]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/netinet/tcp_output.c
MFC r289195:
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / netinet / tcp_output.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
15  *    without specific prior written permission.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
27  * SUCH DAMAGE.
28  *
29  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
30  */
31
32 #include <sys/cdefs.h>
33 __FBSDID("$FreeBSD$");
34
35 #include "opt_inet.h"
36 #include "opt_inet6.h"
37 #include "opt_ipsec.h"
38 #include "opt_kdtrace.h"
39 #include "opt_tcpdebug.h"
40
41 #include <sys/param.h>
42 #include <sys/systm.h>
43 #include <sys/domain.h>
44 #include <sys/hhook.h>
45 #include <sys/kernel.h>
46 #include <sys/lock.h>
47 #include <sys/mbuf.h>
48 #include <sys/mutex.h>
49 #include <sys/protosw.h>
50 #include <sys/sdt.h>
51 #include <sys/socket.h>
52 #include <sys/socketvar.h>
53 #include <sys/sysctl.h>
54
55 #include <net/if.h>
56 #include <net/route.h>
57 #include <net/vnet.h>
58
59 #include <netinet/cc.h>
60 #include <netinet/in.h>
61 #include <netinet/in_kdtrace.h>
62 #include <netinet/in_systm.h>
63 #include <netinet/ip.h>
64 #include <netinet/in_pcb.h>
65 #include <netinet/ip_var.h>
66 #include <netinet/ip_options.h>
67 #ifdef INET6
68 #include <netinet6/in6_pcb.h>
69 #include <netinet/ip6.h>
70 #include <netinet6/ip6_var.h>
71 #endif
72 #define TCPOUTFLAGS
73 #include <netinet/tcp_fsm.h>
74 #include <netinet/tcp_seq.h>
75 #include <netinet/tcp_timer.h>
76 #include <netinet/tcp_var.h>
77 #include <netinet/tcpip.h>
78 #ifdef TCPDEBUG
79 #include <netinet/tcp_debug.h>
80 #endif
81 #ifdef TCP_OFFLOAD
82 #include <netinet/tcp_offload.h>
83 #endif
84
85 #ifdef IPSEC
86 #include <netipsec/ipsec.h>
87 #endif /*IPSEC*/
88
89 #include <machine/in_cksum.h>
90
91 #include <security/mac/mac_framework.h>
92
93 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
94 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
95         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
96         "Enable Path MTU Discovery");
97
98 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
99 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
100 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
101         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
102         "Enable TCP Segmentation Offload");
103
104 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
105 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
106 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_RW,
107         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
108
109 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
110 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
111 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
112         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
113         "Enable automatic send buffer sizing");
114
115 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
116 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
117 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
118         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
119         "Incrementor step size of automatic send buffer");
120
121 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
122 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
123 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
124         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
125         "Max size of automatic send buffer");
126
127 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
128                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
129                             long len, int tso);
130 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
131
132 /*
133  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
134  */
135 static void inline
136 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
137     struct tcpopt *to, long len, int tso)
138 {
139         struct tcp_hhook_data hhook_data;
140
141         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
142                 hhook_data.tp = tp;
143                 hhook_data.th = th;
144                 hhook_data.to = to;
145                 hhook_data.len = len;
146                 hhook_data.tso = tso;
147
148                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
149                     tp->osd);
150         }
151 }
152
153 /*
154  * CC wrapper hook functions
155  */
156 static void inline
157 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
158 {
159         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
160
161         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
162                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
163 }
164
165 /*
166  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
167  */
168 int
169 tcp_output(struct tcpcb *tp)
170 {
171         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
172         long len, recwin, sendwin;
173         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
174         struct mbuf *m;
175         struct ip *ip = NULL;
176         struct ipovly *ipov = NULL;
177         struct tcphdr *th;
178         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
179         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
180 #ifdef IPSEC
181         unsigned ipsec_optlen = 0;
182 #endif
183         int idle, sendalot;
184         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
185         struct sackhole *p;
186         int tso, mtu;
187         struct tcpopt to;
188 #if 0
189         int maxburst = TCP_MAXBURST;
190 #endif
191 #ifdef INET6
192         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
193         int isipv6;
194
195         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
196 #endif
197
198         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
199
200 #ifdef TCP_OFFLOAD
201         if (tp->t_flags & TF_TOE)
202                 return (tcp_offload_output(tp));
203 #endif
204
205         /*
206          * Determine length of data that should be transmitted,
207          * and flags that will be used.
