window.
1625          * Any pending ACK has now been sent.
1626          */
1627         if (recwin >= 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1628                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1629         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1630         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1631         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1632                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1633 #if 0
1634         /*
1635          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1636          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1637          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1638          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1639          */
1640         if (sendalot && --maxburst)
1641                 goto again;
1642 #endif
1643         if (sendalot)
1644                 goto again;
1645         return (0);
1646 }
1647
1648 void
1649 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1650 {
1651         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1652         int tt;
1653
1654         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1655         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1656                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1657         /*
1658          * Start/restart persistence timer.
1659          */
1660         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1661                       tcp_persmin, tcp_persmax);
1662         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1663         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1664                 tp->t_rxtshift++;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1669  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1670  *
1671  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1672  * alignment for the scarce option space.
1673  *
1674  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1675  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1676  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1677  *
1678  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1679  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1680  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1681  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1682  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1683  */
1684 int
1685 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1686 {
1687         u_int32_t mask, optlen = 0;
1688
1689         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1690                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1691                         continue;
1692                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1693                         break;
1694                 switch (to->to_flags & mask) {
1695                 case TOF_MSS:
1696                         while (optlen % 4) {
1697                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1698                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1699                         }
1700                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1701                                 continue;
1702                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1703                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1704                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1705                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1706                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1707                         optp += sizeof(to->to_mss);
1708                         break;
1709                 case TOF_SCALE:
1710                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1711                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1712                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1713                         }
1714                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1715                                 continue;
1716                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1717                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1718                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1719                         *optp++ = to->to_wscale;
1720                         break;
1721                 case TOF_SACKPERM:
1722                         while (optlen % 2) {
1723                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1724                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1725                         }
1726                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1727                                 continue;
1728                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1729                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1730                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1731                         break;
1732                 case TOF_TS:
1733                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1734                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1735                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1736                         }
1737                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1738                                 continue;
1739                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1740                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1741                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1742                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1743                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1744                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1745                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1746                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1747                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1748                         break;
1749                 case TOF_SIGNATURE:
1750                         {
1751                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1752
1753                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1754                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1755                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1756                         }
1757                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE) {
1758                                 to->to_flags &= ~TOF_SIGNATURE;
1759                                 continue;
1760                         }
1761                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1762                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1763                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1764                         to->to_signature = optp;
1765                         while (siglen--)
1766                                  *optp++ = 0;
1767                         break;
1768                         }
1769                 case TOF_SACK:
1770                         {
1771                         int sackblks = 0;
1772                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1773                         tcp_seq sack_seq;
1774
1775                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1776                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1777                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1778                         }
1779                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1780                                 continue;
1781                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1782                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1783                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1784                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1785                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1786                         while (sackblks--) {
1787                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1788                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1789                                 optp += sizeof(sack_seq);
1790                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1791                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1792                                 optp += sizeof(sack_seq);
1793                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1794                                 sack++;
1795                         }
1796                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1797                         break;
1798                         }
1799 #ifdef TCP_RFC7413
1800                 case TOF_FASTOPEN:
1801                         {
1802                         int total_len;
1803
1804                         /* XXX is there any point to aligning this option? */
1805                         total_len = TCPOLEN_FAST_OPEN_EMPTY + to->to_tfo_len;
1806                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < total_len)
1807                                 continue;
1808                         *optp++ = TCPOPT_FAST_OPEN;
1809                         *optp++ = total_len;
1810                         if (to->to_tfo_len > 0) {
1811                                 bcopy(to->to_tfo_cookie, optp, to->to_tfo_len);
1812                                 optp += to->to_tfo_len;
1813                         }
1814                         optlen += total_len;
1815                         break;
1816                         }
1817 #endif
1818                 default:
1819                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1820                         break;
1821                 }
1822         }
1823
1824         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1825         if (optlen % 4) {
1826                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1827                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1828         }
1829         /*
1830          * According to RFC 793 (STD0007):
1831          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1832          *    must be header padding (i.e., zero)."
1833          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1834          */
1835         while (optlen % 4) {
1836                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1837                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1838         }
1839
1840         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1841         return (optlen);
1842 }