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_mac.h"
  39 #include "opt_tcpdebug.h"
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/domain.h>
  44 #include <sys/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 #include <sys/vimage.h>
  53
  54 #include <net/route.h>
  55
  56 #include <netinet/in.h>
  57 #include <netinet/in_systm.h>
  58 #include <netinet/ip.h>
  59 #include <netinet/in_pcb.h>
  60 #include <netinet/ip_var.h>
  61 #include <netinet/ip_options.h>
  62 #ifdef INET6
  63 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  64 #include <netinet/ip6.h>
  65 #include <netinet6/ip6_var.h>
  66 #endif
  67 #include <netinet/tcp.h>
  68 #define TCPOUTFLAGS
  69 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  70 #include <netinet/tcp_seq.h>
  71 #include <netinet/tcp_timer.h>
  72 #include <netinet/tcp_var.h>
  73 #include <netinet/tcpip.h>
  74 #ifdef TCPDEBUG
  75 #include <netinet/tcp_debug.h>
  76 #endif
  77
  78 #ifdef IPSEC
  79 #include <netipsec/ipsec.h>
  80 #endif /*IPSEC*/
  81
  82 #include <machine/in_cksum.h>
  83
  84 #include <security/mac/mac_framework.h>
  85
  86 #ifdef notyet
  87 extern struct mbuf *m_copypack();
  88 #endif
  89
  90 int path_mtu_discovery = 1;
  91 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery,
  92         CTLFLAG_RW, path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
  93
  94 int ss_fltsz = 1;
  95 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO,
  96         slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
  97         ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
  98
  99 int ss_fltsz_local = 4;
 100 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO,
 101         local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 102         ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 103
 104 int     tcp_do_newreno = 1;
 105 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO, newreno, CTLFLAG_RW,
 106         tcp_do_newreno, 0, "Enable NewReno Algorithms");
 107
 108 int     tcp_do_tso = 1;
 109 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
 110         tcp_do_tso, 0, "Enable TCP Segmentation Offload");
 111
 112 int     tcp_do_autosndbuf = 1;
 113 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto,
 114         CTLFLAG_RW,
 115         tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
 116
 117 int     tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
 118 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc,
 119         CTLFLAG_RW, tcp_autosndbuf_inc, 0,
 120         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 121
 122 int     tcp_autosndbuf_max = 256*1024;
 123 SYSCTL_V_INT(V_NET, vnet_inet, _net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max,
 124         CTLFLAG_RW, tcp_autosndbuf_max, 0,
 125         "Max size of automatic send buffer");
 126
 127
 128 /*
 129  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 130  */
 131 int
 132 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 133 {
 134         INIT_VNET_INET(tp->t_inpcb->inp_vnet);
 135         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 136         long len, recwin, sendwin;
 137         int off, flags, error;
 138         struct mbuf *m;
 139         struct ip *ip = NULL;
 140         struct ipovly *ipov = NULL;
 141         struct tcphdr *th;
 142         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 143         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 144 #ifdef IPSEC
 145         unsigned ipsec_optlen = 0;
 146 #endif
 147         int idle, sendalot;
 148         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 149         struct sackhole *p;
 150         int tso = 0;
 151         struct tcpopt to;
 152 #if 0
 153         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 154 #endif
 155 #ifdef INET6
 156         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 157         int isipv6;
 158
 159         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 160 #endif
 161
 162         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 163
 164         /*
 165          * Determine length of data that should be transmitted,
 166          * and flags that will be used.
 167          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 168          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 169          */
 170         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 171         if (idle && (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 172                 /*
 173                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 174                  * expected to clock out any data we send --
 175                  * slow start to get ack "clock" running again.
 176                  *
 177                  * Set the slow-start flight size depending on whether
 178                  * this is a local network or not.
