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  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #include "opt_inet.h"
  36 #include "opt_inet6.h"
  37 #include "opt_ipsec.h"
  38 #include "opt_tcpdebug.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/domain.h>
  43 #ifdef TCP_HHOOK
  44 #include <sys/hhook.h>
  45 #endif
  46 #include <sys/kernel.h>
  47 #include <sys/lock.h>
  48 #include <sys/mbuf.h>
  49 #include <sys/mutex.h>
  50 #include <sys/protosw.h>
  51 #include <sys/sdt.h>
  52 #include <sys/socket.h>
  53 #include <sys/socketvar.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55
  56 #include <net/if.h>
  57 #include <net/route.h>
  58 #include <net/vnet.h>
  59
  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 #ifdef TCP_RFC7413
  73 #include <netinet/tcp_fastopen.h>
  74 #endif
  75 #include <netinet/tcp.h>
  76 #define TCPOUTFLAGS
  77 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  78 #include <netinet/tcp_seq.h>
  79 #include <netinet/tcp_timer.h>
  80 #include <netinet/tcp_var.h>
  81 #include <netinet/tcpip.h>
  82 #include <netinet/cc/cc.h>
  83 #ifdef TCPPCAP
  84 #include <netinet/tcp_pcap.h>
  85 #endif
  86 #ifdef TCPDEBUG
  87 #include <netinet/tcp_debug.h>
  88 #endif
  89 #ifdef TCP_OFFLOAD
  90 #include <netinet/tcp_offload.h>
  91 #endif
  92
  93 #include <netipsec/ipsec_support.h>
  94
  95 #include <machine/in_cksum.h>
  96
  97 #include <security/mac/mac_framework.h>
  98
  99 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
 100 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 101         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
 102         "Enable Path MTU Discovery");
 103
 104 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 105 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 106 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 107         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 108         "Enable TCP Segmentation Offload");
 109
 110 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
 111 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 112 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 113         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 114
 115 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 116 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 117 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 118         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 119         "Enable automatic send buffer sizing");
 120
 121 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 122 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 123 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 124         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 125         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 126
 127 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 128 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 129 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 130         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 131         "Max size of automatic send buffer");
 132
 133 VNET_DEFINE(int, tcp_sendbuf_auto_lowat) = 0;
 134 #define V_tcp_sendbuf_auto_lowat        VNET(tcp_sendbuf_auto_lowat)
 135 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto_lowat, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 136         &VNET_NAME(tcp_sendbuf_auto_lowat), 0,
 137         "Modify threshold for auto send buffer growth to account for SO_SNDLOWAT");
 138
 139 /*
 140  * Make sure that either retransmit or persist timer is set for SYN, FIN and
 141  * non-ACK.
 142  */
 143 #define TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, th_flags)                        \
 144         KASSERT(((len) == 0 && ((th_flags) & (TH_SYN | TH_FIN)) == 0) ||\
 145             tcp_timer_active((tp), TT_REXMT) ||                         \
 146             tcp_timer_active((tp), TT_PERSIST),                         \
 147             ("neither rexmt nor persist timer is set"))
 148
 149 #ifdef TCP_HHOOK
 150 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 151                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 152                             uint32_t len, int tso);
 153 #endif
 154 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 155
 156 #ifdef TCP_HHOOK
 157 /*
 158  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
 159  */
 160 static void inline
 161 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 162     struct tcpopt *to, uint32_t len, int tso)
 163 {
 164         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 165
 166         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 167                 hhook_data.tp = tp;
 168                 hhook_data.th = th;
 169                 hhook_data.to = to;
 170                 hhook_data.len = len;
 171                 hhook_data.tso = tso;
 172
 173                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 174                     tp->osd);
 175         }
 176 }
 177 #endif
 178
 179 /*
 180  * CC wrapper hook functions
 181  */
 182 static void inline
 183 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 184 {
 185         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 186
 187         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 188                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 193  */
 194 int
 195 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 196 {
 197         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 198         int32_t len;
 199         uint32_t recwin, sendwin;
 200         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 201         struct mbuf *m;
 202         struct ip *ip = NULL;
 203         struct ipovly *ipov = NULL;
 204         struct tcphdr *th;
 205         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 206         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 207 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 208         unsigned ipsec_optlen = 0;
 209 #endif
 210         int idle, sendalot;
 211         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 212         struct sackhole *p;
 213         int tso, mtu;
 214         struct tcpopt to;
 215 #if 0
 216         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 217 #endif
 218 #ifdef INET6
 219         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 220         int isipv6;
 221
 222         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 223 #endif
 224
 225         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 226
 227 #ifdef TCP_OFFLOAD
 228         if (tp->t_flags & TF_TOE)
 229                 return (tcp_offload_output(tp));
 230 #endif
 231
 232 #ifdef TCP_RFC7413
 233         /*
 234          * For TFO connections in SYN_RECEIVED, only allow the initial
 235          * SYN|ACK and those sent by the retransmit timer.
 236          */
 237         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 238             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 239             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&    /* initial SYN|ACK sent */
 240             (tp->snd_nxt != tp->snd_una))          /* not a retransmit */
 241                 return (0);
 242 #endif
 243         /*
 244          * Determine length of data that should be transmitted,
 245          * and flags that will be used.