208          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
209          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
210          */
211         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
212         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
213                 cc_after_idle(tp);
214         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
215         if (idle) {
216                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
217                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
218                         idle = 0;
219                 }
220         }
221 again:
222         /*
223          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
224          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
225          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
226          */
227         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
228             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
229                 tcp_sack_adjust(tp);
230         sendalot = 0;
231         tso = 0;
232         mtu = 0;
233         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
234         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
235
236         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
237         /*
238          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
239          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
240          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
241          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
242          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
243          */
244         /*
245          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
246          */
247         sack_rxmit = 0;
248         sack_bytes_rxmt = 0;
249         len = 0;
250         p = NULL;
251         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
252             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
253                 long cwin;
254                 
255                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
256                 if (cwin < 0)
257                         cwin = 0;
258                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
259                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
260                         /*
261                          * (At least) part of sack hole extends beyond
262                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
263                          * for this hole.
264                          */
265                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
266                                 /*
267                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
268                                  * That data will be rexmitted in the next
269                                  * sack recovery episode, when snd_recover
270                                  * moves past p->rxmit.
271                                  */
272                                 p = NULL;
273                                 goto after_sack_rexmit;
274                         } else
275                                 /* Can rexmit part of the current hole */
276                                 len = ((long)ulmin(cwin,
277                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
278                 } else
279                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
280                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
281                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
282                     __func__, off));
283                 if (len > 0) {
284                         sack_rxmit = 1;
285                         sendalot = 1;
286                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
287                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
288                             min(len, tp->t_maxseg));
289                 }
290         }
291 after_sack_rexmit:
292         /*
293          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
294          * state flags.
295          */
296         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
297                 flags |= TH_FIN;
298         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
299                 flags |= TH_SYN;
300
301         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
302         /*
303          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
304          * Otherwise, if window is small but nonzero
305          * and timer expired, we will send what we can
306          * and go to transmit state.
307          */
308         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
309                 if (sendwin == 0) {
310                         /*
311                          * If we still have some data to send, then
312                          * clear the FIN bit.  Usually this would
313                          * happen below when it realizes that we
314                          * aren't sending all the data.  However,
315                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
316                          * then it won't clear the FIN bit below,
317                          * and if we are in persist state, we wind
318                          * up sending the packet without recording
319                          * that we sent the FIN bit.
320                          *
321                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
322                          * because if we don't have any more data
323                          * to send then the probe will be the FIN
324                          * itself.
325                          */
326                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
327                                 flags &= ~TH_FIN;
328                         sendwin = 1;
329                 } else {
330                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
331                         tp->t_rxtshift = 0;
332                 }
333         }
334
335         /*
336          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
337          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
338          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
339          * its congestion window while receiving additional duplicate
340          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
341          * to snd_max after the fast-retransmit.
342          *
343          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
344          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
345          * wind up 0.
346          *
347          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
348          * in which case len is already set.
349          */
350         if (sack_rxmit == 0) {
351                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
352                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
353                 else {
354                         long cwin;
355
356                         /*
357                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
358                          * sending new data, having retransmitted all the
359                          * data possible in the scoreboard.
360                          */
361                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd) 
362                                - off);
363                         /*
364                          * Don't remove this (len > 0) check !
365                          * We explicitly check for len > 0 here (although it 
366                          * isn't really necessary), to work around a gcc 
367                          * optimization issue - to force gcc to compute
368                          * len above. Without this check, the computation
369                          * of len is bungled by the optimizer.
370                          */
371                         if (len > 0) {
372                                 cwin = tp->snd_cwnd - 
373                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
374                                         sack_bytes_rxmt;
375                                 if (cwin < 0)
376                                         cwin = 0;
377                                 len = lmin(len, cwin);
378                         }
379                 }
380         }
381
382         /*
383          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
384          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
385          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
386          */
387         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
388                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
389                         flags &= ~TH_SYN;
390                 off--, len++;
391         }
392
393         /*
394          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
395          * This measure is needed to prevent interoperability problems
396          * with not fully conformant TCP implementations.
397          */
398         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
399                 len = 0;
400                 flags &= ~TH_FIN;
401         }
402
403         if (len <= 0) {
404                 /*
405                  * If FIN has been sent but not acked,
406                  * but we haven't been called to retransmit,
407                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
408                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
409                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
410                  * to (closed) window, and set the persist timer
411                  * if it isn't already going.  If the window didn't
412                  * close completely, just wait for an ACK.
