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 #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 #ifdef IPSEC
  94 #include <netipsec/ipsec.h>
  95 #endif /*IPSEC*/
  96
  97 #include <machine/in_cksum.h>
  98
  99 #include <security/mac/mac_framework.h>
 100
 101 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
 102 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 103         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
 104         "Enable Path MTU Discovery");
 105
 106 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 107 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 108 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 109         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 110         "Enable TCP Segmentation Offload");
 111
 112 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
 113 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 114 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 115         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 116
 117 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 118 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 119 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 120         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 121         "Enable automatic send buffer sizing");
 122
 123 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 124 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 125 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 126         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 127         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 128
 129 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 130 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 131 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 132         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 133         "Max size of automatic send buffer");
 134
 135 /*
 136  * Make sure that either retransmit or persist timer is set for SYN, FIN and
 137  * non-ACK.
 138  */
 139 #define TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, th_flags)                        \
 140         KASSERT(((len) == 0 && ((th_flags) & (TH_SYN | TH_FIN)) == 0) ||\
 141             tcp_timer_active((tp), TT_REXMT) ||                         \
 142             tcp_timer_active((tp), TT_PERSIST),                         \
 143             ("neither rexmt nor persist timer is set"))
 144
 145 #ifdef TCP_HHOOK
 146 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 147                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 148                             uint32_t len, int tso);
 149 #endif
 150 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 151
 152 #ifdef TCP_HHOOK
 153 /*
 154  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
 155  */
 156 static void inline
 157 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 158     struct tcpopt *to, uint32_t len, int tso)
 159 {
 160         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 161
 162         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 163                 hhook_data.tp = tp;
 164                 hhook_data.th = th;
 165                 hhook_data.to = to;
 166                 hhook_data.len = len;
 167                 hhook_data.tso = tso;
 168
 169                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 170                     tp->osd);
 171         }
 172 }
 173 #endif
 174
 175 /*
 176  * CC wrapper hook functions
 177  */
 178 static void inline
 179 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 180 {
 181         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 182
 183         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 184                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 189  */
 190 int
 191 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 192 {
 193         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 194         int32_t len;
 195         uint32_t recwin, sendwin;
 196         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 197         struct mbuf *m;
 198         struct ip *ip = NULL;
 199         struct ipovly *ipov = NULL;
 200         struct tcphdr *th;
 201         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 202         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 203 #ifdef IPSEC
 204         unsigned ipsec_optlen = 0;
 205 #endif
 206         int idle, sendalot;
 207         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 208         struct sackhole *p;
 209         int tso, mtu;
 210         struct tcpopt to;
 211 #if 0
 212         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 213 #endif
 214 #ifdef INET6
 215         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 216         int isipv6;
 217
 218         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 219 #endif
 220
 221         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 222
 223 #ifdef TCP_OFFLOAD
 224         if (tp->t_flags & TF_TOE)
 225                 return (tcp_offload_output(tp));
 226 #endif
 227
 228 #ifdef TCP_RFC7413
 229         /*
 230          * For TFO connections in SYN_RECEIVED, only allow the initial
 231          * SYN|ACK and those sent by the retransmit timer.
 232          */
 233         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 234             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 235             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&    /* initial SYN|ACK sent */
 236             (tp->snd_nxt != tp->snd_una))          /* not a retransmit */
 237                 return (0);
 238 #endif
 239         /*
 240          * Determine length of data that should be transmitted,
 241          * and flags that will be used.
 242          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 243          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 244          */
 245         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 246         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 247                 cc_after_idle(tp);
 248         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 249         if (idle) {
 250                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 251                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 252                         idle = 0;
 253                 }
 254         }
 255 again:
 256         /*
 257          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 258          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 259          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 260          */
 261         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 262             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 263                 tcp_sack_adjust(tp);
 264         sendalot = 0;
 265         tso = 0;
 266         mtu = 0;
 267         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 268         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 269
 270         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 271         /*
 272          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 273          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 274          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 275          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 276          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 277          */
 278         /*
 279          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 280          */
 281         sack_rxmit = 0;
 282         sack_bytes_rxmt = 0;
 283         len = 0;
 284         p = NULL;
 285         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 286             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 287                 uint32_t cwin;
 288
 289                 cwin =
 290                     imax(min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt, 0);
 291                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 292                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 293                         /*
 294                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 295                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 296                          * for this hole.
 297                          */
 298                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 299                                 /*
 300                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 301                                  * That data will be rexmitted in the next
 302                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 303                                  * moves past p->rxmit.
 304                                  */
 305                                 p = NULL;
 306                                 goto after_sack_rexmit;
 307                         } else
 308                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 309                                 len = ((int32_t)ulmin(cwin,
 310                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 311                 } else
 312                         len = ((int32_t)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 313                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 314                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 315                     __func__, off));
 316                 if (len > 0) {
 317                         sack_rxmit = 1;
 318                         sendalot = 1;
 319                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 320                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 321                             min(len, tp->t_maxseg));
 322                 }
 323         }
 324 after_sack_rexmit:
 325         /*
 326          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 327          * state flags.