 246          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 247          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 248          */
 249         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 250         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 251                 cc_after_idle(tp);
 252         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 253         if (idle) {
 254                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 255                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 256                         idle = 0;
 257                 }
 258         }
 259 again:
 260         /*
 261          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 262          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 263          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 264          */
 265         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 266             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 267                 tcp_sack_adjust(tp);
 268         sendalot = 0;
 269         tso = 0;
 270         mtu = 0;
 271         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 272         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 273
 274         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 275         /*
 276          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 277          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 278          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 279          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 280          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 281          */
 282         /*
 283          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 284          */
 285         sack_rxmit = 0;
 286         sack_bytes_rxmt = 0;
 287         len = 0;
 288         p = NULL;
 289         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 290             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 291                 uint32_t cwin;
 292
 293                 cwin =
 294                     imax(min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt, 0);
 295                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 296                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 297                         /*
 298                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 299                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 300                          * for this hole.
 301                          */
 302                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 303                                 /*
 304                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 305                                  * That data will be rexmitted in the next
 306                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 307                                  * moves past p->rxmit.
 308                                  */
 309                                 p = NULL;
 310                                 goto after_sack_rexmit;
 311                         } else
 312                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 313                                 len = ((int32_t)ulmin(cwin,
 314                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 315                 } else
 316                         len = ((int32_t)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 317                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 318                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 319                     __func__, off));
 320                 if (len > 0) {
 321                         sack_rxmit = 1;
 322                         sendalot = 1;
 323                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 324                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 325                             min(len, tp->t_maxseg));
 326                 }
 327         }
 328 after_sack_rexmit:
 329         /*
 330          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 331          * state flags.
 332          */
 333         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 334                 flags |= TH_FIN;
 335         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 336                 flags |= TH_SYN;
 337
 338         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 339         /*
 340          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 341          * Otherwise, if window is small but nonzero
 342          * and timer expired, we will send what we can
 343          * and go to transmit state.
 344          */
 345         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 346                 if (sendwin == 0) {
 347                         /*
 348                          * If we still have some data to send, then
 349                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 350                          * happen below when it realizes that we
 351                          * aren't sending all the data.  However,
 352                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 353                          * then it won't clear the FIN bit below,
 354                          * and if we are in persist state, we wind
 355                          * up sending the packet without recording
 356                          * that we sent the FIN bit.
 357                          *
 358                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 359                          * because if we don't have any more data
 360                          * to send then the probe will be the FIN
 361                          * itself.
 362                          */
 363                         if (off < sbused(&so->so_snd))
 364                                 flags &= ~TH_FIN;
 365                         sendwin = 1;
 366                 } else {
 367                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 368                         tp->t_rxtshift = 0;
 369                 }
 370         }
 371
 372         /*
 373          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 374          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 375          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 376          * its congestion window while receiving additional duplicate
 377          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 378          * to snd_max after the fast-retransmit.
 379          *
 380          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 381          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 382          * wind up 0.
 383          *
 384          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 385          * in which case len is already set.
 386          */
 387         if (sack_rxmit == 0) {
 388                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 389                         len = ((int32_t)ulmin(sbavail(&so->so_snd), sendwin) -
 390                             off);
 391                 else {
 392                         int32_t cwin;
 393
 394                         /*
 395                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 396                          * sending new data, having retransmitted all the
 397                          * data possible in the scoreboard.
 398                          */
 399                         len = ((int32_t)min(sbavail(&so->so_snd), tp->snd_wnd) -
 400                             off);
 401                         /*
 402                          * Don't remove this (len > 0) check !
 403                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 404                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 405                          * optimization issue - to force gcc to compute
 406                          * len above. Without this check, the computation
 407                          * of len is bungled by the optimizer.
 408                          */
 409                         if (len > 0) {
 410                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 411                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 412                                         sack_bytes_rxmt;
 413                                 if (cwin < 0)
 414                                         cwin = 0;
 415                                 len = imin(len, cwin);
 416                         }
 417                 }
 418         }
 419
 420         /*
 421          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 422          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 423          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 424          */
 425         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 426                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 427                         flags &= ~TH_SYN;
 428 #ifdef TCP_RFC7413
 429                 /*
 430                  * When sending additional segments following a TFO SYN|ACK,
 431                  * do not include the SYN bit.
 432                  */
 433                 if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 434                     (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED))
 435                         flags &= ~TH_SYN;
 436 #endif
 437                 off--, len++;
 438         }
 439
 440         /*
 441          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 442          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 443          * with not fully conformant TCP implementations.
 444          */
 445         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 446                 len = 0;
 447                 flags &= ~TH_FIN;
 448         }
 449
 450 #ifdef TCP_RFC7413
 451         /*
 452          * When retransmitting SYN|ACK on a passively-created TFO socket,
 453          * don't include data, as the presence of data may have caused the
 454          * original SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 455          */
 456         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 457             (((tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) && (tp->t_rxtshift > 0)) ||
 458              (flags & TH_RST)))
 459                 len = 0;
 460 #endif
 461         if (len <= 0) {
 462                 /*
 463                  * If FIN has been sent but not acked,
 464                  * but we haven't been called to retransmit,
 465                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 466                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 467                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 468                  * to (closed) window, and set the persist timer
 469                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 470                  * close completely, just wait for an ACK.