 179                  */
 180                 int ss = V_ss_fltsz;
 181 #ifdef INET6
 182                 if (isipv6) {
 183                         if (in6_localaddr(&tp->t_inpcb->in6p_faddr))
 184                                 ss = V_ss_fltsz_local;
 185                 } else
 186 #endif /* INET6 */
 187                 if (in_localaddr(tp->t_inpcb->inp_faddr))
 188                         ss = V_ss_fltsz_local;
 189                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss;
 190         }
 191         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 192         if (idle) {
 193                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 194                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 195                         idle = 0;
 196                 }
 197         }
 198 again:
 199         /*
 200          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 201          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 202          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 203          */
 204         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 205             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 206                 tcp_sack_adjust(tp);
 207         sendalot = 0;
 208         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 209         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 210         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 211
 212         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 213         /*
 214          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 215          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 216          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 217          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 218          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 219          */
 220         /*
 221          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 222          */
 223         sack_rxmit = 0;
 224         sack_bytes_rxmt = 0;
 225         len = 0;
 226         p = NULL;
 227         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp) &&
 228             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 229                 long cwin;
 230
 231                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
 232                 if (cwin < 0)
 233                         cwin = 0;
 234                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 235                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 236                         /*
 237                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 238                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 239                          * for this hole.
 240                          */
 241                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 242                                 /*
 243                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 244                                  * That data will be rexmitted in the next
 245                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 246                                  * moves past p->rxmit.
 247                                  */
 248                                 p = NULL;
 249                                 goto after_sack_rexmit;
 250                         } else
 251                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 252                                 len = ((long)ulmin(cwin,
 253                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 254                 } else
 255                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 256                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 257                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 258                     __func__, off));
 259                 if (len > 0) {
 260                         sack_rxmit = 1;
 261                         sendalot = 1;
 262                         V_tcpstat.tcps_sack_rexmits++;
 263                         V_tcpstat.tcps_sack_rexmit_bytes +=
 264                             min(len, tp->t_maxseg);
 265                 }
 266         }
 267 after_sack_rexmit:
 268         /*
 269          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 270          * state flags.
 271          */
 272         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 273                 flags |= TH_FIN;
 274         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 275                 flags |= TH_SYN;
 276
 277         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 278         /*
 279          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 280          * Otherwise, if window is small but nonzero
 281          * and timer expired, we will send what we can
 282          * and go to transmit state.
 283          */
 284         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 285                 if (sendwin == 0) {
 286                         /*
 287                          * If we still have some data to send, then
 288                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 289                          * happen below when it realizes that we
 290                          * aren't sending all the data.  However,
 291                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 292                          * then it won't clear the FIN bit below,
 293                          * and if we are in persist state, we wind
 294                          * up sending the packet without recording
 295                          * that we sent the FIN bit.
 296                          *
 297                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 298                          * because if we don't have any more data
 299                          * to send then the probe will be the FIN
 300                          * itself.
 301                          */
 302                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 303                                 flags &= ~TH_FIN;
 304                         sendwin = 1;
 305                 } else {
 306                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 307                         tp->t_rxtshift = 0;
 308                 }
 309         }
 310
 311         /*
 312          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 313          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 314          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 315          * its congestion window while receiving additional duplicate
 316          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 317          * to snd_max after the fast-retransmit.
 318          *
 319          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 320          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 321          * wind up 0.
 322          *
 323          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 324          * in which case len is already set.
 325          */
 326         if (sack_rxmit == 0) {
 327                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 328                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
 329                 else {
 330                         long cwin;
 331
 332                         /*
 333                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 334                          * sending new data, having retransmitted all the
 335                          * data possible in the scoreboard.
 336                          */
 337                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd)
 338                                - off);
 339                         /*
 340                          * Don't remove this (len > 0) check !
 341                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 342                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 343                          * optimization issue - to force gcc to compute
 344                          * len above. Without this check, the computation
 345                          * of len is bungled by the optimizer.
 346                          */
 347                         if (len > 0) {
 348                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 349                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 350                                         sack_bytes_rxmt;
 351                                 if (cwin < 0)
 352                                         cwin = 0;
 353                                 len = lmin(len, cwin);
 354                         }
 355                 }
 356         }
 357
 358         /*
 359          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 360          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 361          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 362          */
 363         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 364                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 365                         flags &= ~TH_SYN;
 366                 off--, len++;
 367         }
 368
 369         /*
 370          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 371          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 372          * with not fully conformant TCP implementations.
 373          */
 374         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 375                 len = 0;
 376                 flags &= ~TH_FIN;
 377         }
 378
 379         if (len < 0) {
 380                 /*
 381                  * If FIN has been sent but not acked,
 382                  * but we haven't been called to retransmit,
 383                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 384                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 385                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 386                  * to (closed) window, and set the persist timer
 387                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 388                  * close completely, just wait for an ACK.