 328          */
 329         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 330                 flags |= TH_FIN;
 331         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 332                 flags |= TH_SYN;
 333
 334         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 335         /*
 336          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 337          * Otherwise, if window is small but nonzero
 338          * and timer expired, we will send what we can
 339          * and go to transmit state.
 340          */
 341         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 342                 if (sendwin == 0) {
 343                         /*
 344                          * If we still have some data to send, then
 345                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 346                          * happen below when it realizes that we
 347                          * aren't sending all the data.  However,
 348                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 349                          * then it won't clear the FIN bit below,
 350                          * and if we are in persist state, we wind
 351                          * up sending the packet without recording
 352                          * that we sent the FIN bit.
 353                          *
 354                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 355                          * because if we don't have any more data
 356                          * to send then the probe will be the FIN
 357                          * itself.
 358                          */
 359                         if (off < sbused(&so->so_snd))
 360                                 flags &= ~TH_FIN;
 361                         sendwin = 1;
 362                 } else {
 363                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 364                         tp->t_rxtshift = 0;
 365                 }
 366         }
 367
 368         /*
 369          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 370          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 371          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 372          * its congestion window while receiving additional duplicate
 373          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 374          * to snd_max after the fast-retransmit.
 375          *
 376          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 377          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 378          * wind up 0.
 379          *
 380          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 381          * in which case len is already set.
 382          */
 383         if (sack_rxmit == 0) {
 384                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 385                         len = ((int32_t)ulmin(sbavail(&so->so_snd), sendwin) -
 386                             off);
 387                 else {
 388                         int32_t cwin;
 389
 390                         /*
 391                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 392                          * sending new data, having retransmitted all the
 393                          * data possible in the scoreboard.
 394                          */
 395                         len = ((int32_t)min(sbavail(&so->so_snd), tp->snd_wnd) -
 396                             off);
 397                         /*
 398                          * Don't remove this (len > 0) check !
 399                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 400                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 401                          * optimization issue - to force gcc to compute
 402                          * len above. Without this check, the computation
 403                          * of len is bungled by the optimizer.
 404                          */
 405                         if (len > 0) {
 406                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 407                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 408                                         sack_bytes_rxmt;
 409                                 if (cwin < 0)
 410                                         cwin = 0;
 411                                 len = imin(len, cwin);
 412                         }
 413                 }
 414         }
 415
 416         /*
 417          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 418          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 419          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 420          */
 421         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 422                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 423                         flags &= ~TH_SYN;
 424 #ifdef TCP_RFC7413
 425                 /*
 426                  * When sending additional segments following a TFO SYN|ACK,
 427                  * do not include the SYN bit.
 428                  */
 429                 if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 430                     (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED))
 431                         flags &= ~TH_SYN;
 432 #endif
 433                 off--, len++;
 434         }
 435
 436         /*
 437          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 438          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 439          * with not fully conformant TCP implementations.
 440          */
 441         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 442                 len = 0;
 443                 flags &= ~TH_FIN;
 444         }
 445
 446 #ifdef TCP_RFC7413
 447         /*
 448          * When retransmitting SYN|ACK on a passively-created TFO socket,
 449          * don't include data, as the presence of data may have caused the
 450          * original SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 451          */
 452         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 453             (((tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) && (tp->t_rxtshift > 0)) ||
 454              (flags & TH_RST)))
 455                 len = 0;
 456 #endif
 457         if (len <= 0) {
 458                 /*
 459                  * If FIN has been sent but not acked,
 460                  * but we haven't been called to retransmit,
 461                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 462                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 463                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 464                  * to (closed) window, and set the persist timer
 465                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 466                  * close completely, just wait for an ACK.
 467                  *
 468                  * We also do a general check here to ensure that
 469                  * we will set the persist timer when we have data
 470                  * to send, but a 0-byte window. This makes sure
 471                  * the persist timer is set even if the packet
 472                  * hits one of the "goto send" lines below.
 473                  */
 474                 len = 0;
 475                 if ((sendwin == 0) && (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state)) &&
 476                         (off < (int) sbavail(&so->so_snd))) {
 477                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 478                         tp->t_rxtshift = 0;
 479                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 480                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 481                                 tcp_setpersist(tp);
 482                 }
 483         }
 484
 485         /* len will be >= 0 after this point. */
 486         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 487
 488         /*
 489          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 490          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 491          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 492          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 493          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 494          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 495          * especially with many connections on busy servers.
 496          *
 497          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 498          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 499          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 500          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 501          *     have data to make use of it);
 502          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 503          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 504          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 505          *
 506          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 507          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 508          * maximum.
