sys/netinet/tcp_output.c

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