 471                  *
 472                  * We also do a general check here to ensure that
 473                  * we will set the persist timer when we have data
 474                  * to send, but a 0-byte window. This makes sure
 475                  * the persist timer is set even if the packet
 476                  * hits one of the "goto send" lines below.
 477                  */
 478                 len = 0;
 479                 if ((sendwin == 0) && (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state)) &&
 480                         (off < (int) sbavail(&so->so_snd))) {
 481                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 482                         tp->t_rxtshift = 0;
 483                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 484                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 485                                 tcp_setpersist(tp);
 486                 }
 487         }
 488
 489         /* len will be >= 0 after this point. */
 490         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 491
 492         /*
 493          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 494          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 495          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 496          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 497          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 498          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 499          * especially with many connections on busy servers.
 500          *
 501          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 502          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 503          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 504          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 505          *     have data to make use of it);
 506          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 507          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 508          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 509          *
 510          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 511          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 512          * maximum.
 513          *
 514          * It scales directly with slow start or congestion window
 515          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 516          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 517          * what is strictly necessary to make full use of a given
 518          * delay*bandwidth product.  However testing has shown this not
 519          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 520          * of available bandwidth (the non-use of it) for wasting some
 521          * socket buffer memory.
 522          *
 523          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 524          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 525          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 526          *
 527          * XXXGL: should there be used sbused() or sbavail()?
 528          */
 529         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 530                 int autosndbuf_mod = 0;
 531                 if (V_tcp_sendbuf_auto_lowat)
 532                         autosndbuf_mod = so->so_snd.sb_lowat;
 533
 534                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat - autosndbuf_mod &&
 535                     sbused(&so->so_snd) >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) - autosndbuf_mod &&
 536                     sbused(&so->so_snd) < V_tcp_autosndbuf_max &&
 537                     sendwin >= (sbused(&so->so_snd) -
 538                     (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 539                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 540                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 541                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 542                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 543                 }
 544         }
 545
 546         /*
 547          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 548          * hardware).
 549          *
 550          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 551          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 552          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 553          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 554          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 555          * segment or packet.
 556          *
 557          * IPv4 handling has a clear separation of ip options and ip header
 558          * flags while IPv6 combines both in in6p_outputopts. ip6_optlen() does
 559          * the right thing below to provide length of just ip options and thus
 560          * checking for ipoptlen is enough to decide if ip options are present.
 561          */
 562 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 563         /*
 564          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 565          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 566          */
 567 #ifdef INET6
 568         if (isipv6 && IPSEC_ENABLED(ipv6))
 569                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv6, tp->t_inpcb);
 570 #ifdef INET
 571         else
 572 #endif
 573 #endif /* INET6 */
 574 #ifdef INET
 575         if (IPSEC_ENABLED(ipv4))
 576                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv4, tp->t_inpcb);
 577 #endif /* INET */
 578 #endif /* IPSEC */
 579 #ifdef INET6
 580         if (isipv6)
 581                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 582         else
 583 #endif
 584         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 585                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 586                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 587         else
 588                 ipoptlen = 0;
 589 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 590         ipoptlen += ipsec_optlen;
 591 #endif
 592
 593         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 594             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 595             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 596             ipoptlen == 0)
 597                 tso = 1;
 598
 599         if (sack_rxmit) {
 600                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + sbused(&so->so_snd)))
 601                         flags &= ~TH_FIN;
 602         } else {
 603                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una +
 604                     sbused(&so->so_snd)))
 605                         flags &= ~TH_FIN;
 606         }
 607
 608         recwin = lmin(lmax(sbspace(&so->so_rcv), 0),
 609             (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 610
 611         /*
 612          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 613          * conditions when len is non-zero:
 614          *
 615          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 616          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 617          *        either idle or running NODELAY
 618          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 619          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 620          *        data (receiver may be limited the window size)
 621          *      - we need to retransmit
 622          */
 623         if (len) {
 624                 if (len >= tp->t_maxseg)
 625                         goto send;
 626                 /*
 627                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 628                  * end may occur synchronously with the output and cause
 629                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 630                  *
 631                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 632                  */
 633                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 634                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 635                     (uint32_t)len + (uint32_t)off >= sbavail(&so->so_snd) &&
 636                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 637                         goto send;
 638                 }
 639                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 640                         goto send;
 641                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 642                         goto send;
 643                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 644                         goto send;
 645                 if (sack_rxmit)
 646                         goto send;
 647         }
 648
 649         /*
 650          * Sending of standalone window updates.
 651          *
 652          * Window updates are important when we close our window due to a
 653          * full socket buffer and are opening it again after the application
 654          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
 655          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
 656          * provides the most current window information.
 657          *
 658          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
 659          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
 660          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
 661          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
 662          * and the application is doing small reads.
 663          *
 664          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
 665          * an update when we can increase the advertized window by more
 666          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
 667          * getting full or is very small be more aggressive and send an
 668          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
 669          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
 670          * carry further window increases.
 671          *
 672          * Don't send an independent window update if a delayed
 673          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
 674          * remote side already has done a half-close and won't send
 675          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
 676          * half-open state.