 509          *
 510          * It scales directly with slow start or congestion window
 511          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 512          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 513          * what is strictly necessary to make full use of a given
 514          * delay*bandwidth product.  However testing has shown this not
 515          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 516          * of available bandwidth (the non-use of it) for wasting some
 517          * socket buffer memory.
 518          *
 519          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 520          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 521          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 522          *
 523          * XXXGL: should there be used sbused() or sbavail()?
 524          */
 525         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 526                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 527                     sbused(&so->so_snd) >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 528                     sbused(&so->so_snd) < V_tcp_autosndbuf_max &&
 529                     sendwin >= (sbused(&so->so_snd) -
 530                     (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 531                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 532                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 533                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 534                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 535                 }
 536         }
 537
 538         /*
 539          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 540          * hardware).
 541          *
 542          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 543          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 544          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 545          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 546          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 547          * segment or packet.
 548          *
 549          * IPv4 handling has a clear separation of ip options and ip header
 550          * flags while IPv6 combines both in in6p_outputopts. ip6_optlen() does
 551          * the right thing below to provide length of just ip options and thus
 552          * checking for ipoptlen is enough to decide if ip options are present.
 553          */
 554 #ifdef IPSEC
 555         /*
 556          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 557          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 558          */
 559         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 560 #endif
 561
 562 #ifdef INET6
 563         if (isipv6)
 564                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 565         else
 566 #endif
 567         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 568                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 569                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 570         else
 571                 ipoptlen = 0;
 572 #ifdef IPSEC
 573         ipoptlen += ipsec_optlen;
 574 #endif
 575
 576         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 577             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 578             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 579             ipoptlen == 0)
 580                 tso = 1;
 581
 582         if (sack_rxmit) {
 583                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + sbused(&so->so_snd)))
 584                         flags &= ~TH_FIN;
 585         } else {
 586                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una +
 587                     sbused(&so->so_snd)))
 588                         flags &= ~TH_FIN;
 589         }
 590
 591         recwin = lmin(lmax(sbspace(&so->so_rcv), 0),
 592             (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 593
 594         /*
 595          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 596          * conditions when len is non-zero:
 597          *
 598          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 599          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 600          *        either idle or running NODELAY
 601          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 602          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 603          *        data (receiver may be limited the window size)
 604          *      - we need to retransmit
 605          */
 606         if (len) {
 607                 if (len >= tp->t_maxseg)
 608                         goto send;
 609                 /*
 610                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 611                  * end may occur synchronously with the output and cause
 612                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 613                  *
 614                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 615                  */
 616                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 617                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 618                     (uint32_t)len + (uint32_t)off >= sbavail(&so->so_snd) &&
 619                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 620                         goto send;
 621                 }
 622                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 623                         goto send;
 624                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 625                         goto send;
 626                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 627                         goto send;
 628                 if (sack_rxmit)
 629                         goto send;
 630         }
 631
 632         /*
 633          * Sending of standalone window updates.
 634          *
 635          * Window updates are important when we close our window due to a
 636          * full socket buffer and are opening it again after the application
 637          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
 638          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
 639          * provides the most current window information.
 640          *
 641          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
 642          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
 643          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
 644          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
 645          * and the application is doing small reads.
 646          *
 647          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
 648          * an update when we can increase the advertized window by more
 649          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
 650          * getting full or is very small be more aggressive and send an
 651          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
 652          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
 653          * carry further window increases.
 654          *
 655          * Don't send an independent window update if a delayed
 656          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
 657          * remote side already has done a half-close and won't send
 658          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
 659          * half-open state.
 660          */
 661         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 662             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
 663             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 664                 /*
 665                  * "adv" is the amount we could increase the window,
 666                  * taking into account that we are limited by
 667                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 668                  */
 669                 int32_t adv;
 670                 int oldwin;
 671
 672                 adv = recwin;
 673                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 674                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 675                         adv -= oldwin;
 676                 } else
 677                         oldwin = 0;
 678
 679                 /*
 680                  * If the new window size ends up being the same as or less
 681                  * than the old size when it is scaled, then don't force
 682                  * a window update.
 683                  */
 684                 if (oldwin >> tp->rcv_scale >= (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 685                         goto dontupdate;
 686
 687                 if (adv >= (int32_t)(2 * tp->t_maxseg) &&
 688                     (adv >= (int32_t)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
 689                      recwin <= (so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
 690                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg))
 691                         goto send;
 692         }
 693 dontupdate:
 694
 695         /*
 696          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 697          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 698          */
 699         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 700                 goto send;
 701         if ((flags & TH_RST) ||
 702             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 703                 goto send;
 704         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 705                 goto send;
 706         /*
 707          * If our state indicates that FIN should be sent
 708          * and we have not yet done so, then we need to send.
 709          */
 710         if (flags & TH_FIN &&
 711             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 712                 goto send;
 713         /*
 714          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 715          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 716          * that the retransmission timer is set.
