sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #include "opt_inet.h"
  36 #include "opt_inet6.h"
  37 #include "opt_ipsec.h"
  38 #include "opt_tcpdebug.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/domain.h>
  43 #ifdef TCP_HHOOK
  44 #include <sys/hhook.h>
  45 #endif
  46 #include <sys/kernel.h>
  47 #include <sys/lock.h>
  48 #include <sys/mbuf.h>
  49 #include <sys/mutex.h>
  50 #include <sys/protosw.h>
  51 #include <sys/sdt.h>
  52 #include <sys/socket.h>
  53 #include <sys/socketvar.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55
  56 #include <net/if.h>
  57 #include <net/route.h>
  58 #include <net/vnet.h>
  59
  60 #include <netinet/in.h>
  61 #include <netinet/in_kdtrace.h>
  62 #include <netinet/in_systm.h>
  63 #include <netinet/ip.h>
  64 #include <netinet/in_pcb.h>
  65 #include <netinet/ip_var.h>
  66 #include <netinet/ip_options.h>
  67 #ifdef INET6
  68 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  69 #include <netinet/ip6.h>
  70 #include <netinet6/ip6_var.h>
  71 #endif
  72 #ifdef TCP_RFC7413
  73 #include <netinet/tcp_fastopen.h>
  74 #endif
  75 #include <netinet/tcp.h>
  76 #define TCPOUTFLAGS
  77 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  78 #include <netinet/tcp_seq.h>
  79 #include <netinet/tcp_timer.h>
  80 #include <netinet/tcp_var.h>
  81 #include <netinet/tcpip.h>
  82 #include <netinet/cc/cc.h>
  83 #ifdef TCPPCAP
  84 #include <netinet/tcp_pcap.h>
  85 #endif
  86 #ifdef TCPDEBUG
  87 #include <netinet/tcp_debug.h>
  88 #endif
  89 #ifdef TCP_OFFLOAD
  90 #include <netinet/tcp_offload.h>
  91 #endif
  92
  93 #include <netipsec/ipsec_support.h>
  94
  95 #include <machine/in_cksum.h>
  96
  97 #include <security/mac/mac_framework.h>
  98
  99 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
 100 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 101         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
 102         "Enable Path MTU Discovery");
 103
 104 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 105 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 106 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 107         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 108         "Enable TCP Segmentation Offload");
 109
 110 VNET_DEFINE(int, tcp_sendspace) = 1024*32;
 111 #define V_tcp_sendspace VNET(tcp_sendspace)
 112 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_SENDSPACE, sendspace, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 113         &VNET_NAME(tcp_sendspace), 0, "Initial send socket buffer size");
 114
 115 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 116 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 117 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 118         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 119         "Enable automatic send buffer sizing");
 120
 121 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 122 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 123 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 124         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 125         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 126
 127 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 2*1024*1024;
 128 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 129 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 130         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 131         "Max size of automatic send buffer");
 132
 133 /*
 134  * Make sure that either retransmit or persist timer is set for SYN, FIN and
 135  * non-ACK.
 136  */
 137 #define TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, th_flags)                        \
 138         KASSERT(((len) == 0 && ((th_flags) & (TH_SYN | TH_FIN)) == 0) ||\
 139             tcp_timer_active((tp), TT_REXMT) ||                         \
 140             tcp_timer_active((tp), TT_PERSIST),                         \
 141             ("neither rexmt nor persist timer is set"))
 142
 143 #ifdef TCP_HHOOK
 144 static void inline      hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp,
 145                             struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
 146                             uint32_t len, int tso);
 147 #endif
 148 static void inline      cc_after_idle(struct tcpcb *tp);
 149
 150 #ifdef TCP_HHOOK
 151 /*
 152  * Wrapper for the TCP established output helper hook.
 153  */
 154 static void inline
 155 hhook_run_tcp_est_out(struct tcpcb *tp, struct tcphdr *th,
 156     struct tcpopt *to, uint32_t len, int tso)
 157 {
 158         struct tcp_hhook_data hhook_data;
 159
 160         if (V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT]->hhh_nhooks > 0) {
 161                 hhook_data.tp = tp;
 162                 hhook_data.th = th;
 163                 hhook_data.to = to;
 164                 hhook_data.len = len;
 165                 hhook_data.tso = tso;
 166
 167                 hhook_run_hooks(V_tcp_hhh[HHOOK_TCP_EST_OUT], &hhook_data,
 168                     tp->osd);
 169         }
 170 }
 171 #endif
 172
 173 /*
 174  * CC wrapper hook functions
 175  */
 176 static void inline
 177 cc_after_idle(struct tcpcb *tp)
 178 {
 179         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 180
 181         if (CC_ALGO(tp)->after_idle != NULL)
 182                 CC_ALGO(tp)->after_idle(tp->ccv);
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 187  */
 188 int
 189 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 190 {
 191         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 192         int32_t len;
 193         uint32_t recwin, sendwin;
 194         int off, flags, error = 0;      /* Keep compiler happy */
 195         struct mbuf *m;
 196         struct ip *ip = NULL;
 197         struct ipovly *ipov = NULL;
 198         struct tcphdr *th;
 199         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 200         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 201 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 202         unsigned ipsec_optlen = 0;
 203 #endif
 204         int idle, sendalot;
 205         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 206         struct sackhole *p;
 207         int tso, mtu;
 208         struct tcpopt to;
 209 #if 0
 210         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 211 #endif
 212 #ifdef INET6
 213         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 214         int isipv6;
 215
 216         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 217 #endif
 218
 219         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 220
 221 #ifdef TCP_OFFLOAD
 222         if (tp->t_flags & TF_TOE)
 223                 return (tcp_offload_output(tp));
 224 #endif
 225
 226 #ifdef TCP_RFC7413
 227         /*
 228          * For TFO connections in SYN_RECEIVED, only allow the initial
 229          * SYN|ACK and those sent by the retransmit timer.