 677          */
 678         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 679             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
 680             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 681                 /*
 682                  * "adv" is the amount we could increase the window,
 683                  * taking into account that we are limited by
 684                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 685                  */
 686                 int32_t adv;
 687                 int oldwin;
 688
 689                 adv = recwin;
 690                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 691                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 692                         adv -= oldwin;
 693                 } else
 694                         oldwin = 0;
 695
 696                 /*
 697                  * If the new window size ends up being the same as or less
 698                  * than the old size when it is scaled, then don't force
 699                  * a window update.
 700                  */
 701                 if (oldwin >> tp->rcv_scale >= (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 702                         goto dontupdate;
 703
 704                 if (adv >= (int32_t)(2 * tp->t_maxseg) &&
 705                     (adv >= (int32_t)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
 706                      recwin <= (so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
 707                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg))
 708                         goto send;
 709                 if (2 * adv >= (int32_t)so->so_rcv.sb_hiwat)
 710                         goto send;
 711         }
 712 dontupdate:
 713
 714         /*
 715          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 716          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 717          */
 718         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 719                 goto send;
 720         if ((flags & TH_RST) ||
 721             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 722                 goto send;
 723         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 724                 goto send;
 725         /*
 726          * If our state indicates that FIN should be sent
 727          * and we have not yet done so, then we need to send.
 728          */
 729         if (flags & TH_FIN &&
 730             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 731                 goto send;
 732         /*
 733          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 734          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 735          * that the retransmission timer is set.
 736          */
 737         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 738             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 739             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 740             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 741                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 742                 goto just_return;
 743         }
 744         /*
 745          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 746          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 747          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 748          *      idle                    not doing retransmits or persists
 749          *      persisting              to move a small or zero window
 750          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 751          *
 752          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 753          *      is true when we are in persist state.
 754          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 755          *      is set when we are called to send a persist packet.
 756          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 757          *      is set when we are retransmitting
 758          * The output side is idle when both timers are zero.
 759          *
 760          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 761          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 762          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 763          * if window is nonzero, transmit what we can,
 764          * otherwise force out a byte.
 765          */
 766         if (sbavail(&so->so_snd) && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 767             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 768                 tp->t_rxtshift = 0;
 769                 tcp_setpersist(tp);
 770         }
 771
 772         /*
 773          * No reason to send a segment, just return.
 774          */
 775 just_return:
 776         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 777         return (0);
 778
 779 send:
 780         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 781         if (len > 0) {
 782                 if (len >= tp->t_maxseg)
 783                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 784                 else
 785                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 786         }
 787         /*
 788          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 789          * unless TCP set not to do any options.
 790          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 791          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 792          * link header, i.e.
 793          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 794          */
 795         optlen = 0;
 796 #ifdef INET6
 797         if (isipv6)
 798                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 799         else
 800 #endif
 801                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 802
 803         /*
 804          * Compute options for segment.
 805          * We only have to care about SYN and established connection
 806          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 807          * syncache.
 808          */
 809         to.to_flags = 0;
 810         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 811                 /* Maximum segment size. */
 812                 if (flags & TH_SYN) {
 813                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 814                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 815                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 816 #ifdef TCP_RFC7413
 817                         /*
 818                          * Only include the TFO option on the first
 819                          * transmission of the SYN|ACK on a
 820                          * passively-created TFO socket, as the presence of
 821                          * the TFO option may have caused the original
 822                          * SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 823                          */
 824                         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 825                             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 826                             (tp->t_rxtshift == 0)) {
 827                                 to.to_tfo_len = TCP_FASTOPEN_COOKIE_LEN;
 828                                 to.to_tfo_cookie = (u_char *)&tp->t_tfo_cookie;
 829                                 to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
 830                         }
 831 #endif
 832                 }
 833                 /* Window scaling. */
 834                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 835                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 836                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 837                 }
 838                 /* Timestamps. */
 839                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 840                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 841                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
 842                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 843                         to.to_flags |= TOF_TS;
 844                 }
 845
 846                 /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 847                 if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 848                     (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 849                         tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 850
 851                 /* Selective ACK's. */
 852                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 853                         if (flags & TH_SYN)
 854                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 855                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 856                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 857                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 858                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 859                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 860                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 861                         }
 862                 }
 863 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
 864                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 865                 /*
 866                  * Check that TCP_MD5SIG is enabled in tcpcb to
 867                  * account the size needed to set this TCP option.
 868                  */
 869                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 870                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 871 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 872
 873                 /* Processing the options. */
 874                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 875         }
 876
 877         /*
 878          * Adjust data length if insertion of options will
 879          * bump the packet length beyond the t_maxseg length.
 880          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 881          * the segment.