 717          */
 718         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 719             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 720             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 721             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 722                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 723                 goto just_return;
 724         }
 725         /*
 726          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 727          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 728          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 729          *      idle                    not doing retransmits or persists
 730          *      persisting              to move a small or zero window
 731          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 732          *
 733          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 734          *      is true when we are in persist state.
 735          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 736          *      is set when we are called to send a persist packet.
 737          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 738          *      is set when we are retransmitting
 739          * The output side is idle when both timers are zero.
 740          *
 741          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 742          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 743          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 744          * if window is nonzero, transmit what we can,
 745          * otherwise force out a byte.
 746          */
 747         if (sbavail(&so->so_snd) && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 748             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 749                 tp->t_rxtshift = 0;
 750                 tcp_setpersist(tp);
 751         }
 752
 753         /*
 754          * No reason to send a segment, just return.
 755          */
 756 just_return:
 757         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 758         return (0);
 759
 760 send:
 761         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 762         if (len > 0) {
 763                 if (len >= tp->t_maxseg)
 764                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 765                 else
 766                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 767         }
 768         /*
 769          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 770          * unless TCP set not to do any options.
 771          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 772          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 773          * link header, i.e.
 774          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 775          */
 776         optlen = 0;
 777 #ifdef INET6
 778         if (isipv6)
 779                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 780         else
 781 #endif
 782                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 783
 784         /*
 785          * Compute options for segment.
 786          * We only have to care about SYN and established connection
 787          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 788          * syncache.
 789          */
 790         to.to_flags = 0;
 791         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 792                 /* Maximum segment size. */
 793                 if (flags & TH_SYN) {
 794                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 795                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 796                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 797 #ifdef TCP_RFC7413
 798                         /*
 799                          * Only include the TFO option on the first
 800                          * transmission of the SYN|ACK on a
 801                          * passively-created TFO socket, as the presence of
 802                          * the TFO option may have caused the original
 803                          * SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 804                          */
 805                         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 806                             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 807                             (tp->t_rxtshift == 0)) {
 808                                 to.to_tfo_len = TCP_FASTOPEN_COOKIE_LEN;
 809                                 to.to_tfo_cookie = (u_char *)&tp->t_tfo_cookie;
 810                                 to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
 811                         }
 812 #endif
 813                 }
 814                 /* Window scaling. */
 815                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 816                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 817                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 818                 }
 819                 /* Timestamps. */
 820                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 821                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 822                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
 823                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 824                         to.to_flags |= TOF_TS;
 825                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 826                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 827                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 828                                 tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 829                 }
 830                 /* Selective ACK's. */
 831                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 832                         if (flags & TH_SYN)
 833                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 834                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 835                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 836                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 837                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 838                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 839                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 840                         }
 841                 }
 842 #ifdef TCP_SIGNATURE
 843                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 844                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 845                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 846 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 847
 848                 /* Processing the options. */
 849                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 850         }
 851
 852         /*
 853          * Adjust data length if insertion of options will
 854          * bump the packet length beyond the t_maxseg length.
 855          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 856          * the segment.
 857          */
 858         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxseg) {
 859                 flags &= ~TH_FIN;
 860
 861                 if (tso) {
 862                         u_int if_hw_tsomax;
 863                         u_int if_hw_tsomaxsegcount;
 864                         u_int if_hw_tsomaxsegsize;
 865                         struct mbuf *mb;
 866                         u_int moff;
 867                         int max_len;
 868
 869                         /* extract TSO information */
 870                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
 871                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
 872                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
 873
 874                         /*
 875                          * Limit a TSO burst to prevent it from
 876                          * overflowing or exceeding the maximum length
 877                          * allowed by the network interface:
 878                          */
 879                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 880                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 881
 882                         /*
 883                          * Check if we should limit by maximum payload
 884                          * length:
 885                          */
 886                         if (if_hw_tsomax != 0) {
 887                                 /* compute maximum TSO length */
 888                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen -
 889                                     max_linkhdr);
 890                                 if (max_len <= 0) {
 891                                         len = 0;
 892                                 } else if (len > max_len) {
 893                                         sendalot = 1;
 894                                         len = max_len;
 895                                 }
 896                         }
 897
 898                         /*
 899                          * Check if we should limit by maximum segment
 900                          * size and count:
 901                          */
 902                         if (if_hw_tsomaxsegcount != 0 &&
 903                             if_hw_tsomaxsegsize != 0) {
 904                                 /*
 905                                  * Subtract one segment for the LINK
 906                                  * and TCP/IP headers mbuf that will
 907                                  * be prepended to this mbuf chain
 908                                  * after the code in this section
 909                                  * limits the number of mbufs in the
 910                                  * chain to if_hw_tsomaxsegcount.