 230          */
 231         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 232             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 233             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&    /* initial SYN|ACK sent */
 234             (tp->snd_nxt != tp->snd_una))          /* not a retransmit */
 235                 return (0);
 236 #endif
 237         /*
 238          * Determine length of data that should be transmitted,
 239          * and flags that will be used.
 240          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 241          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 242          */
 243         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 244         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur)
 245                 cc_after_idle(tp);
 246         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 247         if (idle) {
 248                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 249                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 250                         idle = 0;
 251                 }
 252         }
 253 again:
 254         /*
 255          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 256          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 257          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 258          */
 259         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 260             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 261                 tcp_sack_adjust(tp);
 262         sendalot = 0;
 263         tso = 0;
 264         mtu = 0;
 265         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 266         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 267
 268         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 269         /*
 270          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 271          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 272          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 273          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 274          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 275          */
 276         /*
 277          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 278          */
 279         sack_rxmit = 0;
 280         sack_bytes_rxmt = 0;
 281         len = 0;
 282         p = NULL;
 283         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp->t_flags) &&
 284             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 285                 uint32_t cwin;
 286
 287                 cwin =
 288                     imax(min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt, 0);
 289                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 290                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 291                         /*
 292                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 293                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 294                          * for this hole.
 295                          */
 296                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 297                                 /*
 298                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 299                                  * That data will be rexmitted in the next
 300                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 301                                  * moves past p->rxmit.
 302                                  */
 303                                 p = NULL;
 304                                 goto after_sack_rexmit;
 305                         } else
 306                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 307                                 len = ((int32_t)ulmin(cwin,
 308                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 309                 } else
 310                         len = ((int32_t)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 311                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 312                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 313                     __func__, off));
 314                 if (len > 0) {
 315                         sack_rxmit = 1;
 316                         sendalot = 1;
 317                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 318                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 319                             min(len, tp->t_maxseg));
 320                 }
 321         }
 322 after_sack_rexmit:
 323         /*
 324          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 325          * state flags.
 326          */
 327         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 328                 flags |= TH_FIN;
 329         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 330                 flags |= TH_SYN;
 331
 332         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 333         /*
 334          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 335          * Otherwise, if window is small but nonzero
 336          * and timer expired, we will send what we can
 337          * and go to transmit state.
 338          */
 339         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 340                 if (sendwin == 0) {
 341                         /*
 342                          * If we still have some data to send, then
 343                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 344                          * happen below when it realizes that we
 345                          * aren't sending all the data.  However,
 346                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 347                          * then it won't clear the FIN bit below,
 348                          * and if we are in persist state, we wind
 349                          * up sending the packet without recording
 350                          * that we sent the FIN bit.
 351                          *
 352                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 353                          * because if we don't have any more data
 354                          * to send then the probe will be the FIN
 355                          * itself.
 356                          */
 357                         if (off < sbused(&so->so_snd))
 358                                 flags &= ~TH_FIN;
 359                         sendwin = 1;
 360                 } else {
 361                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 362                         tp->t_rxtshift = 0;
 363                 }
 364         }
 365
 366         /*
 367          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 368          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 369          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 370          * its congestion window while receiving additional duplicate
 371          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 372          * to snd_max after the fast-retransmit.
 373          *
 374          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 375          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 376          * wind up 0.
 377          *
 378          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 379          * in which case len is already set.
 380          */
 381         if (sack_rxmit == 0) {
 382                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 383                         len = ((int32_t)ulmin(sbavail(&so->so_snd), sendwin) -
 384                             off);
 385                 else {
 386                         int32_t cwin;
 387
 388                         /*
 389                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 390                          * sending new data, having retransmitted all the
 391                          * data possible in the scoreboard.
 392                          */
 393                         len = ((int32_t)min(sbavail(&so->so_snd), tp->snd_wnd) -
 394                             off);
 395                         /*
 396                          * Don't remove this (len > 0) check !
 397                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 398                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 399                          * optimization issue - to force gcc to compute
 400                          * len above. Without this check, the computation
 401                          * of len is bungled by the optimizer.
 402                          */
 403                         if (len > 0) {
 404                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 405                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 406                                         sack_bytes_rxmt;
 407                                 if (cwin < 0)
 408                                         cwin = 0;
 409                                 len = imin(len, cwin);
 410                         }
 411                 }
 412         }
 413
 414         /*
 415          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 416          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 417          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 418          */
 419         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 420                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 421                         flags &= ~TH_SYN;
 422 #ifdef TCP_RFC7413
 423                 /*
 424                  * When sending additional segments following a TFO SYN|ACK,
 425                  * do not include the SYN bit.