413                  *
414                  * We also do a general check here to ensure that
415                  * we will set the persist timer when we have data
416                  * to send, but a 0-byte window. This makes sure
417                  * the persist timer is set even if the packet
418                  * hits one of the "goto send" lines below.
419                  */
420                 len = 0;
421                 if ((sendwin == 0) && (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state)) &&
422                         (off < (int) so->so_snd.sb_cc)) {
423                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
424                         tp->t_rxtshift = 0;
425                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
426                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
427                                 tcp_setpersist(tp);
428                 }
429         }
430
431         /* len will be >= 0 after this point. */
432         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
433
434         /*
435          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
436          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
437          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
438          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
439          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
440          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
441          * especially with many connections on busy servers.
442          *
443          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
444          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
445          *     (with a fudge factor of 5/4th);
446          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
447          *     have data to make use of it);
448          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
449          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
450          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
451          *
452          * The remote host receive window scaling factor may limit the
453          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
454          * maximum.
455          *
456          * It scales directly with slow start or congestion window
457          * and does at most one step per received ACK.  This fast
458          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
459          * what is strictly necessary to make full use of a given
460          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
461          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
462          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
463          * socket buffer memory.
464          *
465          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
466          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
467          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
468          */
469         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
470                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
471                     so->so_snd.sb_cc >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
472                     so->so_snd.sb_cc < V_tcp_autosndbuf_max &&
473                     sendwin >= (so->so_snd.sb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
474                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
475                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
476                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
477                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
478                 }
479         }
480
481         /*
482          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
483          * hardware).
484          *
485          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
486          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
487          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
488          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
489          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
490          * segment or packet.
491          */
492 #ifdef IPSEC
493         /*
494          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
495          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
496          */
497         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
498 #endif
499         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
500             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
501             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
502 #ifdef IPSEC
503             ipsec_optlen == 0 &&
504 #endif
505             tp->t_inpcb->inp_options == NULL &&
506             tp->t_inpcb->in6p_options == NULL)
507                 tso = 1;
508
509         if (sack_rxmit) {
510                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
511                         flags &= ~TH_FIN;
512         } else {
513                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
514                         flags &= ~TH_FIN;
515         }
516
517         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
518
519         /*
520          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
521          * conditions when len is non-zero:
522          *
523          *      - We have a full segment (or more with TSO)
524          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
525          *        either idle or running NODELAY
526          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
527          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
528          *        data (receiver may be limited the window size)
529          *      - we need to retransmit
530          */
531         if (len) {
532                 if (len >= tp->t_maxseg)
533                         goto send;
534                 /*
535                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
536                  * end may occur synchronously with the output and cause
537                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
538                  *
539                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
540                  */
541                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
542                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
543                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
544                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
545                         goto send;
546                 }
547                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
548                         goto send;
549                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
550                         goto send;
551                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
552                         goto send;
553                 if (sack_rxmit)
554                         goto send;
555         }
556
557         /*
558          * Sending of standalone window updates.
559          *
560          * Window updates are important when we close our window due to a
561          * full socket buffer and are opening it again after the application
562          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
563          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
564          * provides the most current window information.
565          *
566          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
567          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
568          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
569          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
570          * and the application is doing small reads.
571          *
572          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
573          * an update when we can increase the advertized window by more
574          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
575          * getting full or is very small be more aggressive and send an
576          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
577          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
578          * carry further window increases.
579          *
580          * Don't send an independent window update if a delayed
581          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
582          * remote side already has done a half-close and won't send
583          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
584          * half-open state.
585          */
586         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
587             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
588             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
589                 /*
590                  * "adv" is the amount we could increase the window,
591                  * taking into account that we are limited by
592                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
593                  */
594                 long adv;
595                 int oldwin;
596
597                 adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
598                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
599                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
600                         adv -= oldwin;
601                 } else
602                         oldwin = 0;
603
604                 /* 
605                  * If the new window size ends up being the same as the old
606                  * size when it is scaled, then don't force a window update.
607                  */
608                 if (oldwin >> tp->rcv_scale == (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
609                         goto dontupdate;
610
611                 if (adv >= (long)(2 * tp->t_maxseg) &&
612                     (adv >= (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
613                      recwin <= (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
614                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg))
615                         goto send;
616         }
617 dontupdate:
618
619         /*
620          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
621          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
622          */
623         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
624                 goto send;
625         if ((flags & TH_RST) ||
626             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
627                 goto send;
628         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
629                 goto send;
630         /*
631          * If our state indicates that FIN should be sent
632          * and we have not yet done so, then we need to send.
