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