 389                  */
 390                 len = 0;
 391                 if (sendwin == 0) {
 392                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 393                         tp->t_rxtshift = 0;
 394                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 395                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 396                                 tcp_setpersist(tp);
 397                 }
 398         }
 399
 400         /* len will be >= 0 after this point. */
 401         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 402
 403         /*
 404          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 405          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 406          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 407          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 408          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 409          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 410          * especially with many connections on busy servers.
 411          *
 412          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 413          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 414          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 415          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 416          *     have data to make use of it);
 417          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 418          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 419          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 420          *
 421          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 422          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 423          * maximum.
 424          *
 425          * It scales directly with slow start or congestion window
 426          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 427          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 428          * what is strictly necessary to make full use of a given
 429          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 430          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 431          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 432          * socket buffer memory.
 433          *
 434          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 435          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 436          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 437          */
 438         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 439                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 440                     so->so_snd.sb_cc >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 441                     so->so_snd.sb_cc < V_tcp_autosndbuf_max &&
 442                     sendwin >= (so->so_snd.sb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 443                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 444                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 445                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 446                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 447                 }
 448         }
 449
 450         /*
 451          * Truncate to the maximum segment length or enable TCP Segmentation
 452          * Offloading (if supported by hardware) and ensure that FIN is removed
 453          * if the length no longer contains the last data byte.
 454          *
 455          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 456          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 457          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 458          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 459          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 460          * segment or packet.
 461          *
 462          * The length of TSO bursts is limited to TCP_MAXWIN.  That limit and
 463          * removal of FIN (if not already catched here) are handled later after
 464          * the exact length of the TCP options are known.
 465          */
 466 #ifdef IPSEC
 467         /*
 468          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 469          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 470          */
 471         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 472 #endif
 473         if (len > tp->t_maxseg) {
 474                 if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso &&
 475                     ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 476                     tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 477                     tp->t_inpcb->inp_options == NULL &&
 478                     tp->t_inpcb->in6p_options == NULL
 479 #ifdef IPSEC
 480                     && ipsec_optlen == 0
 481 #endif
 482                     ) {
 483                         tso = 1;
 484                 } else {
 485                         len = tp->t_maxseg;
 486                         sendalot = 1;
 487                         tso = 0;
 488                 }
 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 = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 556                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 557
 558                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 559                         goto send;
 560                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 561                         goto send;
 562         }
 563
 564         /*
 565          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 566          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 567          */
 568         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 569                 goto send;
 570         if ((flags & TH_RST) ||
 571             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 572                 goto send;
 573         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 574                 goto send;
 575         /*
 576          * If our state indicates that FIN should be sent
 577          * and we have not yet done so, then we need to send.
 578          */
 579         if (flags & TH_FIN &&
 580             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 581                 goto send;
 582         /*
 583          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 584          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 585          * that the retransmission timer is set.
 586          */
 587         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 588             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 589             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 590             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 591                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 592                 goto just_return;
 593         }
 594         /*
 595          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 596          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 597          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 598          *      idle                    not doing retransmits or persists
 599          *      persisting              to move a small or zero window
 600          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 601          *
 602          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 603          *      is true when we are in persist state.
 604          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 605          *      is set when we are called to send a persist packet.
 606          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 607          *      is set when we are retransmitting
 608          * The output side is idle when both timers are zero.
 609          *
 610          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 611          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 612          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 613          * if window is nonzero, transmit what we can,
 614          * otherwise force out a byte.
 615          */
 616         if (so->so_snd.sb_cc && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 617             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 618                 tp->t_rxtshift = 0;
 619                 tcp_setpersist(tp);
 620         }
 621
 622         /*
 623          * No reason to send a segment, just return.
 624          */
 625 just_return:
 626         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 627         return (0);
 628
 629 send:
 630         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 631         /*
 632          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 633          * unless TCP set not to do any options.
 634          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 635          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 636          * link header, i.e.
 637          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 638          */
 639         optlen = 0;
 640 #ifdef INET6
 641         if (isipv6)
 642                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 643         else
 644 #endif
 645         hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 646
 647         /*
 648          * Compute options for segment.