633          */
634         if (flags & TH_FIN &&
635             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
636                 goto send;
637         /*
638          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
639          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
640          * that the retransmission timer is set.
641          */
642         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
643             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
644             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
645             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
646                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
647                 goto just_return;
648         } 
649         /*
650          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
651          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
652          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
653          *      idle                    not doing retransmits or persists
654          *      persisting              to move a small or zero window
655          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
656          *
657          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
658          *      is true when we are in persist state.
659          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
660          *      is set when we are called to send a persist packet.
661          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
662          *      is set when we are retransmitting
663          * The output side is idle when both timers are zero.
664          *
665          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
666          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
667          * If nothing happens soon, send when timer expires:
668          * if window is nonzero, transmit what we can,
669          * otherwise force out a byte.
670          */
671         if (so->so_snd.sb_cc && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
672             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
673                 tp->t_rxtshift = 0;
674                 tcp_setpersist(tp);
675         }
676
677         /*
678          * No reason to send a segment, just return.
679          */
680 just_return:
681         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
682         return (0);
683
684 send:
685         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
686         if (len > 0) {
687                 if (len >= tp->t_maxseg)
688                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
689                 else
690                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
691         }
692         /*
693          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
694          * unless TCP set not to do any options.
695          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
696          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
697          * link header, i.e.
698          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
699          */
700         optlen = 0;
701 #ifdef INET6
702         if (isipv6)
703                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
704         else
705 #endif
706                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
707
708         /*
709          * Compute options for segment.
710          * We only have to care about SYN and established connection
711          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
712          * syncache.
713          */
714         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
715                 to.to_flags = 0;
716                 /* Maximum segment size. */
717                 if (flags & TH_SYN) {
718                         tp->snd_nxt = tp->iss;
719                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
720                         to.to_flags |= TOF_MSS;
721                 }
722                 /* Window scaling. */
723                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
724                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
725                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
726                 }
727                 /* Timestamps. */
728                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
729                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
730                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
731                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
732                         to.to_flags |= TOF_TS;
733                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
734                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
735                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
736                                 tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
737                 }
738                 /* Selective ACK's. */
739                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
740                         if (flags & TH_SYN)
741                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
742                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
743                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
744                             tp->rcv_numsacks > 0) {
745                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
746                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
747                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
748                         }
749                 }
750 #ifdef TCP_SIGNATURE
751                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
752                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
753                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
754 #endif /* TCP_SIGNATURE */
755
756                 /* Processing the options. */
757                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
758         }
759
760 #ifdef INET6
761         if (isipv6)
762                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
763         else
764 #endif
765         if (tp->t_inpcb->inp_options)
766                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
767                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
768         else
769                 ipoptlen = 0;
770 #ifdef IPSEC
771         ipoptlen += ipsec_optlen;
772 #endif
773
774         /*
775          * Adjust data length if insertion of options will
776          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
777          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
778          * the segment.
779          */
780         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
781                 flags &= ~TH_FIN;
782
783                 if (tso) {
784                         u_int if_hw_tsomax;
785                         u_int if_hw_tsomaxsegcount;
786                         u_int if_hw_tsomaxsegsize;
787                         struct mbuf *mb;
788                         u_int moff;
789                         int max_len;
790
791                         /* extract TSO information */
792                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
793                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
794                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
795
796                         /*
797                          * Limit a TSO burst to prevent it from
798                          * overflowing or exceeding the maximum length
799                          * allowed by the network interface:
800                          */
801                         KASSERT(ipoptlen == 0,
802                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
803
804                         /*
805                          * Check if we should limit by maximum payload
806                          * length:
807                          */
808                         if (if_hw_tsomax != 0) {
809                                 /* compute maximum TSO length */
810                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen -
811                                     max_linkhdr);
812                                 if (max_len <= 0) {
813                                         len = 0;
814                                 } else if (len > max_len) {
815                                         sendalot = 1;
816                                         len = max_len;
817                                 }
818                         }
819
820                         /*
821                          * Check if we should limit by maximum segment
822                          * size and count:
823                          */
824                         if (if_hw_tsomaxsegcount != 0 &&
825                             if_hw_tsomaxsegsize != 0) {
826                                 /*
827                                  * Subtract one segment for the LINK
828                                  * and TCP/IP headers mbuf that will
829                                  * be prepended to this mbuf chain
830                                  * after the code in this section
831                                  * limits the number of mbufs in the
832                                  * chain to if_hw_tsomaxsegcount.