 426                  */
 427                 if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 428                     (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED))
 429                         flags &= ~TH_SYN;
 430 #endif
 431                 off--, len++;
 432         }
 433
 434         /*
 435          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 436          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 437          * with not fully conformant TCP implementations.
 438          */
 439         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 440                 len = 0;
 441                 flags &= ~TH_FIN;
 442         }
 443
 444 #ifdef TCP_RFC7413
 445         /*
 446          * When retransmitting SYN|ACK on a passively-created TFO socket,
 447          * don't include data, as the presence of data may have caused the
 448          * original SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 449          */
 450         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 451             (((tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) && (tp->t_rxtshift > 0)) ||
 452              (flags & TH_RST)))
 453                 len = 0;
 454 #endif
 455         if (len <= 0) {
 456                 /*
 457                  * If FIN has been sent but not acked,
 458                  * but we haven't been called to retransmit,
 459                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 460                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 461                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 462                  * to (closed) window, and set the persist timer
 463                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 464                  * close completely, just wait for an ACK.
 465                  *
 466                  * We also do a general check here to ensure that
 467                  * we will set the persist timer when we have data
 468                  * to send, but a 0-byte window. This makes sure
 469                  * the persist timer is set even if the packet
 470                  * hits one of the "goto send" lines below.
 471                  */
 472                 len = 0;
 473                 if ((sendwin == 0) && (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state)) &&
 474                         (off < (int) sbavail(&so->so_snd))) {
 475                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 476                         tp->t_rxtshift = 0;
 477                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 478                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 479                                 tcp_setpersist(tp);
 480                 }
 481         }
 482
 483         /* len will be >= 0 after this point. */
 484         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 485
 486         /*
 487          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 488          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 489          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 490          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 491          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 492          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 493          * especially with many connections on busy servers.
 494          *
 495          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 496          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 497          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 498          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 499          *     have data to make use of it);
 500          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 501          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 502          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 503          *
 504          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 505          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 506          * maximum.
 507          *
 508          * It scales directly with slow start or congestion window
 509          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 510          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 511          * what is strictly necessary to make full use of a given
 512          * delay*bandwidth product.  However testing has shown this not
 513          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 514          * of available bandwidth (the non-use of it) for wasting some
 515          * socket buffer memory.
 516          *
 517          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 518          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 519          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 520          *
 521          * XXXGL: should there be used sbused() or sbavail()?
 522          */
 523         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 524                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 525                     sbused(&so->so_snd) >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 526                     sbused(&so->so_snd) < V_tcp_autosndbuf_max &&
 527                     sendwin >= (sbused(&so->so_snd) -
 528                     (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 529                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 530                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 531                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 532                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 533                 }
 534         }
 535
 536         /*
 537          * Decide if we can use TCP Segmentation Offloading (if supported by
 538          * hardware).
 539          *
 540          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 541          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 542          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 543          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 544          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 545          * segment or packet.
 546          *
 547          * IPv4 handling has a clear separation of ip options and ip header
 548          * flags while IPv6 combines both in in6p_outputopts. ip6_optlen() does
 549          * the right thing below to provide length of just ip options and thus
 550          * checking for ipoptlen is enough to decide if ip options are present.
 551          */
 552 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 553         /*
 554          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 555          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 556          */
 557 #ifdef INET6
 558         if (isipv6 && IPSEC_ENABLED(ipv6))
 559                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv6, tp->t_inpcb);
 560 #ifdef INET
 561         else
 562 #endif
 563 #endif /* INET6 */
 564 #ifdef INET
 565         if (IPSEC_ENABLED(ipv4))
 566                 ipsec_optlen = IPSEC_HDRSIZE(ipv4, tp->t_inpcb);
 567 #endif /* INET */
 568 #endif /* IPSEC */
 569 #ifdef INET6
 570         if (isipv6)
 571                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 572         else
 573 #endif
 574         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 575                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 576                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 577         else
 578                 ipoptlen = 0;
 579 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
 580         ipoptlen += ipsec_optlen;
 581 #endif
 582
 583         if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso && len > tp->t_maxseg &&
 584             ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 585             tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 586             ipoptlen == 0)
 587                 tso = 1;
 588
 589         if (sack_rxmit) {
 590                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + sbused(&so->so_snd)))
 591                         flags &= ~TH_FIN;
 592         } else {
 593                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una +
 594                     sbused(&so->so_snd)))
 595                         flags &= ~TH_FIN;
 596         }
 597
 598         recwin = lmin(lmax(sbspace(&so->so_rcv), 0),
 599             (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 600
 601         /*
 602          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 603          * conditions when len is non-zero:
 604          *
 605          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 606          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 607          *        either idle or running NODELAY
 608          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 609          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 610          *        data (receiver may be limited the window size)
 611          *      - we need to retransmit
 612          */
 613         if (len) {
 614                 if (len >= tp->t_maxseg)
 615                         goto send;
 616                 /*
 617                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 618                  * end may occur synchronously with the output and cause
 619                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 620                  *
 621                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 622                  */
 623                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 624                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 625                     (uint32_t)len + (uint32_t)off >= sbavail(&so->so_snd) &&
 626                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 627                         goto send;
 628                 }
 629                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 630                         goto send;
 631                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 632                         goto send;
 633                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 634                         goto send;
 635                 if (sack_rxmit)
 636                         goto send;
 637         }
 638
 639         /*
 640          * Sending of standalone window updates.