 911                                  */
 912                                 if_hw_tsomaxsegcount -= 1;
 913                                 max_len = 0;
 914                                 mb = sbsndmbuf(&so->so_snd, off, &moff);
 915
 916                                 while (mb != NULL && max_len < len) {
 917                                         u_int mlen;
 918                                         u_int frags;
 919
 920                                         /*
 921                                          * Get length of mbuf fragment
 922                                          * and how many hardware frags,
 923                                          * rounded up, it would use:
 924                                          */
 925                                         mlen = (mb->m_len - moff);
 926                                         frags = howmany(mlen,
 927                                             if_hw_tsomaxsegsize);
 928
 929                                         /* Handle special case: Zero Length Mbuf */
 930                                         if (frags == 0)
 931                                                 frags = 1;
 932
 933                                         /*
 934                                          * Check if the fragment limit
 935                                          * will be reached or exceeded:
 936                                          */
 937                                         if (frags >= if_hw_tsomaxsegcount) {
 938                                                 max_len += min(mlen,
 939                                                     if_hw_tsomaxsegcount *
 940                                                     if_hw_tsomaxsegsize);
 941                                                 break;
 942                                         }
 943                                         max_len += mlen;
 944                                         if_hw_tsomaxsegcount -= frags;
 945                                         moff = 0;
 946                                         mb = mb->m_next;
 947                                 }
 948                                 if (max_len <= 0) {
 949                                         len = 0;
 950                                 } else if (len > max_len) {
 951                                         sendalot = 1;
 952                                         len = max_len;
 953                                 }
 954                         }
 955
 956                         /*
 957                          * Prevent the last segment from being
 958                          * fractional unless the send sockbuf can be
 959                          * emptied:
 960                          */
 961                         max_len = (tp->t_maxseg - optlen);
 962                         if (((uint32_t)off + (uint32_t)len) <
 963                             sbavail(&so->so_snd)) {
 964                                 moff = len % max_len;
 965                                 if (moff != 0) {
 966                                         len -= moff;
 967                                         sendalot = 1;
 968                                 }
 969                         }
 970
 971                         /*
 972                          * In case there are too many small fragments
 973                          * don't use TSO:
 974                          */
 975                         if (len <= max_len) {
 976                                 len = max_len;
 977                                 sendalot = 1;
 978                                 tso = 0;
 979                         }
 980
 981                         /*
 982                          * Send the FIN in a separate segment
 983                          * after the bulk sending is done.
 984                          * We don't trust the TSO implementations
 985                          * to clear the FIN flag on all but the
 986                          * last segment.
 987                          */
 988                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 989                                 sendalot = 1;
 990
 991                 } else {
 992                         len = tp->t_maxseg - optlen - ipoptlen;
 993                         sendalot = 1;
 994                 }
 995         } else
 996                 tso = 0;
 997
 998         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
 999             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
1000
1001 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
1002 #ifdef INET6
1003         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
1004 #else
1005         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
1006 #endif
1007                 panic("tcphdr too big");
1008 /*#endif*/
1009
1010         /*
1011          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
1012          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
1013          */
1014         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
1015
1016         /*
1017          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
1018          * be transmitted, and initialize the header from
1019          * the template for sends on this connection.
1020          */
1021         if (len) {
1022                 struct mbuf *mb;
1023                 u_int moff;
1024
1025                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
1026                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
1027                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
1028                         tp->t_sndrexmitpack++;
1029                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
1030                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
1031                 } else {
1032                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
1033                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
1034                 }
1035 #ifdef INET6
1036                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
1037                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
1038                 else
1039 #endif
1040                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1041
1042                 if (m == NULL) {
1043                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1044                         error = ENOBUFS;
1045                         sack_rxmit = 0;
1046                         goto out;
1047                 }
1048
1049                 m->m_data += max_linkhdr;
1050                 m->m_len = hdrlen;
1051
1052                 /*
1053                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
1054                  * to the offset in the socket buffer chain.
1055                  */
1056                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
1057
1058                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
1059                         m_copydata(mb, moff, len,
1060                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
1061                         m->m_len += len;
1062                 } else {
1063                         m->m_next = m_copym(mb, moff, len, M_NOWAIT);
1064                         if (m->m_next == NULL) {
1065                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1066                                 (void) m_free(m);
1067                                 error = ENOBUFS;
1068                                 sack_rxmit = 0;
1069                                 goto out;
1070                         }
1071                 }
1072
1073                 /*
1074                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
1075                  * (This will keep happy those implementations which only
1076                  * give data to the user when a buffer fills or
1077                  * a PUSH comes in.)