833                                  */
834                                 if_hw_tsomaxsegcount -= 1;
835                                 max_len = 0;
836                                 mb = sbsndmbuf(&so->so_snd, off, &moff);
837
838                                 while (mb != NULL && max_len < len) {
839                                         u_int mlen;
840                                         u_int frags;
841
842                                         /*
843                                          * Get length of mbuf fragment
844                                          * and how many hardware frags,
845                                          * rounded up, it would use:
846                                          */
847                                         mlen = (mb->m_len - moff);
848                                         frags = howmany(mlen,
849                                             if_hw_tsomaxsegsize);
850
851                                         /* Handle special case: Zero Length Mbuf */
852                                         if (frags == 0)
853                                                 frags = 1;
854
855                                         /*
856                                          * Check if the fragment limit
857                                          * will be reached or exceeded:
858                                          */
859                                         if (frags >= if_hw_tsomaxsegcount) {
860                                                 max_len += min(mlen,
861                                                     if_hw_tsomaxsegcount *
862                                                     if_hw_tsomaxsegsize);
863                                                 break;
864                                         }
865                                         max_len += mlen;
866                                         if_hw_tsomaxsegcount -= frags;
867                                         moff = 0;
868                                         mb = mb->m_next;
869                                 }
870                                 if (max_len <= 0) {
871                                         len = 0;
872                                 } else if (len > max_len) {
873                                         sendalot = 1;
874                                         len = max_len;
875                                 }
876                         }
877
878                         /*
879                          * Prevent the last segment from being
880                          * fractional unless the send sockbuf can be
881                          * emptied:
882                          */
883                         max_len = (tp->t_maxopd - optlen);
884                         if ((off + len) < so->so_snd.sb_cc) {
885                                 moff = len % max_len;
886                                 if (moff != 0) {
887                                         len -= moff;
888                                         sendalot = 1;
889                                 }
890                         }
891
892                         /*
893                          * In case there are too many small fragments
894                          * don't use TSO:
895                          */
896                         if (len <= max_len) {
897                                 len = max_len;
898                                 sendalot = 1;
899                                 tso = 0;
900                         }
901
902                         /*
903                          * Send the FIN in a separate segment
904                          * after the bulk sending is done.
905                          * We don't trust the TSO implementations
906                          * to clear the FIN flag on all but the
907                          * last segment.
908                          */
909                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
910                                 sendalot = 1;
911
912                 } else {
913                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
914                         sendalot = 1;
915                 }
916         } else
917                 tso = 0;
918
919         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
920             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
921
922 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
923 #ifdef INET6
924         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
925 #else
926         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
927 #endif
928                 panic("tcphdr too big");
929 /*#endif*/
930
931         /*
932          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
933          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
934          */
935         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
936
937         /*
938          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
939          * be transmitted, and initialize the header from
940          * the template for sends on this connection.
941          */
942         if (len) {
943                 struct mbuf *mb;
944                 u_int moff;
945
946                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
947                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
948                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
949                         tp->t_sndrexmitpack++;
950                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
951                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
952                 } else {
953                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
954                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
955                 }
956 #ifdef INET6
957                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
958                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
959                 else
960 #endif
961                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
962
963                 if (m == NULL) {
964                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
965                         error = ENOBUFS;
966                         sack_rxmit = 0;
967                         goto out;
968                 }
969
970                 m->m_data += max_linkhdr;
971                 m->m_len = hdrlen;
972
973                 /*
974                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
975                  * to the offset in the socket buffer chain.
976                  */
977                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
978
979                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
980                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
981                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
982                         m->m_len += len;
983                 } else {
984                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
985                         if (m->m_next == NULL) {
986                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
987                                 (void) m_free(m);
988                                 error = ENOBUFS;
989                                 sack_rxmit = 0;
990                                 goto out;
991                         }
992                 }
993
994                 /*
995                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
996                  * (This will keep happy those implementations which only
997                  * give data to the user when a buffer fills or
998                  * a PUSH comes in.)