 649          * We only have to care about SYN and established connection
 650          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 651          * syncache.
 652          */
 653         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 654                 to.to_flags = 0;
 655                 /* Maximum segment size. */
 656                 if (flags & TH_SYN) {
 657                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 658                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 659                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 660                 }
 661                 /* Window scaling. */
 662                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 663                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 664                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 665                 }
 666                 /* Timestamps. */
 667                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 668                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 669                         to.to_tsval = ticks + tp->ts_offset;
 670                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 671                         to.to_flags |= TOF_TS;
 672                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 673                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 674                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 675                                 tp->rfbuf_ts = ticks;
 676                 }
 677                 /* Selective ACK's. */
 678                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 679                         if (flags & TH_SYN)
 680                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 681                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 682                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 683                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 684                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 685                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 686                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 687                         }
 688                 }
 689 #ifdef TCP_SIGNATURE
 690                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 691                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 692                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 693 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 694
 695                 /* Processing the options. */
 696                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 697         }
 698
 699 #ifdef INET6
 700         if (isipv6)
 701                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 702         else
 703 #endif
 704         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 705                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 706                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 707         else
 708                 ipoptlen = 0;
 709 #ifdef IPSEC
 710         ipoptlen += ipsec_optlen;
 711 #endif
 712
 713         /*
 714          * Adjust data length if insertion of options will
 715          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 716          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 717          * the segment.
 718          *
 719          * When doing TSO limit a burst to TCP_MAXWIN minus the
 720          * IP, TCP and Options length to keep ip->ip_len from
 721          * overflowing.  Prevent the last segment from being
 722          * fractional thus making them all equal sized and set
 723          * the flag to continue sending.  TSO is disabled when
 724          * IP options or IPSEC are present.
 725          */
 726         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 727                 flags &= ~TH_FIN;
 728                 if (tso) {
 729                         if (len > TCP_MAXWIN - hdrlen - optlen) {
 730                                 len = TCP_MAXWIN - hdrlen - optlen;
 731                                 len = len - (len % (tp->t_maxopd - optlen));
 732                                 sendalot = 1;
 733                         } else if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 734                                 sendalot = 1;
 735                 } else {
 736                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 737                         sendalot = 1;
 738                 }
 739         }
 740
 741 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 742 #ifdef INET6
 743         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 744 #else
 745         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 746 #endif
 747                 panic("tcphdr too big");
 748 /*#endif*/
 749
 750         /*
 751          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
 752          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
 753          */
 754         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 755
 756         /*
 757          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 758          * be transmitted, and initialize the header from
 759          * the template for sends on this connection.
 760          */
 761         if (len) {
 762                 struct mbuf *mb;
 763                 u_int moff;
 764
 765                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
 766                         V_tcpstat.tcps_sndprobe++;
 767                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
 768                         V_tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 769                         V_tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 770                 } else {
 771                         V_tcpstat.tcps_sndpack++;
 772                         V_tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 773                 }
 774 #ifdef notyet
 775                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
 776                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
 777                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 778                         error = ENOBUFS;
 779                         goto out;
 780                 }
 781                 /*
 782                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 783                  */
 784                 m->m_len += hdrlen;
 785                 m->m_data -= hdrlen;
 786 #else
 787                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 788                 if (m == NULL) {
 789                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 790                         error = ENOBUFS;
 791                         goto out;
 792                 }
 793 #ifdef INET6
 794                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 795                         MCLGET(m, M_DONTWAIT);
 796                         if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
 797                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 798                                 m_freem(m);
 799                                 error = ENOBUFS;
 800                                 goto out;
 801                         }
 802                 }
 803 #endif
 804                 m->m_data += max_linkhdr;
 805                 m->m_len = hdrlen;
 806
 807                 /*
 808                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
 809                  * to the offset in the socket buffer chain.
 810                  */
 811                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
 812
 813                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 814                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
 815                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 816                         m->m_len += len;
 817                 } else {
 818                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
 819                         if (m->m_next == NULL) {
 820                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 821                                 (void) m_free(m);
 822                                 error = ENOBUFS;
 823                                 goto out;
 824                         }
 825                 }
 826 #endif
 827                 /*
 828                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 829                  * (This will keep happy those implementations which only
 830                  * give data to the user when a buffer fills or
 831                  * a PUSH comes in.)