1078                  */
1079                 if (((uint32_t)off + (uint32_t)len == sbused(&so->so_snd)) &&
1080                     !(flags & TH_SYN))
1081                         flags |= TH_PUSH;
1082                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1083         } else {
1084                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1085                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
1086                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1087                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
1088                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
1089                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1090                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1091                 else
1092                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1093
1094                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1095                 if (m == NULL) {
1096                         error = ENOBUFS;
1097                         sack_rxmit = 0;
1098                         goto out;
1099                 }
1100 #ifdef INET6
1101                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1102                     MHLEN >= hdrlen) {
1103                         M_ALIGN(m, hdrlen);
1104                 } else
1105 #endif
1106                 m->m_data += max_linkhdr;
1107                 m->m_len = hdrlen;
1108         }
1109         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1110         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1111 #ifdef MAC
1112         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1113 #endif
1114 #ifdef INET6
1115         if (isipv6) {
1116                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1117                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1118                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1119         } else
1120 #endif /* INET6 */
1121         {
1122                 ip = mtod(m, struct ip *);
1123                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1124                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1125                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1126         }
1127
1128         /*
1129          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1130          * window for use in delaying messages about window sizes.
1131          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1132          */
1133         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1134             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1135                 tp->snd_nxt--;
1136         /*
1137          * If we are starting a connection, send ECN setup
1138          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1139          * resend those bits a number of times as per
1140          * RFC 3168.
1141          */
1142         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn == 1) {
1143                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1144                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1145                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1146                 } else
1147                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1148         }
1149
1150         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1151             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
1152                 /*
1153                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1154                  * ECN capable transmission (ECT).
1155                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1156                  */
1157                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1158                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1159 #ifdef INET6
1160                         if (isipv6)
1161                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1162                         else
1163 #endif
1164                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1165                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1166                 }
1167
1168                 /*
1169                  * Reply with proper ECN notifications.
1170                  */
1171                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
1172                         flags |= TH_CWR;
1173                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
1174                 }
1175                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
1176                         flags |= TH_ECE;
1177         }
1178
1179         /*
1180          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1181          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1182          * packets, we do not want the sequence number of the
1183          * retransmitted packet, we want the sequence number
1184          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1185          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1186          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1187          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1188          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1189          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1190          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1191          */
1192         if (sack_rxmit == 0) {
1193                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1194                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1195                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1196                 else
1197                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1198         } else {
1199                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1200                 p->rxmit += len;
1201                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1202         }
1203         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1204         if (optlen) {
1205                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1206                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1207         }
1208         th->th_flags = flags;
1209         /*
1210          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1211          * but avoid silly window syndrome.
1212          */
1213         if (recwin < (so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1214             recwin < tp->t_maxseg)
1215                 recwin = 0;
1216         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1217             recwin < (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1218                 recwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1219
1220         /*
1221          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1222          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1223          * case is handled in syncache.
1224          */
1225         if (flags & TH_SYN)
1226                 th->th_win = htons((u_short)
1227                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1228         else
1229                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1230
1231         /*
1232          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1233          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1234          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1235          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1236          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1237          * the connection.
1238          */
1239         if (th->th_win == 0) {
1240                 tp->t_sndzerowin++;
1241                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1242         } else
1243                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1244         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1245                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1246                 th->th_flags |= TH_URG;
1247         } else
1248                 /*
1249                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1250                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1251                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1252                  * number wraparound.
1253                  */
1254                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1255
1256 #ifdef TCP_SIGNATURE
1257         if (to.to_flags & TOF_SIGNATURE) {
1258                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1259                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1260                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1261         }
1262 #endif
1263
1264         /*
1265          * Put TCP length in extended header, and then
1266          * checksum extended header and data.
1267          */
1268         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1269         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1270 #ifdef INET6
1271         if (isipv6) {
1272                 /*
1273                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1274                  * in ip6_output.
1275                  */
1276                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1277                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1278                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1279         }
1280 #endif
1281 #if defined(INET6) && defined(INET)
1282         else
1283 #endif
1284 #ifdef INET
1285         {
1286                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1287                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1288                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1289
1290                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1291                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1292                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1293         }
1294 #endif
1295
1296         /*
1297          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1298          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1299          */
1300         if (tso) {
1301                 KASSERT(len > tp->t_maxseg - optlen,
1302                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1303                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1304                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxseg - optlen;
1305         }
1306
1307 #ifdef IPSEC
1308         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1309             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u + %u - %u != %u",
1310             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1311 #else
1312         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1313             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u + %u != %u",
1314             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1315 #endif
1316
1317 #ifdef TCP_HHOOK
1318         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1319         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1320 #endif
1321
1322 #ifdef TCPDEBUG
1323         /*
1324          * Trace.
1325          */
1326         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1327                 u_short save = 0;
1328 #ifdef INET6
1329                 if (!isipv6)
1330 #endif
1331                 {
1332                         save = ipov->ih_len;
1333                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1334                 }
1335                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1336 #ifdef INET6
1337                 if (!isipv6)
1338 #endif
1339                 ipov->ih_len = save;
1340         }
1341 #endif /* TCPDEBUG */
1342         TCP_PROBE3(debug__output, tp, th, mtod(m, const char *));
1343
1344         /*
1345          * Fill in IP length and desired time to live and
1346          * send to IP level.  There should be a better way
1347          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1348          * the template, but need a way to checksum without them.