 641          *
 642          * Window updates are important when we close our window due to a
 643          * full socket buffer and are opening it again after the application
 644          * reads data from it.  Once the window has opened again and the
 645          * remote end starts to send again the ACK clock takes over and
 646          * provides the most current window information.
 647          *
 648          * We must avoid the silly window syndrome whereas every read
 649          * from the receive buffer, no matter how small, causes a window
 650          * update to be sent.  We also should avoid sending a flurry of
 651          * window updates when the socket buffer had queued a lot of data
 652          * and the application is doing small reads.
 653          *
 654          * Prevent a flurry of pointless window updates by only sending
 655          * an update when we can increase the advertized window by more
 656          * than 1/4th of the socket buffer capacity.  When the buffer is
 657          * getting full or is very small be more aggressive and send an
 658          * update whenever we can increase by two mss sized segments.
 659          * In all other situations the ACK's to new incoming data will
 660          * carry further window increases.
 661          *
 662          * Don't send an independent window update if a delayed
 663          * ACK is pending (it will get piggy-backed on it) or the
 664          * remote side already has done a half-close and won't send
 665          * more data.  Skip this if the connection is in T/TCP
 666          * half-open state.
 667          */
 668         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 669             !(tp->t_flags & TF_DELACK) &&
 670             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 671                 /*
 672                  * "adv" is the amount we could increase the window,
 673                  * taking into account that we are limited by
 674                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 675                  */
 676                 int32_t adv;
 677                 int oldwin;
 678
 679                 adv = recwin;
 680                 if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt)) {
 681                         oldwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 682                         adv -= oldwin;
 683                 } else
 684                         oldwin = 0;
 685
 686                 /*
 687                  * If the new window size ends up being the same as or less
 688                  * than the old size when it is scaled, then don't force
 689                  * a window update.
 690                  */
 691                 if (oldwin >> tp->rcv_scale >= (adv + oldwin) >> tp->rcv_scale)
 692                         goto dontupdate;
 693
 694                 if (adv >= (int32_t)(2 * tp->t_maxseg) &&
 695                     (adv >= (int32_t)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) ||
 696                      recwin <= (so->so_rcv.sb_hiwat / 8) ||
 697                      so->so_rcv.sb_hiwat <= 8 * tp->t_maxseg))
 698                         goto send;
 699                 if (2 * adv >= (int32_t)so->so_rcv.sb_hiwat)
 700                         goto send;
 701         }
 702 dontupdate:
 703
 704         /*
 705          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 706          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 707          */
 708         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 709                 goto send;
 710         if ((flags & TH_RST) ||
 711             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 712                 goto send;
 713         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 714                 goto send;
 715         /*
 716          * If our state indicates that FIN should be sent
 717          * and we have not yet done so, then we need to send.
 718          */
 719         if (flags & TH_FIN &&
 720             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 721                 goto send;
 722         /*
 723          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 724          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 725          * that the retransmission timer is set.
 726          */
 727         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 728             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 729             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 730             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 731                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 732                 goto just_return;
 733         }
 734         /*
 735          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 736          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 737          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 738          *      idle                    not doing retransmits or persists
 739          *      persisting              to move a small or zero window
 740          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 741          *
 742          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 743          *      is true when we are in persist state.
 744          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 745          *      is set when we are called to send a persist packet.
 746          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 747          *      is set when we are retransmitting
 748          * The output side is idle when both timers are zero.
 749          *
 750          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 751          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 752          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 753          * if window is nonzero, transmit what we can,
 754          * otherwise force out a byte.
 755          */
 756         if (sbavail(&so->so_snd) && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 757             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 758                 tp->t_rxtshift = 0;
 759                 tcp_setpersist(tp);
 760         }
 761
 762         /*
 763          * No reason to send a segment, just return.
 764          */
 765 just_return:
 766         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 767         return (0);
 768
 769 send:
 770         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 771         if (len > 0) {
 772                 if (len >= tp->t_maxseg)
 773                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 774                 else
 775                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
 776         }
 777         /*
 778          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 779          * unless TCP set not to do any options.
 780          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 781          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 782          * link header, i.e.
 783          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 784          */
 785         optlen = 0;
 786 #ifdef INET6
 787         if (isipv6)
 788                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 789         else
 790 #endif
 791                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 792
 793         /*
 794          * Compute options for segment.
 795          * We only have to care about SYN and established connection
 796          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 797          * syncache.
 798          */
 799         to.to_flags = 0;
 800         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 801                 /* Maximum segment size. */
 802                 if (flags & TH_SYN) {
 803                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 804                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 805                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 806 #ifdef TCP_RFC7413
 807                         /*
 808                          * Only include the TFO option on the first
 809                          * transmission of the SYN|ACK on a
 810                          * passively-created TFO socket, as the presence of
 811                          * the TFO option may have caused the original
 812                          * SYN|ACK to have been dropped by a middlebox.