 882          */
 883         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxseg) {
 884                 flags &= ~TH_FIN;
 885
 886                 if (tso) {
 887                         u_int if_hw_tsomax;
 888                         u_int if_hw_tsomaxsegcount;
 889                         u_int if_hw_tsomaxsegsize;
 890                         struct mbuf *mb;
 891                         u_int moff;
 892                         int max_len;
 893
 894                         /* extract TSO information */
 895                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
 896                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
 897                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
 898
 899                         /*
 900                          * Limit a TSO burst to prevent it from
 901                          * overflowing or exceeding the maximum length
 902                          * allowed by the network interface:
 903                          */
 904                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 905                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 906
 907                         /*
 908                          * Check if we should limit by maximum payload
 909                          * length:
 910                          */
 911                         if (if_hw_tsomax != 0) {
 912                                 /* compute maximum TSO length */
 913                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen -
 914                                     max_linkhdr);
 915                                 if (max_len <= 0) {
 916                                         len = 0;
 917                                 } else if (len > max_len) {
 918                                         sendalot = 1;
 919                                         len = max_len;
 920                                 }
 921                         }
 922
 923                         /*
 924                          * Check if we should limit by maximum segment
 925                          * size and count:
 926                          */
 927                         if (if_hw_tsomaxsegcount != 0 &&
 928                             if_hw_tsomaxsegsize != 0) {
 929                                 /*
 930                                  * Subtract one segment for the LINK
 931                                  * and TCP/IP headers mbuf that will
 932                                  * be prepended to this mbuf chain
 933                                  * after the code in this section
 934                                  * limits the number of mbufs in the
 935                                  * chain to if_hw_tsomaxsegcount.
 936                                  */
 937                                 if_hw_tsomaxsegcount -= 1;
 938                                 max_len = 0;
 939                                 mb = sbsndmbuf(&so->so_snd, off, &moff);
 940
 941                                 while (mb != NULL && max_len < len) {
 942                                         u_int mlen;
 943                                         u_int frags;
 944
 945                                         /*
 946                                          * Get length of mbuf fragment
 947                                          * and how many hardware frags,
 948                                          * rounded up, it would use:
 949                                          */
 950                                         mlen = (mb->m_len - moff);
 951                                         frags = howmany(mlen,
 952                                             if_hw_tsomaxsegsize);
 953
 954                                         /* Handle special case: Zero Length Mbuf */
 955                                         if (frags == 0)
 956                                                 frags = 1;
 957
 958                                         /*
 959                                          * Check if the fragment limit
 960                                          * will be reached or exceeded:
 961                                          */
 962                                         if (frags >= if_hw_tsomaxsegcount) {
 963                                                 max_len += min(mlen,
 964                                                     if_hw_tsomaxsegcount *
 965                                                     if_hw_tsomaxsegsize);
 966                                                 break;
 967                                         }
 968                                         max_len += mlen;
 969                                         if_hw_tsomaxsegcount -= frags;
 970                                         moff = 0;
 971                                         mb = mb->m_next;
 972                                 }
 973                                 if (max_len <= 0) {
 974                                         len = 0;
 975                                 } else if (len > max_len) {
 976                                         sendalot = 1;
 977                                         len = max_len;
 978                                 }
 979                         }
 980
 981                         /*
 982                          * Prevent the last segment from being
 983                          * fractional unless the send sockbuf can be
 984                          * emptied:
 985                          */
 986                         max_len = (tp->t_maxseg - optlen);
 987                         if (((uint32_t)off + (uint32_t)len) <
 988                             sbavail(&so->so_snd)) {
 989                                 moff = len % max_len;
 990                                 if (moff != 0) {
 991                                         len -= moff;
 992                                         sendalot = 1;
 993                                 }
 994                         }
 995
 996                         /*
 997                          * In case there are too many small fragments
 998                          * don't use TSO:
 999                          */
1000                         if (len <= max_len) {
1001                                 len = max_len;
1002                                 sendalot = 1;
1003                                 tso = 0;
1004                         }
1005
1006                         /*
1007                          * Send the FIN in a separate segment
1008                          * after the bulk sending is done.
1009                          * We don't trust the TSO implementations
1010                          * to clear the FIN flag on all but the
1011                          * last segment.
1012                          */
1013                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
1014                                 sendalot = 1;
1015
1016                 } else {
1017                         len = tp->t_maxseg - optlen - ipoptlen;
1018                         sendalot = 1;
1019                 }
1020         } else
1021                 tso = 0;
1022
1023         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
1024             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
1025
1026 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
1027 #ifdef INET6
1028         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
1029 #else
1030         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
1031 #endif
1032                 panic("tcphdr too big");
1033 /*#endif*/
1034
1035         /*
1036          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
1037          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
1038          */
1039         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
1040
1041         /*
1042          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
1043          * be transmitted, and initialize the header from
1044          * the template for sends on this connection.
1045          */
1046         if (len) {
1047                 struct mbuf *mb;
1048                 u_int moff;
1049
1050                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
1051                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
1052                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
1053                         tp->t_sndrexmitpack++;
1054                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
1055                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
1056                 } else {
1057                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
1058                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
1059                 }
1060 #ifdef INET6
1061                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
1062                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
1063                 else
1064 #endif
1065                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1066
1067                 if (m == NULL) {
1068                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1069                         error = ENOBUFS;
1070                         sack_rxmit = 0;
1071                         goto out;
1072                 }
1073
1074                 m->m_data += max_linkhdr;
1075                 m->m_len = hdrlen;
1076
1077                 /*
1078                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
1079                  * to the offset in the socket buffer chain.
1080                  */
1081                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
1082
1083                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
1084                         m_copydata(mb, moff, len,
1085                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
1086                         m->m_len += len;
1087                 } else {
1088                         m->m_next = m_copym(mb, moff, len, M_NOWAIT);
1089                         if (m->m_next == NULL) {
1090                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1091                                 (void) m_free(m);
1092                                 error = ENOBUFS;
1093                                 sack_rxmit = 0;
1094                                 goto out;
1095                         }
1096                 }
1097
1098                 /*
1099                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
1100                  * (This will keep happy those implementations which only
1101                  * give data to the user when a buffer fills or
1102                  * a PUSH comes in.)