 832                  */
 833                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 834                         flags |= TH_PUSH;
 835                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 836         } else {
 837                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 838                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 839                         V_tcpstat.tcps_sndacks++;
 840                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 841                         V_tcpstat.tcps_sndctrl++;
 842                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 843                         V_tcpstat.tcps_sndurg++;
 844                 else
 845                         V_tcpstat.tcps_sndwinup++;
 846
 847                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 848                 if (m == NULL) {
 849                         error = ENOBUFS;
 850                         goto out;
 851                 }
 852 #ifdef INET6
 853                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
 854                     MHLEN >= hdrlen) {
 855                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 856                 } else
 857 #endif
 858                 m->m_data += max_linkhdr;
 859                 m->m_len = hdrlen;
 860         }
 861         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 862         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 863 #ifdef MAC
 864         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
 865 #endif
 866 #ifdef INET6
 867         if (isipv6) {
 868                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 869                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 870                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
 871         } else
 872 #endif /* INET6 */
 873         {
 874                 ip = mtod(m, struct ip *);
 875                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 876                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 877                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
 878         }
 879
 880         /*
 881          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 882          * window for use in delaying messages about window sizes.
 883          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 884          */
 885         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 886             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 887                 tp->snd_nxt--;
 888         /*
 889          * If we are starting a connection, send ECN setup
 890          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
 891          * resend those bits a number of times as per
 892          * RFC 3168.
 893          */
 894         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
 895                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
 896                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
 897                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 898                 } else
 899                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 900         }
 901
 902         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
 903             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
 904                 /*
 905                  * If the peer has ECN, mark data packets with
 906                  * ECN capable transmission (ECT).
 907                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
 908                  */
 909                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
 910                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
 911 #ifdef INET6
 912                         if (isipv6)
 913                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
 914                         else
 915 #endif
 916                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
 917                         V_tcpstat.tcps_ecn_ect0++;
 918                 }
 919
 920                 /*
 921                  * Reply with proper ECN notifications.
 922                  */
 923                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
 924                         flags |= TH_CWR;
 925                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
 926                 }
 927                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
 928                         flags |= TH_ECE;
 929         }
 930
 931         /*
 932          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 933          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 934          * packets, we do not want the sequence number of the
 935          * retransmitted packet, we want the sequence number
 936          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 937          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 938          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 939          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 940          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 941          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 942          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 943          */
 944         if (sack_rxmit == 0) {
 945                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
 946                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 947                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 948                 else
 949                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 950         } else {
 951                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
 952                 p->rxmit += len;
 953                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
 954         }
 955         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 956         if (optlen) {
 957                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 958                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 959         }
 960         th->th_flags = flags;
 961         /*
 962          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 963          * but avoid silly window syndrome.
 964          */
 965         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 966             recwin < (long)tp->t_maxseg)
 967                 recwin = 0;
 968         if (recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 969                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 970         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 971                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 972
 973         /*
 974          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
 975          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
 976          * case is handled in syncache.
 977          */
 978         if (flags & TH_SYN)
 979                 th->th_win = htons((u_short)
 980                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
 981         else
 982                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
 983
 984         /*
 985          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 986          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 987          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 988          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 989          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
 990          * the connection.
 991          */
 992         if (recwin == 0)
 993                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 994         else
 995                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 996         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 997                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 998                 th->th_flags |= TH_URG;
 999         } else
1000                 /*
1001                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1002                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1003                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1004                  * number wraparound.
1005                  */
1006                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1007
1008 #ifdef TCP_SIGNATURE
1009         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1010                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1011                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1012                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1013         }
1014 #endif
1015
1016         /*
1017          * Put TCP length in extended header, and then
1018          * checksum extended header and data.
1019          */
1020         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1021 #ifdef INET6
1022         if (isipv6)
1023                 /*
1024                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1025                  * in ip6_output.