 813                          */
 814                         if (IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
 815                             (tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) &&
 816                             (tp->t_rxtshift == 0)) {
 817                                 to.to_tfo_len = TCP_FASTOPEN_COOKIE_LEN;
 818                                 to.to_tfo_cookie = (u_char *)&tp->t_tfo_cookie;
 819                                 to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
 820                         }
 821 #endif
 822                 }
 823                 /* Window scaling. */
 824                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 825                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 826                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 827                 }
 828                 /* Timestamps. */
 829                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 830                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 831                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
 832                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 833                         to.to_flags |= TOF_TS;
 834                 }
 835
 836                 /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 837                 if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 838                     (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 839                         tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
 840
 841                 /* Selective ACK's. */
 842                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 843                         if (flags & TH_SYN)
 844                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 845                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 846                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 847                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 848                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 849                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 850                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 851                         }
 852                 }
 853 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
 854                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 855                 /*
 856                  * Check that TCP_MD5SIG is enabled in tcpcb to
 857                  * account the size needed to set this TCP option.
 858                  */
 859                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 860                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 861 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 862
 863                 /* Processing the options. */
 864                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 865         }
 866
 867         /*
 868          * Adjust data length if insertion of options will
 869          * bump the packet length beyond the t_maxseg length.
 870          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 871          * the segment.
 872          */
 873         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxseg) {
 874                 flags &= ~TH_FIN;
 875
 876                 if (tso) {
 877                         u_int if_hw_tsomax;
 878                         u_int if_hw_tsomaxsegcount;
 879                         u_int if_hw_tsomaxsegsize;
 880                         struct mbuf *mb;
 881                         u_int moff;
 882                         int max_len;
 883
 884                         /* extract TSO information */
 885                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
 886                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
 887                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
 888
 889                         /*
 890                          * Limit a TSO burst to prevent it from
 891                          * overflowing or exceeding the maximum length
 892                          * allowed by the network interface:
 893                          */
 894                         KASSERT(ipoptlen == 0,
 895                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
 896
 897                         /*
 898                          * Check if we should limit by maximum payload
 899                          * length:
 900                          */
 901                         if (if_hw_tsomax != 0) {
 902                                 /* compute maximum TSO length */
 903                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen -
 904                                     max_linkhdr);
 905                                 if (max_len <= 0) {
 906                                         len = 0;
 907                                 } else if (len > max_len) {
 908                                         sendalot = 1;
 909                                         len = max_len;
 910                                 }
 911                         }
 912
 913                         /*
 914                          * Check if we should limit by maximum segment
 915                          * size and count:
 916                          */
 917                         if (if_hw_tsomaxsegcount != 0 &&
 918                             if_hw_tsomaxsegsize != 0) {
 919                                 /*
 920                                  * Subtract one segment for the LINK
 921                                  * and TCP/IP headers mbuf that will
 922                                  * be prepended to this mbuf chain
 923                                  * after the code in this section
 924                                  * limits the number of mbufs in the
 925                                  * chain to if_hw_tsomaxsegcount.
 926                                  */
 927                                 if_hw_tsomaxsegcount -= 1;
 928                                 max_len = 0;
 929                                 mb = sbsndmbuf(&so->so_snd, off, &moff);
 930
 931                                 while (mb != NULL && max_len < len) {
 932                                         u_int mlen;
 933                                         u_int frags;
 934
 935                                         /*
 936                                          * Get length of mbuf fragment
 937                                          * and how many hardware frags,
 938                                          * rounded up, it would use:
 939                                          */
 940                                         mlen = (mb->m_len - moff);
 941                                         frags = howmany(mlen,
 942                                             if_hw_tsomaxsegsize);
 943
 944                                         /* Handle special case: Zero Length Mbuf */
 945                                         if (frags == 0)
 946                                                 frags = 1;
 947
 948                                         /*
 949                                          * Check if the fragment limit
 950                                          * will be reached or exceeded:
 951                                          */
 952                                         if (frags >= if_hw_tsomaxsegcount) {
 953                                                 max_len += min(mlen,
 954                                                     if_hw_tsomaxsegcount *
 955                                                     if_hw_tsomaxsegsize);
 956                                                 break;
 957                                         }
 958                                         max_len += mlen;
 959                                         if_hw_tsomaxsegcount -= frags;
 960                                         moff = 0;
 961                                         mb = mb->m_next;
 962                                 }
 963                                 if (max_len <= 0) {
 964                                         len = 0;
 965                                 } else if (len > max_len) {
 966                                         sendalot = 1;
 967                                         len = max_len;
 968                                 }
 969                         }
 970
 971                         /*
 972                          * Prevent the last segment from being
 973                          * fractional unless the send sockbuf can be
 974                          * emptied:
 975                          */
 976                         max_len = (tp->t_maxseg - optlen);
 977                         if (((uint32_t)off + (uint32_t)len) <
 978                             sbavail(&so->so_snd)) {
 979                                 moff = len % max_len;
 980                                 if (moff != 0) {
 981                                         len -= moff;
 982                                         sendalot = 1;
 983                                 }
 984                         }
 985
 986                         /*
 987                          * In case there are too many small fragments
 988                          * don't use TSO:
 989                          */
 990                         if (len <= max_len) {
 991                                 len = max_len;
 992                                 sendalot = 1;
 993                                 tso = 0;
 994                         }
 995
 996                         /*
 997                          * Send the FIN in a separate segment
 998                          * after the bulk sending is done.