1103                  */
1104                 if (((uint32_t)off + (uint32_t)len == sbused(&so->so_snd)) &&
1105                     !(flags & TH_SYN))
1106                         flags |= TH_PUSH;
1107                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1108         } else {
1109                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1110                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
1111                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1112                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
1113                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
1114                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1115                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1116                 else
1117                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1118
1119                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1120                 if (m == NULL) {
1121                         error = ENOBUFS;
1122                         sack_rxmit = 0;
1123                         goto out;
1124                 }
1125 #ifdef INET6
1126                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1127                     MHLEN >= hdrlen) {
1128                         M_ALIGN(m, hdrlen);
1129                 } else
1130 #endif
1131                 m->m_data += max_linkhdr;
1132                 m->m_len = hdrlen;
1133         }
1134         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1135         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1136 #ifdef MAC
1137         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1138 #endif
1139 #ifdef INET6
1140         if (isipv6) {
1141                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1142                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1143                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1144         } else
1145 #endif /* INET6 */
1146         {
1147                 ip = mtod(m, struct ip *);
1148                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1149                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1150                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1151         }
1152
1153         /*
1154          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1155          * window for use in delaying messages about window sizes.
1156          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1157          */
1158         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1159             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1160                 tp->snd_nxt--;
1161         /*
1162          * If we are starting a connection, send ECN setup
1163          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1164          * resend those bits a number of times as per
1165          * RFC 3168.
1166          */
1167         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn == 1) {
1168                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1169                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1170                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1171                 } else
1172                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1173         }
1174
1175         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1176             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
1177                 /*
1178                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1179                  * ECN capable transmission (ECT).
1180                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1181                  */
1182                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1183                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1184 #ifdef INET6
1185                         if (isipv6)
1186                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1187                         else
1188 #endif
1189                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1190                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1191                 }
1192
1193                 /*
1194                  * Reply with proper ECN notifications.
1195                  */
1196                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
1197                         flags |= TH_CWR;
1198                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
1199                 }
1200                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
1201                         flags |= TH_ECE;
1202         }
1203
1204         /*
1205          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1206          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1207          * packets, we do not want the sequence number of the
1208          * retransmitted packet, we want the sequence number
1209          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1210          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1211          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1212          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1213          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1214          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1215          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1216          */
1217         if (sack_rxmit == 0) {
1218                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1219                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1220                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1221                 else
1222                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1223         } else {
1224                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1225                 p->rxmit += len;
1226                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1227         }
1228         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1229         if (optlen) {
1230                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1231                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1232         }
1233         th->th_flags = flags;
1234         /*
1235          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1236          * but avoid silly window syndrome.
1237          */
1238         if (recwin < (so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1239             recwin < tp->t_maxseg)
1240                 recwin = 0;
1241         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1242             recwin < (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1243                 recwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1244
1245         /*
1246          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1247          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1248          * case is handled in syncache.
1249          */
1250         if (flags & TH_SYN)
1251                 th->th_win = htons((u_short)
1252                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1253         else
1254                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1255
1256         /*
1257          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1258          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1259          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1260          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1261          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1262          * the connection.
1263          */
1264         if (th->th_win == 0) {
1265                 tp->t_sndzerowin++;
1266                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1267         } else
1268                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1269         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1270                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1271                 th->th_flags |= TH_URG;
1272         } else
1273                 /*
1274                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1275                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1276                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1277                  * number wraparound.
1278                  */
1279                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1280
1281         /*
1282          * Put TCP length in extended header, and then
1283          * checksum extended header and data.
1284          */
1285         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1286         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1287
1288 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1289         if (to.to_flags & TOF_SIGNATURE) {
1290                 /*
1291                  * Calculate MD5 signature and put it into the place
1292                  * determined before.
1293                  * NOTE: since TCP options buffer doesn't point into
1294                  * mbuf's data, calculate offset and use it.
1295                  */
1296                 if (!TCPMD5_ENABLED() || TCPMD5_OUTPUT(m, th,
1297                     (u_char *)(th + 1) + (to.to_signature - opt)) != 0) {
1298                         /*
1299                          * Do not send segment if the calculation of MD5
1300                          * digest has failed.
1301                          */
1302                         goto out;
1303                 }
1304         }
1305 #endif
1306 #ifdef INET6
1307         if (isipv6) {
1308                 /*
1309                  * There is no need to fill in ip6_plen right now.
1310                  * It will be filled later by ip6_output.
1311                  */
1312                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1313                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1314                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1315         }
1316 #endif
1317 #if defined(INET6) && defined(INET)
1318         else
1319 #endif
1320 #ifdef INET
1321         {
1322                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1323                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1324                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1325
1326                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1327                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1328                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1329         }
1330 #endif
1331
1332         /*
1333          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1334          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1335          */
1336         if (tso) {
1337                 KASSERT(len > tp->t_maxseg - optlen,
1338                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1339                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1340                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxseg - optlen;
1341         }
1342
1343 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
1344         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1345             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u + %u - %u != %u",
1346             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1347 #else
1348         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1349             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u + %u != %u",
1350             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1351 #endif
1352
1353 #ifdef TCP_HHOOK
1354         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1355         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1356 #endif
1357
1358 #ifdef TCPDEBUG
1359         /*
1360          * Trace.