999                  */
1000                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
1001                         flags |= TH_PUSH;
1002                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1003         } else {
1004                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1005                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
1006                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1007                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
1008                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
1009                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1010                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1011                 else
1012                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1013
1014                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1015                 if (m == NULL) {
1016                         error = ENOBUFS;
1017                         sack_rxmit = 0;
1018                         goto out;
1019                 }
1020 #ifdef INET6
1021                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1022                     MHLEN >= hdrlen) {
1023                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
1024                 } else
1025 #endif
1026                 m->m_data += max_linkhdr;
1027                 m->m_len = hdrlen;
1028         }
1029         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1030         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1031 #ifdef MAC
1032         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1033 #endif
1034 #ifdef INET6
1035         if (isipv6) {
1036                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1037                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1038                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1039         } else
1040 #endif /* INET6 */
1041         {
1042                 ip = mtod(m, struct ip *);
1043                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1044                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1045                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1046         }
1047
1048         /*
1049          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1050          * window for use in delaying messages about window sizes.
1051          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1052          */
1053         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1054             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1055                 tp->snd_nxt--;
1056         /*
1057          * If we are starting a connection, send ECN setup
1058          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1059          * resend those bits a number of times as per
1060          * RFC 3168.
1061          */
1062         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
1063                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1064                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1065                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1066                 } else
1067                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1068         }
1069         
1070         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1071             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
1072                 /*
1073                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1074                  * ECN capable transmission (ECT).
1075                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1076                  */
1077                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1078                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1079 #ifdef INET6
1080                         if (isipv6)
1081                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1082                         else
1083 #endif
1084                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1085                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1086                 }
1087                 
1088                 /*
1089                  * Reply with proper ECN notifications.
1090                  */
1091                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
1092                         flags |= TH_CWR;
1093                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
1094                 } 
1095                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
1096                         flags |= TH_ECE;
1097         }
1098         
1099         /*
1100          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1101          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1102          * packets, we do not want the sequence number of the
1103          * retransmitted packet, we want the sequence number
1104          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1105          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1106          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1107          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1108          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1109          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1110          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1111          */
1112         if (sack_rxmit == 0) {
1113                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1114                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1115                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1116                 else
1117                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1118         } else {
1119                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1120                 p->rxmit += len;
1121                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1122         }
1123         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1124         if (optlen) {
1125                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1126                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1127         }
1128         th->th_flags = flags;
1129         /*
1130          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1131          * but avoid silly window syndrome.
1132          */
1133         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1134             recwin < (long)tp->t_maxseg)
1135                 recwin = 0;
1136         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1137             recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1138                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1139         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1140                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1141
1142         /*
1143          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1144          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1145          * case is handled in syncache.
1146          */
1147         if (flags & TH_SYN)
1148                 th->th_win = htons((u_short)
1149                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1150         else
1151                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1152
1153         /*
1154          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1155          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1156          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1157          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1158          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1159          * the connection.
1160          */
1161         if (th->th_win == 0) {
1162                 tp->t_sndzerowin++;
1163                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1164         } else
1165                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1166         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1167                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1168                 th->th_flags |= TH_URG;
1169         } else
1170                 /*
1171                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1172                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1173                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1174                  * number wraparound.
1175                  */
1176                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1177
1178 #ifdef TCP_SIGNATURE
1179         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1180                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1181                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1182                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1183         }
1184 #endif
1185
1186         /*
1187          * Put TCP length in extended header, and then
1188          * checksum extended header and data.
1189          */
1190         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1191         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1192 #ifdef INET6
1193         if (isipv6) {
1194                 /*
1195                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1196                  * in ip6_output.
1197                  */
1198                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1199                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1200                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1201         }
1202 #endif
1203 #if defined(INET6) && defined(INET)
1204         else
1205 #endif
1206 #ifdef INET
1207         {
1208                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1209                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1210                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1211
1212                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1213                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1214                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1215         }
1216 #endif
1217
1218         /*
1219          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1220          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1221          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1222          */
1223         if (tso) {
1224                 KASSERT(len > tp->t_maxopd - optlen,
1225                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1226                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1227                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1228         }
1229
1230 #ifdef IPSEC
1231         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1232             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u - %u != %u",
1233             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1234 #else
1235         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1236             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u != %u",
1237             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1238 #endif
1239
1240         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1241         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1242
1243 #ifdef TCPDEBUG
1244         /*
1245          * Trace.