1026                  */
1027                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
1028                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1029         else
1030 #endif /* INET6 */
1031         {
1032                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1033                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1034                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1035                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1036
1037                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1038                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1039                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1040         }
1041
1042         /*
1043          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1044          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1045          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1046          */
1047         if (tso) {
1048                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TSO;
1049                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1050         }
1051
1052         /*
1053          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1054          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1055          */
1056         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1057             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1058                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1059
1060                 /*
1061                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1062                  */
1063                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1064                         if (flags & TH_SYN)
1065                                 tp->snd_nxt++;
1066                         if (flags & TH_FIN) {
1067                                 tp->snd_nxt++;
1068                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1069                         }
1070                 }
1071                 if (sack_rxmit)
1072                         goto timer;
1073                 tp->snd_nxt += len;
1074                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1075                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1076                         /*
1077                          * Time this transmission if not a retransmission and
1078                          * not currently timing anything.
1079                          */
1080                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1081                                 tp->t_rtttime = ticks;
1082                                 tp->t_rtseq = startseq;
1083                                 V_tcpstat.tcps_segstimed++;
1084                         }
1085                 }
1086
1087                 /*
1088                  * Set retransmit timer if not currently set,
1089                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1090                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1091                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1092                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1093                  * of retransmit time.
1094                  */
1095 timer:
1096                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1097                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1098                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1099                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1100                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1101                                 tp->t_rxtshift = 0;
1102                         }
1103                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1104                 }
1105         } else {
1106                 /*
1107                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1108                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1109                  */
1110                 int xlen = len;
1111                 if (flags & TH_SYN)
1112                         ++xlen;
1113                 if (flags & TH_FIN) {
1114                         ++xlen;
1115                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1116                 }
1117                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1118                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1119         }
1120
1121 #ifdef TCPDEBUG
1122         /*
1123          * Trace.
1124          */
1125         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1126                 u_short save = 0;
1127 #ifdef INET6
1128                 if (!isipv6)
1129 #endif
1130                 {
1131                         save = ipov->ih_len;
1132                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1133                 }
1134                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1135 #ifdef INET6
1136                 if (!isipv6)
1137 #endif
1138                 ipov->ih_len = save;
1139         }
1140 #endif
1141
1142         /*
1143          * Fill in IP length and desired time to live and
1144          * send to IP level.  There should be a better way
1145          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1146          * the template, but need a way to checksum without them.
1147          */
1148         /*
1149          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1150          * because in6_cksum() need it.
1151          */
1152 #ifdef INET6
1153         if (isipv6) {
1154                 /*
1155                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1156                  * user might want to change the value via setsockopt.
1157                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1158                  * Neighbor Discovery.
1159                  */
1160                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1161
1162                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1163                 error = ip6_output(m,
1164                             tp->t_inpcb->in6p_outputopts, NULL,
1165                             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?
1166                             IP_ROUTETOIF : 0), NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1167         } else
1168 #endif /* INET6 */
1169     {
1170         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1171 #ifdef INET6
1172         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1173                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1174 #endif /* INET6 */
1175         /*
1176          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1177          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1178          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1179          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1180          */
1181         if (V_path_mtu_discovery)
1182                 ip->ip_off |= IP_DF;
1183
1184         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, NULL,
1185             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1186             tp->t_inpcb);
1187     }
1188         if (error) {
1189
1190                 /*
1191                  * We know that the packet was lost, so back out the
1192                  * sequence number advance, if any.
1193                  *
1194                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1195                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1196                  * connection but the blocking may have been spurious
1197                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1198                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1199                  * timeouts do their work over time.
1200                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1201                  * away would be the really correct behavior instead.
1202                  */
1203                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1204                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1205                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1206                     (error != EPERM)) {
1207                         if (sack_rxmit) {
1208                                 p->rxmit -= len;
1209                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1210                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1211                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1212                         } else
1213                                 tp->snd_nxt -= len;
1214                 }
1215 out:
1216                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1217                 switch (error) {
1218                 case EPERM:
1219                         tp->t_softerror = error;
1220                         return (error);
1221                 case ENOBUFS:
1222                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1223                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1224                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1225                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1226                         return (0);
1227                 case EMSGSIZE:
1228                         /*
1229                          * For some reason the interface we used initially
1230                          * to send segments changed to another or lowered
1231                          * its MTU.
1232                          *
1233                          * tcp_mtudisc() will find out the new MTU and as
1234                          * its last action, initiate retransmission, so it
1235                          * is important to not do so here.