1361          */
1362         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1363                 u_short save = 0;
1364 #ifdef INET6
1365                 if (!isipv6)
1366 #endif
1367                 {
1368                         save = ipov->ih_len;
1369                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1370                 }
1371                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1372 #ifdef INET6
1373                 if (!isipv6)
1374 #endif
1375                 ipov->ih_len = save;
1376         }
1377 #endif /* TCPDEBUG */
1378         TCP_PROBE3(debug__output, tp, th, m);
1379
1380         /*
1381          * Fill in IP length and desired time to live and
1382          * send to IP level.  There should be a better way
1383          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1384          * the template, but need a way to checksum without them.
1385          */
1386         /*
1387          * m->m_pkthdr.len should have been set before checksum calculation,
1388          * because in6_cksum() need it.
1389          */
1390 #ifdef INET6
1391         if (isipv6) {
1392                 /*
1393                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1394                  * user might want to change the value via setsockopt.
1395                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1396                  * Neighbor Discovery.
1397                  */
1398                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1399
1400                 /*
1401                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1402                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1403                  * the option header lengths as well.
1404                  */
1405                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1406
1407                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss)
1408                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1409                 else
1410                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1411
1412                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1413                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1414
1415                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1416
1417 #ifdef TCPPCAP
1418                 /* Save packet, if requested. */
1419                 tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1420 #endif
1421
1422                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1423                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts,
1424                     &tp->t_inpcb->inp_route6,
1425                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1426                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1427
1428                 if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt != NULL)
1429                         mtu = tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt->rt_mtu;
1430         }
1431 #endif /* INET6 */
1432 #if defined(INET) && defined(INET6)
1433         else
1434 #endif
1435 #ifdef INET
1436     {
1437         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1438 #ifdef INET6
1439         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1440                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1441 #endif /* INET6 */
1442         /*
1443          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1444          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1445          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1446          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1447          *
1448          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1449          */
1450         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss) {
1451                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1452                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1453         } else {
1454                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1455         }
1456
1457         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1458                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1459
1460         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1461
1462 #ifdef TCPPCAP
1463         /* Save packet, if requested. */
1464         tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1465 #endif
1466
1467         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &tp->t_inpcb->inp_route,
1468             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1469             tp->t_inpcb);
1470
1471         if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt != NULL)
1472                 mtu = tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt->rt_mtu;
1473     }
1474 #endif /* INET */
1475
1476 out:
1477         /*
1478          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1479          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1480          */
1481         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1482             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1483                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1484
1485                 /*
1486                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1487                  */
1488                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1489                         if (flags & TH_SYN)
1490                                 tp->snd_nxt++;
1491                         if (flags & TH_FIN) {
1492                                 tp->snd_nxt++;
1493                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1494                         }
1495                 }
1496                 if (sack_rxmit)
1497                         goto timer;
1498                 tp->snd_nxt += len;
1499                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1500                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1501                         /*
1502                          * Time this transmission if not a retransmission and
1503                          * not currently timing anything.
1504                          */
1505                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1506                                 tp->t_rtttime = ticks;
1507                                 tp->t_rtseq = startseq;
1508                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1509                         }
1510                 }
1511
1512                 /*
1513                  * Set retransmit timer if not currently set,
1514                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1515                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1516                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1517                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1518                  * of retransmit time.
1519                  */
1520 timer:
1521                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1522                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1523                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1524                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1525                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1526                                 tp->t_rxtshift = 0;
1527                         }
1528                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1529                 } else if (len == 0 && sbavail(&so->so_snd) &&
1530                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1531                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1532                         /*
1533                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1534                          * after a zero window condition. For example:
1535                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1536                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1537                          *    advertisement)
1538                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1539                          *
1540                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1541                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1542                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1543                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1544                          * not send zero window probes.
1545                          *
1546                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1547                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1548                          * persist timer is already set, then activate the
1549                          * persist timer.
1550                          */
1551                         tp->t_rxtshift = 0;
1552                         tcp_setpersist(tp);
1553                 }
1554         } else {
1555                 /*
1556                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1557                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1558                  */
1559                 int xlen = len;
1560                 if (flags & TH_SYN)
1561                         ++xlen;
1562                 if (flags & TH_FIN) {
1563                         ++xlen;
1564                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1565                 }
1566                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1567                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1568         }
1569
1570         if (error) {
1571
1572                 /*
1573                  * We know that the packet was lost, so back out the
1574                  * sequence number advance, if any.
1575                  *
1576                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1577                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1578                  * connection but the blocking may have been spurious
1579                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1580                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1581                  * timeouts do their work over time.
1582                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1583                  * away would be the really correct behavior instead.