 999                          * We don't trust the TSO implementations
1000                          * to clear the FIN flag on all but the
1001                          * last segment.
1002                          */
1003                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
1004                                 sendalot = 1;
1005
1006                 } else {
1007                         len = tp->t_maxseg - optlen - ipoptlen;
1008                         sendalot = 1;
1009                 }
1010         } else
1011                 tso = 0;
1012
1013         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
1014             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
1015
1016 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
1017 #ifdef INET6
1018         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
1019 #else
1020         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
1021 #endif
1022                 panic("tcphdr too big");
1023 /*#endif*/
1024
1025         /*
1026          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
1027          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
1028          */
1029         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
1030
1031         /*
1032          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
1033          * be transmitted, and initialize the header from
1034          * the template for sends on this connection.
1035          */
1036         if (len) {
1037                 struct mbuf *mb;
1038                 u_int moff;
1039
1040                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
1041                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
1042                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
1043                         tp->t_sndrexmitpack++;
1044                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
1045                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
1046                 } else {
1047                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
1048                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
1049                 }
1050 #ifdef INET6
1051                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
1052                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
1053                 else
1054 #endif
1055                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1056
1057                 if (m == NULL) {
1058                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1059                         error = ENOBUFS;
1060                         sack_rxmit = 0;
1061                         goto out;
1062                 }
1063
1064                 m->m_data += max_linkhdr;
1065                 m->m_len = hdrlen;
1066
1067                 /*
1068                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
1069                  * to the offset in the socket buffer chain.
1070                  */
1071                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
1072
1073                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
1074                         m_copydata(mb, moff, len,
1075                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
1076                         m->m_len += len;
1077                 } else {
1078                         m->m_next = m_copym(mb, moff, len, M_NOWAIT);
1079                         if (m->m_next == NULL) {
1080                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1081                                 (void) m_free(m);
1082                                 error = ENOBUFS;
1083                                 sack_rxmit = 0;
1084                                 goto out;
1085                         }
1086                 }
1087
1088                 /*
1089                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
1090                  * (This will keep happy those implementations which only
1091                  * give data to the user when a buffer fills or
1092                  * a PUSH comes in.)
1093                  */
1094                 if (((uint32_t)off + (uint32_t)len == sbused(&so->so_snd)) &&
1095                     !(flags & TH_SYN))
1096                         flags |= TH_PUSH;
1097                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1098         } else {
1099                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1100                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
1101                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1102                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
1103                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
1104                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1105                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1106                 else
1107                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1108
1109                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1110                 if (m == NULL) {
1111                         error = ENOBUFS;
1112                         sack_rxmit = 0;
1113                         goto out;
1114                 }
1115 #ifdef INET6
1116                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1117                     MHLEN >= hdrlen) {
1118                         M_ALIGN(m, hdrlen);
1119                 } else
1120 #endif
1121                 m->m_data += max_linkhdr;
1122                 m->m_len = hdrlen;
1123         }
1124         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1125         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1126 #ifdef MAC
1127         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1128 #endif
1129 #ifdef INET6
1130         if (isipv6) {
1131                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1132                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1133                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1134         } else
1135 #endif /* INET6 */
1136         {
1137                 ip = mtod(m, struct ip *);
1138                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1139                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1140                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1141         }
1142
1143         /*
1144          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1145          * window for use in delaying messages about window sizes.
1146          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1147          */
1148         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1149             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1150                 tp->snd_nxt--;
1151         /*
1152          * If we are starting a connection, send ECN setup
1153          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1154          * resend those bits a number of times as per
1155          * RFC 3168.
1156          */
1157         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn == 1) {
1158                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1159                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1160                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1161                 } else
1162                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1163         }
1164
1165         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1166             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
1167                 /*
1168                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1169                  * ECN capable transmission (ECT).
1170                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1171                  */
1172                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1173                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1174 #ifdef INET6
1175                         if (isipv6)
1176                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1177                         else
1178 #endif
1179                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1180                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1181                 }
1182
1183                 /*
1184                  * Reply with proper ECN notifications.
1185                  */
1186                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
1187                         flags |= TH_CWR;
1188                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
1189                 }
1190                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
1191                         flags |= TH_ECE;
1192         }
1193
1194         /*
1195          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1196          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1197          * packets, we do not want the sequence number of the
1198          * retransmitted packet, we want the sequence number
1199          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1200          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1201          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1202          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1203          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1204          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1205          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1206          */
1207         if (sack_rxmit == 0) {
1208                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1209                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1210                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1211                 else
1212                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1213         } else {
1214                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1215                 p->rxmit += len;
1216                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1217         }
1218         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1219         if (optlen) {
1220                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1221                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1222         }
1223         th->th_flags = flags;
1224         /*
1225          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1226          * but avoid silly window syndrome.
1227          */
1228         if (recwin < (so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1229             recwin < tp->t_maxseg)
1230                 recwin = 0;
1231         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1232             recwin < (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1233                 recwin = (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1234
1235         /*
1236          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1237          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1238          * case is handled in syncache.
1239          */
1240         if (flags & TH_SYN)
1241                 th->th_win = htons((u_short)
1242                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1243         else
1244                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1245
1246         /*
1247          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1248          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1249          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1250          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1251          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1252          * the connection.