1349          */
1350         /*
1351          * m->m_pkthdr.len should have been set before checksum calculation,
1352          * because in6_cksum() need it.
1353          */
1354 #ifdef INET6
1355         if (isipv6) {
1356                 struct route_in6 ro;
1357
1358                 bzero(&ro, sizeof(ro));
1359                 /*
1360                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1361                  * user might want to change the value via setsockopt.
1362                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1363                  * Neighbor Discovery.
1364                  */
1365                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1366
1367                 /*
1368                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1369                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1370                  * the option header lengths as well.
1371                  */
1372                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1373
1374                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss)
1375                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1376                 else
1377                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1378
1379                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1380                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1381
1382                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1383
1384 #ifdef TCPPCAP
1385                 /* Save packet, if requested. */
1386                 tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1387 #endif
1388
1389                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1390                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts, &ro,
1391                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1392                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1393
1394                 if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1395                         mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1396                 RO_RTFREE(&ro);
1397         }
1398 #endif /* INET6 */
1399 #if defined(INET) && defined(INET6)
1400         else
1401 #endif
1402 #ifdef INET
1403     {
1404         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1405 #ifdef INET6
1406         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1407                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1408 #endif /* INET6 */
1409         /*
1410          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1411          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1412          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1413          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1414          *
1415          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1416          */
1417         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss) {
1418                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1419                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1420         } else {
1421                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1422         }
1423
1424         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1425                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1426
1427         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1428
1429 #ifdef TCPPCAP
1430         /* Save packet, if requested. */
1431         tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1432 #endif
1433
1434         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &tp->t_inpcb->inp_route,
1435             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1436             tp->t_inpcb);
1437
1438         if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt != NULL)
1439                 mtu = tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt->rt_mtu;
1440     }
1441 #endif /* INET */
1442
1443 out:
1444         /*
1445          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1446          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1447          */
1448         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1449             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1450                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1451
1452                 /*
1453                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1454                  */
1455                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1456                         if (flags & TH_SYN)
1457                                 tp->snd_nxt++;
1458                         if (flags & TH_FIN) {
1459                                 tp->snd_nxt++;
1460                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1461                         }
1462                 }
1463                 if (sack_rxmit)
1464                         goto timer;
1465                 tp->snd_nxt += len;
1466                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1467                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1468                         /*
1469                          * Time this transmission if not a retransmission and
1470                          * not currently timing anything.
1471                          */
1472                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1473                                 tp->t_rtttime = ticks;
1474                                 tp->t_rtseq = startseq;
1475                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1476                         }
1477                 }
1478
1479                 /*
1480                  * Set retransmit timer if not currently set,
1481                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1482                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1483                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1484                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1485                  * of retransmit time.
1486                  */
1487 timer:
1488                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1489                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1490                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1491                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1492                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1493                                 tp->t_rxtshift = 0;
1494                         }
1495                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1496                 } else if (len == 0 && sbavail(&so->so_snd) &&
1497                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1498                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1499                         /*
1500                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1501                          * after a zero window condition. For example:
1502                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1503                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1504                          *    advertisement)
1505                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1506                          *
1507                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1508                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1509                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1510                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1511                          * not send zero window probes.
1512                          *
1513                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1514                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1515                          * persist timer is already set, then activate the
1516                          * persist timer.
1517                          */
1518                         tp->t_rxtshift = 0;
1519                         tcp_setpersist(tp);
1520                 }
1521         } else {
1522                 /*
1523                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1524                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1525                  */
1526                 int xlen = len;
1527                 if (flags & TH_SYN)
1528                         ++xlen;
1529                 if (flags & TH_FIN) {
1530                         ++xlen;
1531                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1532                 }
1533                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1534                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1535         }
1536
1537         if (error) {
1538
1539                 /*
1540                  * We know that the packet was lost, so back out the
1541                  * sequence number advance, if any.
1542                  *
1543                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1544                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1545                  * connection but the blocking may have been spurious
1546                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1547                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1548                  * timeouts do their work over time.
1549                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1550                  * away would be the really correct behavior instead.
1551                  */
1552                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1553                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1554                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1555                     (error != EPERM)) {
1556                         if (sack_rxmit) {
1557                                 p->rxmit -= len;
1558                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1559                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1560                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1561                         } else
1562                                 tp->snd_nxt -= len;
1563                 }
1564                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1565                 switch (error) {
1566                 case EPERM:
1567                         tp->t_softerror = error;
1568                         return (error);
1569                 case ENOBUFS:
1570                         TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, flags);
1571                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1572                         return (0);
1573                 case EMSGSIZE:
1574                         /*
1575                          * For some reason the interface we used initially
1576                          * to send segments changed to another or lowered
1577                          * its MTU.