1246          */
1247         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1248                 u_short save = 0;
1249 #ifdef INET6
1250                 if (!isipv6)
1251 #endif
1252                 {
1253                         save = ipov->ih_len;
1254                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1255                 }
1256                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1257 #ifdef INET6
1258                 if (!isipv6)
1259 #endif
1260                 ipov->ih_len = save;
1261         }
1262 #endif /* TCPDEBUG */
1263
1264         /*
1265          * Fill in IP length and desired time to live and
1266          * send to IP level.  There should be a better way
1267          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1268          * the template, but need a way to checksum without them.
1269          */
1270         /*
1271          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1272          * because in6_cksum() need it.
1273          */
1274 #ifdef INET6
1275         if (isipv6) {
1276                 struct route_in6 ro;
1277
1278                 bzero(&ro, sizeof(ro));
1279                 /*
1280                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1281                  * user might want to change the value via setsockopt.
1282                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1283                  * Neighbor Discovery.
1284                  */
1285                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1286
1287                 /*
1288                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1289                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1290                  * the option header lengths as well.
1291                  */
1292                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1293
1294                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss)
1295                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1296                 else
1297                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1298
1299                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1300                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1301
1302                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1303
1304                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1305                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts, &ro,
1306                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1307                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1308
1309                 if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1310                         mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1311                 RO_RTFREE(&ro);
1312         }
1313 #endif /* INET6 */
1314 #if defined(INET) && defined(INET6)
1315         else
1316 #endif
1317 #ifdef INET
1318     {
1319         struct route ro;
1320
1321         bzero(&ro, sizeof(ro));
1322         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1323 #ifdef INET6
1324         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1325                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1326 #endif /* INET6 */
1327         /*
1328          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1329          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1330          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1331          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1332          *
1333          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1334          */
1335         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss) {
1336                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1337                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1338         } else {
1339                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1340         }
1341
1342         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1343                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1344
1345         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1346
1347         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &ro,
1348             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1349             tp->t_inpcb);
1350
1351         if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1352                 mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1353         RO_RTFREE(&ro);
1354     }
1355 #endif /* INET */
1356
1357 out:
1358         /*
1359          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1360          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1361          */
1362         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 || 
1363             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1364                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1365
1366                 /*
1367                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1368                  */
1369                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1370                         if (flags & TH_SYN)
1371                                 tp->snd_nxt++;
1372                         if (flags & TH_FIN) {
1373                                 tp->snd_nxt++;
1374                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1375                         }
1376                 }
1377                 if (sack_rxmit)
1378                         goto timer;
1379                 tp->snd_nxt += len;
1380                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1381                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1382                         /*
1383                          * Time this transmission if not a retransmission and
1384                          * not currently timing anything.
1385                          */
1386                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1387                                 tp->t_rtttime = ticks;
1388                                 tp->t_rtseq = startseq;
1389                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1390                         }
1391                 }
1392
1393                 /*
1394                  * Set retransmit timer if not currently set,
1395                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1396                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1397                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1398                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1399                  * of retransmit time.
1400                  */
1401 timer:
1402                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1403                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1404                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1405                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1406                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1407                                 tp->t_rxtshift = 0;
1408                         }
1409                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1410                 } else if (len == 0 && so->so_snd.sb_cc &&
1411                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1412                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1413                         /*
1414                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1415                          * after a zero window condition. For example:
1416                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1417                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1418                          *    advertisement)
1419                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1420                          *
1421                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1422                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1423                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1424                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1425                          * not send zero window probes.
1426                          *
1427                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1428                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1429                          * persist timer is already set, then activate the
1430                          * persist timer.
1431                          */
1432                         tp->t_rxtshift = 0;
1433                         tcp_setpersist(tp);
1434                 }
1435         } else {
1436                 /*
1437                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1438                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1439                  */
1440                 int xlen = len;
1441                 if (flags & TH_SYN)
1442                         ++xlen;
1443                 if (flags & TH_FIN) {
1444                         ++xlen;
1445                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1446                 }
1447                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1448                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1449         }
1450
1451         if (error) {
1452
1453                 /*
1454                  * We know that the packet was lost, so back out the
1455                  * sequence number advance, if any.
1456                  *
1457                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1458                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1459                  * connection but the blocking may have been spurious
1460                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1461                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1462                  * timeouts do their work over time.
1463                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1464                  * away would be the really correct behavior instead.