1253          */
1254         if (th->th_win == 0) {
1255                 tp->t_sndzerowin++;
1256                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1257         } else
1258                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1259         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1260                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1261                 th->th_flags |= TH_URG;
1262         } else
1263                 /*
1264                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1265                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1266                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1267                  * number wraparound.
1268                  */
1269                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1270
1271         /*
1272          * Put TCP length in extended header, and then
1273          * checksum extended header and data.
1274          */
1275         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1276         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1277
1278 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1279         if (to.to_flags & TOF_SIGNATURE) {
1280                 /*
1281                  * Calculate MD5 signature and put it into the place
1282                  * determined before.
1283                  * NOTE: since TCP options buffer doesn't point into
1284                  * mbuf's data, calculate offset and use it.
1285                  */
1286                 if (!TCPMD5_ENABLED() || TCPMD5_OUTPUT(m, th,
1287                     (u_char *)(th + 1) + (to.to_signature - opt)) != 0) {
1288                         /*
1289                          * Do not send segment if the calculation of MD5
1290                          * digest has failed.
1291                          */
1292                         goto out;
1293                 }
1294         }
1295 #endif
1296 #ifdef INET6
1297         if (isipv6) {
1298                 /*
1299                  * There is no need to fill in ip6_plen right now.
1300                  * It will be filled later by ip6_output.
1301                  */
1302                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1303                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1304                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1305         }
1306 #endif
1307 #if defined(INET6) && defined(INET)
1308         else
1309 #endif
1310 #ifdef INET
1311         {
1312                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1313                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1314                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1315
1316                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1317                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1318                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1319         }
1320 #endif
1321
1322         /*
1323          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1324          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1325          */
1326         if (tso) {
1327                 KASSERT(len > tp->t_maxseg - optlen,
1328                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1329                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1330                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxseg - optlen;
1331         }
1332
1333 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
1334         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1335             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u + %u - %u != %u",
1336             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1337 #else
1338         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1339             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %d + %u + %u != %u",
1340             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1341 #endif
1342
1343 #ifdef TCP_HHOOK
1344         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1345         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1346 #endif
1347
1348 #ifdef TCPDEBUG
1349         /*
1350          * Trace.
1351          */
1352         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1353                 u_short save = 0;
1354 #ifdef INET6
1355                 if (!isipv6)
1356 #endif
1357                 {
1358                         save = ipov->ih_len;
1359                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1360                 }
1361                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1362 #ifdef INET6
1363                 if (!isipv6)
1364 #endif
1365                 ipov->ih_len = save;
1366         }
1367 #endif /* TCPDEBUG */
1368         TCP_PROBE3(debug__output, tp, th, m);
1369
1370         /*
1371          * Fill in IP length and desired time to live and
1372          * send to IP level.  There should be a better way
1373          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1374          * the template, but need a way to checksum without them.
1375          */
1376         /*
1377          * m->m_pkthdr.len should have been set before checksum calculation,
1378          * because in6_cksum() need it.
1379          */
1380 #ifdef INET6
1381         if (isipv6) {
1382                 /*
1383                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1384                  * user might want to change the value via setsockopt.
1385                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1386                  * Neighbor Discovery.
1387                  */
1388                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1389
1390                 /*
1391                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1392                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1393                  * the option header lengths as well.
1394                  */
1395                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1396
1397                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss)
1398                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1399                 else
1400                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1401
1402                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1403                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1404
1405                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1406
1407 #ifdef TCPPCAP
1408                 /* Save packet, if requested. */
1409                 tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1410 #endif
1411
1412                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1413                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts,
1414                     &tp->t_inpcb->inp_route6,
1415                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1416                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1417
1418                 if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt != NULL)
1419                         mtu = tp->t_inpcb->inp_route6.ro_rt->rt_mtu;
1420         }
1421 #endif /* INET6 */
1422 #if defined(INET) && defined(INET6)
1423         else
1424 #endif
1425 #ifdef INET
1426     {
1427         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1428 #ifdef INET6
1429         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1430                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1431 #endif /* INET6 */
1432         /*
1433          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1434          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1435          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1436          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1437          *
1438          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1439          */
1440         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxseg > V_tcp_minmss) {
1441                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1442                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1443         } else {
1444                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1445         }
1446
1447         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1448                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1449
1450         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1451
1452 #ifdef TCPPCAP
1453         /* Save packet, if requested. */
1454         tcp_pcap_add(th, m, &(tp->t_outpkts));
1455 #endif
1456
1457         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &tp->t_inpcb->inp_route,
1458             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1459             tp->t_inpcb);
1460
1461         if (error == EMSGSIZE && tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt != NULL)
1462                 mtu = tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt->rt_mtu;
1463     }
1464 #endif /* INET */
1465
1466 out:
1467         /*
1468          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1469          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1470          */
1471         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1472             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1473                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1474
1475                 /*
1476                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1477                  */
1478                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1479                         if (flags & TH_SYN)
1480                                 tp->snd_nxt++;
1481                         if (flags & TH_FIN) {
1482                                 tp->snd_nxt++;
1483                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1484                         }
1485                 }
1486                 if (sack_rxmit)
1487                         goto timer;
1488                 tp->snd_nxt += len;
1489                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1490                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1491                         /*
1492                          * Time this transmission if not a retransmission and
1493                          * not currently timing anything.