1236                          *
1237                          * If TSO was active we either got an interface
1238                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1239                          * Disable it for this connection as too and
1240                          * immediatly retry with MSS sized segments generated
1241                          * by this function.
1242                          */
1243                         if (tso)
1244                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1245                         tcp_mtudisc(tp->t_inpcb, 0);
1246                         return (0);
1247                 case EHOSTDOWN:
1248                 case EHOSTUNREACH:
1249                 case ENETDOWN:
1250                 case ENETUNREACH:
1251                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1252                                 tp->t_softerror = error;
1253                                 return (0);
1254                         }
1255                         /* FALLTHROUGH */
1256                 default:
1257                         return (error);
1258                 }
1259         }
1260         V_tcpstat.tcps_sndtotal++;
1261
1262         /*
1263          * Data sent (as far as we can tell).
1264          * If this advertises a larger window than any other segment,
1265          * then remember the size of the advertised window.
1266          * Any pending ACK has now been sent.
1267          */
1268         if (recwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1269                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1270         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1271         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1272         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1273                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1274 #if 0
1275         /*
1276          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1277          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1278          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1279          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1280          */
1281         if (sendalot && (!V_tcp_do_newreno || --maxburst))
1282                 goto again;
1283 #endif
1284         if (sendalot)
1285                 goto again;
1286         return (0);
1287 }
1288
1289 void
1290 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1291 {
1292         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1293         int tt;
1294
1295         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1296                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1297         /*
1298          * Start/restart persistance timer.
1299          */
1300         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1301                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1302         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1303         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1304                 tp->t_rxtshift++;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1309  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1310  *
1311  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1312  * alignment for the scarce option space.
1313  *
1314  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1315  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1316  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1317  *
1318  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1319  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1320  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1321  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1322  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1323  */
1324 int
1325 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1326 {
1327         INIT_VNET_INET(curvnet);
1328         u_int mask, optlen = 0;
1329
1330         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1331                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1332                         continue;
1333                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1334                         break;
1335                 switch (to->to_flags & mask) {
1336                 case TOF_MSS:
1337                         while (optlen % 4) {
1338                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1339                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1340                         }
1341                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1342                                 continue;
1343                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1344                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1345                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1346                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1347                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1348                         optp += sizeof(to->to_mss);
1349                         break;
1350                 case TOF_SCALE:
1351                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1352                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1353                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1354                         }
1355                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1356                                 continue;
1357                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1358                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1359                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1360                         *optp++ = to->to_wscale;
1361                         break;
1362                 case TOF_SACKPERM:
1363                         while (optlen % 2) {
1364                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1365                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1366                         }
1367                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1368                                 continue;
1369                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1370                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1371                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1372                         break;
1373                 case TOF_TS:
1374                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1375                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1376                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1377                         }
1378                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1379                                 continue;
1380                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1381                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1382                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1383                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1384                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1385                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1386                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1387                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1388                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1389                         break;
1390                 case TOF_SIGNATURE:
1391                         {
1392                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1393
1394                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1395                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1396                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1397                         }
1398                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1399                                 continue;
1400                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1401                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1402                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1403                         to->to_signature = optp;
1404                         while (siglen--)
1405                                  *optp++ = 0;
1406                         break;
1407                         }
1408                 case TOF_SACK:
1409                         {
1410                         int sackblks = 0;
1411                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1412                         tcp_seq sack_seq;
1413
1414                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1415                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1416                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1417                         }
1418                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1419                                 continue;
1420                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1421                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1422                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1423                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1424                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1425                         while (sackblks--) {
1426                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1427                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1428                                 optp += sizeof(sack_seq);
1429                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1430                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1431                                 optp += sizeof(sack_seq);
1432                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1433                                 sack++;
1434                         }
1435                         V_tcpstat.tcps_sack_send_blocks++;
1436                         break;
1437                         }
1438                 default:
1439                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1440                         break;
1441                 }
1442         }
1443
1444         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1445         if (optlen % 4) {
1446                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1447                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1448         }
1449         /*
1450          * According to RFC 793 (STD0007):
1451          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1452          *    must be header padding (i.e., zero)."
1453          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1454          */
1455         while (optlen % 4) {
1456                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1457                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1458         }
1459
1460         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1461         return (optlen);
1462 }