1465                  */
1466                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1467                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1468                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1469                     (error != EPERM)) {
1470                         if (sack_rxmit) {
1471                                 p->rxmit -= len;
1472                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1473                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1474                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1475                         } else
1476                                 tp->snd_nxt -= len;
1477                 }
1478                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1479                 switch (error) {
1480                 case EPERM:
1481                         tp->t_softerror = error;
1482                         return (error);
1483                 case ENOBUFS:
1484                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1485                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1486                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1487                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1488                         return (0);
1489                 case EMSGSIZE:
1490                         /*
1491                          * For some reason the interface we used initially
1492                          * to send segments changed to another or lowered
1493                          * its MTU.
1494                          * If TSO was active we either got an interface
1495                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1496                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1497                          * it and try again.
1498                          */
1499                         if (tso)
1500                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1501                         if (mtu != 0) {
1502                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1503                                 goto again;
1504                         }
1505                         return (error);
1506                 case EHOSTDOWN:
1507                 case EHOSTUNREACH:
1508                 case ENETDOWN:
1509                 case ENETUNREACH:
1510                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1511                                 tp->t_softerror = error;
1512                                 return (0);
1513                         }
1514                         /* FALLTHROUGH */
1515                 default:
1516                         return (error);
1517                 }
1518         }
1519         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1520
1521         /*
1522          * Data sent (as far as we can tell).
1523          * If this advertises a larger window than any other segment,
1524          * then remember the size of the advertised window.
1525          * Any pending ACK has now been sent.
1526          */
1527         if (recwin >= 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1528                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1529         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1530         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1531         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1532                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1533 #if 0
1534         /*
1535          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1536          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1537          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1538          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1539          */
1540         if (sendalot && --maxburst)
1541                 goto again;
1542 #endif
1543         if (sendalot)
1544                 goto again;
1545         return (0);
1546 }
1547
1548 void
1549 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1550 {
1551         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1552         int tt;
1553
1554         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1555         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1556                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1557         /*
1558          * Start/restart persistance timer.
1559          */
1560         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1561                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1562         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1563         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1564                 tp->t_rxtshift++;
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1569  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1570  *
1571  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1572  * alignment for the scarce option space.
1573  *
1574  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1575  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1576  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1577  *
1578  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1579  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1580  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1581  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1582  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1583  */
1584 int
1585 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1586 {
1587         u_int mask, optlen = 0;
1588
1589         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1590                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1591                         continue;
1592                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1593                         break;
1594                 switch (to->to_flags & mask) {
1595                 case TOF_MSS:
1596                         while (optlen % 4) {
1597                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1598                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1599                         }
1600                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1601                                 continue;
1602                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1603                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1604                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1605                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1606                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1607                         optp += sizeof(to->to_mss);
1608                         break;
1609                 case TOF_SCALE:
1610                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1611                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1612                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1613                         }
1614                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1615                                 continue;
1616                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1617                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1618                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1619                         *optp++ = to->to_wscale;
1620                         break;
1621                 case TOF_SACKPERM:
1622                         while (optlen % 2) {
1623                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1624                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1625                         }
1626                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1627                                 continue;
1628                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1629                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1630                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1631                         break;
1632                 case TOF_TS:
1633                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1634                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1635                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1636                         }
1637                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1638                                 continue;
1639                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1640                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1641                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1642                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1643                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1644                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1645                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1646                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1647                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1648                         break;
1649                 case TOF_SIGNATURE:
1650                         {
1651                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1652
1653                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1654                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1655                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1656                         }
1657                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1658                                 continue;
1659                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1660                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1661                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1662                         to->to_signature = optp;
1663                         while (siglen--)
1664                                  *optp++ = 0;
1665                         break;
1666                         }
1667                 case TOF_SACK:
1668                         {
1669                         int sackblks = 0;
1670                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1671                         tcp_seq sack_seq;
1672
1673                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1674                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1675                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1676                         }
1677                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1678                                 continue;
1679                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1680                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1681                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1682                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1683                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1684                         while (sackblks--) {
1685                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1686                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1687                                 optp += sizeof(sack_seq);
1688                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1689                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1690                                 optp += sizeof(sack_seq);
1691                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1692                                 sack++;
1693                         }
1694                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1695                         break;
1696                         }
1697                 default:
1698                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1699                         break;
1700                 }
1701         }
1702
1703         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1704         if (optlen % 4) {
1705                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1706                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1707         }
1708         /*
1709          * According to RFC 793 (STD0007):
1710          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1711          *    must be header padding (i.e., zero)."
1712          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1713          */
1714         while (optlen % 4) {
1715                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1716                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1717         }
1718
1719         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1720         return (optlen);
1721 }