1578                          * If TSO was active we either got an interface
1579                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1580                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1581                          * it and try again.
1582                          */
1583                         if (tso)
1584                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1585                         if (mtu != 0) {
1586                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1587                                 goto again;
1588                         }
1589                         return (error);
1590                 case EHOSTDOWN:
1591                 case EHOSTUNREACH:
1592                 case ENETDOWN:
1593                 case ENETUNREACH:
1594                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1595                                 tp->t_softerror = error;
1596                                 return (0);
1597                         }
1598                         /* FALLTHROUGH */
1599                 default:
1600                         return (error);
1601                 }
1602         }
1603         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1604
1605         /*
1606          * Data sent (as far as we can tell).
1607          * If this advertises a larger window than any other segment,
1608          * then remember the size of the advertised window.
1609          * Any pending ACK has now been sent.
1610          */
1611         if (SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1612                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1613         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1614         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1615         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1616                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1617 #if 0
1618         /*
1619          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1620          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1621          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1622          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1623          */
1624         if (sendalot && --maxburst)
1625                 goto again;
1626 #endif
1627         if (sendalot)
1628                 goto again;
1629         return (0);
1630 }
1631
1632 void
1633 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1634 {
1635         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1636         int tt;
1637
1638         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1639         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1640                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1641         /*
1642          * Start/restart persistence timer.
1643          */
1644         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1645                       tcp_persmin, tcp_persmax);
1646         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1647         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1648                 tp->t_rxtshift++;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1653  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1654  *
1655  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1656  * alignment for the scarce option space.
1657  *
1658  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1659  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1660  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1661  *
1662  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1663  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1664  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1665  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1666  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1667  */
1668 int
1669 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1670 {
1671         u_int32_t mask, optlen = 0;
1672
1673         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1674                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1675                         continue;
1676                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1677                         break;
1678                 switch (to->to_flags & mask) {
1679                 case TOF_MSS:
1680                         while (optlen % 4) {
1681                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1682                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1683                         }
1684                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1685                                 continue;
1686                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1687                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1688                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1689                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1690                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1691                         optp += sizeof(to->to_mss);
1692                         break;
1693                 case TOF_SCALE:
1694                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1695                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1696                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1697                         }
1698                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1699                                 continue;
1700                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1701                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1702                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1703                         *optp++ = to->to_wscale;
1704                         break;
1705                 case TOF_SACKPERM:
1706                         while (optlen % 2) {
1707                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1708                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1709                         }
1710                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1711                                 continue;
1712                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1713                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1714                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1715                         break;
1716                 case TOF_TS:
1717                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1718                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1719                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1720                         }
1721                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1722                                 continue;
1723                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1724                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1725                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1726                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1727                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1728                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1729                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1730                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1731                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1732                         break;
1733 #ifdef TCP_SIGNATURE
1734                 case TOF_SIGNATURE:
1735                         {
1736                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1737
1738                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1739                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1740                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1741                         }
1742                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1743                                 continue;
1744                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1745                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1746                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1747                         to->to_signature = optp;
1748                         while (siglen--)
1749                                  *optp++ = 0;
1750                         break;
1751                         }
1752 #endif
1753                 case TOF_SACK:
1754                         {
1755                         int sackblks = 0;
1756                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1757                         tcp_seq sack_seq;
1758
1759                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1760                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1761                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1762                         }
1763                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1764                                 continue;
1765                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1766                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1767                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1768                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1769                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1770                         while (sackblks--) {
1771                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1772                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1773                                 optp += sizeof(sack_seq);
1774                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1775                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1776                                 optp += sizeof(sack_seq);
1777                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1778                                 sack++;
1779                         }
1780                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1781                         break;
1782                         }
1783 #ifdef TCP_RFC7413
1784                 case TOF_FASTOPEN:
1785                         {
1786                         int total_len;
1787
1788                         /* XXX is there any point to aligning this option? */
1789                         total_len = TCPOLEN_FAST_OPEN_EMPTY + to->to_tfo_len;
1790                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < total_len)
1791                                 continue;
1792                         *optp++ = TCPOPT_FAST_OPEN;
1793                         *optp++ = total_len;
1794                         if (to->to_tfo_len > 0) {
1795                                 bcopy(to->to_tfo_cookie, optp, to->to_tfo_len);
1796                                 optp += to->to_tfo_len;
1797                         }
1798                         optlen += total_len;
1799                         break;
1800                         }
1801 #endif
1802                 default:
1803                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1804                         break;
1805                 }
1806         }
1807
1808         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1809         if (optlen % 4) {
1810                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1811                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1812         }
1813         /*
1814          * According to RFC 793 (STD0007):
1815          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1816          *    must be header padding (i.e., zero)."
1817          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1818          */
1819         while (optlen % 4) {
1820                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1821                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1822         }
1823
1824         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1825         return (optlen);
1826 }