1584                  */
1585                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1586                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1587                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1588                     (error != EPERM)) {
1589                         if (sack_rxmit) {
1590                                 p->rxmit -= len;
1591                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1592                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1593                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1594                         } else
1595                                 tp->snd_nxt -= len;
1596                 }
1597                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1598                 switch (error) {
1599                 case EACCES:
1600                         tp->t_softerror = error;
1601                         return (0);
1602                 case EPERM:
1603                         tp->t_softerror = error;
1604                         return (error);
1605                 case ENOBUFS:
1606                         TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, flags);
1607                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1608                         return (0);
1609                 case EMSGSIZE:
1610                         /*
1611                          * For some reason the interface we used initially
1612                          * to send segments changed to another or lowered
1613                          * its MTU.
1614                          * If TSO was active we either got an interface
1615                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1616                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1617                          * it and try again.
1618                          */
1619                         if (tso)
1620                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1621                         if (mtu != 0) {
1622                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1623                                 goto again;
1624                         }
1625                         return (error);
1626                 case EHOSTDOWN:
1627                 case EHOSTUNREACH:
1628                 case ENETDOWN:
1629                 case ENETUNREACH:
1630                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1631                                 tp->t_softerror = error;
1632                                 return (0);
1633                         }
1634                         /* FALLTHROUGH */
1635                 default:
1636                         return (error);
1637                 }
1638         }
1639         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1640
1641         /*
1642          * Data sent (as far as we can tell).
1643          * If this advertises a larger window than any other segment,
1644          * then remember the size of the advertised window.
1645          * Any pending ACK has now been sent.
1646          */
1647         if (SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1648                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1649         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1650         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1651         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1652                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1653 #if 0
1654         /*
1655          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1656          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1657          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1658          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1659          */
1660         if (sendalot && --maxburst)
1661                 goto again;
1662 #endif
1663         if (sendalot)
1664                 goto again;
1665         return (0);
1666 }
1667
1668 void
1669 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1670 {
1671         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1672         int tt;
1673
1674         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1675         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1676                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1677         /*
1678          * Start/restart persistence timer.
1679          */
1680         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1681                       tcp_persmin, tcp_persmax);
1682         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1683         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1684                 tp->t_rxtshift++;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1689  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1690  *
1691  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1692  * alignment for the scarce option space.
1693  *
1694  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1695  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1696  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1697  *
1698  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1699  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1700  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1701  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1702  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1703  */
1704 int
1705 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1706 {
1707         u_int32_t mask, optlen = 0;
1708
1709         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1710                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1711                         continue;
1712                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1713                         break;
1714                 switch (to->to_flags & mask) {
1715                 case TOF_MSS:
1716                         while (optlen % 4) {
1717                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1718                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1719                         }
1720                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1721                                 continue;
1722                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1723                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1724                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1725                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1726                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1727                         optp += sizeof(to->to_mss);
1728                         break;
1729                 case TOF_SCALE:
1730                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1731                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1732                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1733                         }
1734                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1735                                 continue;
1736                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1737                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1738                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1739                         *optp++ = to->to_wscale;
1740                         break;
1741                 case TOF_SACKPERM:
1742                         while (optlen % 2) {
1743                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1744                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1745                         }
1746                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1747                                 continue;
1748                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1749                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1750                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1751                         break;
1752                 case TOF_TS:
1753                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1754                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1755                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1756                         }
1757                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1758                                 continue;
1759                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1760                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1761                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1762                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1763                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1764                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1765                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1766                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1767                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1768                         break;
1769                 case TOF_SIGNATURE:
1770                         {
1771                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1772
1773                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1774                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1775                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1776                         }
1777                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE) {
1778                                 to->to_flags &= ~TOF_SIGNATURE;
1779                                 continue;
1780                         }
1781                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1782                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1783                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1784                         to->to_signature = optp;
1785                         while (siglen--)
1786                                  *optp++ = 0;
1787                         break;
1788                         }
1789                 case TOF_SACK:
1790                         {
1791                         int sackblks = 0;
1792                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1793                         tcp_seq sack_seq;
1794
1795                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1796                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1797                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1798                         }
1799                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1800                                 continue;
1801                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1802                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1803                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1804                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1805                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1806                         while (sackblks--) {
1807                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1808                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1809                                 optp += sizeof(sack_seq);
1810                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1811                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1812                                 optp += sizeof(sack_seq);
1813                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1814                                 sack++;
1815                         }
1816                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1817                         break;
1818                         }
1819 #ifdef TCP_RFC7413
1820                 case TOF_FASTOPEN:
1821                         {
1822                         int total_len;
1823
1824                         /* XXX is there any point to aligning this option? */
1825                         total_len = TCPOLEN_FAST_OPEN_EMPTY + to->to_tfo_len;
1826                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < total_len)
1827                                 continue;
1828                         *optp++ = TCPOPT_FAST_OPEN;
1829                         *optp++ = total_len;
1830                         if (to->to_tfo_len > 0) {
1831                                 bcopy(to->to_tfo_cookie, optp, to->to_tfo_len);
1832                                 optp += to->to_tfo_len;
1833                         }
1834                         optlen += total_len;
1835                         break;
1836                         }
1837 #endif
1838                 default:
1839                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1840                         break;
1841                 }
1842         }
1843
1844         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1845         if (optlen % 4) {
1846                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1847                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1848         }
1849         /*
1850          * According to RFC 793 (STD0007):
1851          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1852          *    must be header padding (i.e., zero)."
1853          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1854          */
1855         while (optlen % 4) {
1856                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1857                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1858         }
1859
1860         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1861         return (optlen);
1862 }