1494                          */
1495                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1496                                 tp->t_rtttime = ticks;
1497                                 tp->t_rtseq = startseq;
1498                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1499                         }
1500                 }
1501
1502                 /*
1503                  * Set retransmit timer if not currently set,
1504                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1505                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1506                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1507                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1508                  * of retransmit time.
1509                  */
1510 timer:
1511                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1512                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1513                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1514                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1515                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1516                                 tp->t_rxtshift = 0;
1517                         }
1518                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1519                 } else if (len == 0 && sbavail(&so->so_snd) &&
1520                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1521                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1522                         /*
1523                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1524                          * after a zero window condition. For example:
1525                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1526                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1527                          *    advertisement)
1528                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1529                          *
1530                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1531                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1532                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1533                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1534                          * not send zero window probes.
1535                          *
1536                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1537                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1538                          * persist timer is already set, then activate the
1539                          * persist timer.
1540                          */
1541                         tp->t_rxtshift = 0;
1542                         tcp_setpersist(tp);
1543                 }
1544         } else {
1545                 /*
1546                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1547                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1548                  */
1549                 int xlen = len;
1550                 if (flags & TH_SYN)
1551                         ++xlen;
1552                 if (flags & TH_FIN) {
1553                         ++xlen;
1554                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1555                 }
1556                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1557                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1558         }
1559
1560         if (error) {
1561
1562                 /*
1563                  * We know that the packet was lost, so back out the
1564                  * sequence number advance, if any.
1565                  *
1566                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1567                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1568                  * connection but the blocking may have been spurious
1569                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1570                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1571                  * timeouts do their work over time.
1572                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1573                  * away would be the really correct behavior instead.
1574                  */
1575                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1576                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1577                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1578                     (error != EPERM)) {
1579                         if (sack_rxmit) {
1580                                 p->rxmit -= len;
1581                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1582                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1583                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1584                         } else
1585                                 tp->snd_nxt -= len;
1586                 }
1587                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1588                 switch (error) {
1589                 case EACCES:
1590                         tp->t_softerror = error;
1591                         return (0);
1592                 case EPERM:
1593                         tp->t_softerror = error;
1594                         return (error);
1595                 case ENOBUFS:
1596                         TCP_XMIT_TIMER_ASSERT(tp, len, flags);
1597                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1598                         return (0);
1599                 case EMSGSIZE:
1600                         /*
1601                          * For some reason the interface we used initially
1602                          * to send segments changed to another or lowered
1603                          * its MTU.
1604                          * If TSO was active we either got an interface
1605                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1606                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1607                          * it and try again.
1608                          */
1609                         if (tso)
1610                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1611                         if (mtu != 0) {
1612                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1613                                 goto again;
1614                         }
1615                         return (error);
1616                 case EHOSTDOWN:
1617                 case EHOSTUNREACH:
1618                 case ENETDOWN:
1619                 case ENETUNREACH:
1620                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1621                                 tp->t_softerror = error;
1622                                 return (0);
1623                         }
1624                         /* FALLTHROUGH */
1625                 default:
1626                         return (error);
1627                 }
1628         }
1629         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1630
1631         /*
1632          * Data sent (as far as we can tell).
1633          * If this advertises a larger window than any other segment,
1634          * then remember the size of the advertised window.
1635          * Any pending ACK has now been sent.
1636          */
1637         if (SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1638                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1639         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1640         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1641         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1642                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1643 #if 0
1644         /*
1645          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1646          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1647          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1648          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1649          */
1650         if (sendalot && --maxburst)
1651                 goto again;
1652 #endif
1653         if (sendalot)
1654                 goto again;
1655         return (0);
1656 }
1657
1658 void
1659 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1660 {
1661         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1662         int tt;
1663
1664         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1665         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1666                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1667         /*
1668          * Start/restart persistence timer.
1669          */
1670         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1671                       tcp_persmin, tcp_persmax);
1672         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1673         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1674                 tp->t_rxtshift++;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1679  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1680  *
1681  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1682  * alignment for the scarce option space.
1683  *
1684  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1685  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1686  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1687  *
1688  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1689  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1690  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1691  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1692  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1693  */
1694 int
1695 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1696 {
1697         u_int32_t mask, optlen = 0;
1698
1699         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1700                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1701                         continue;
1702                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1703                         break;
1704                 switch (to->to_flags & mask) {
1705                 case TOF_MSS:
1706                         while (optlen % 4) {
1707                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1708                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1709                         }
1710                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1711                                 continue;
1712                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1713                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1714                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1715                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1716                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1717                         optp += sizeof(to->to_mss);
1718                         break;
1719                 case TOF_SCALE:
1720                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1721                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1722                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1723                         }
1724                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1725                                 continue;
1726                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1727                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1728                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1729                         *optp++ = to->to_wscale;
1730                         break;
1731                 case TOF_SACKPERM:
1732                         while (optlen % 2) {
1733                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1734                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1735                         }
1736                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1737                                 continue;
1738                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1739                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1740                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1741                         break;
1742                 case TOF_TS:
1743                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1744                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1745                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1746                         }
1747                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1748                                 continue;
1749                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1750                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1751                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1752                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1753                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1754                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1755                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1756                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1757                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1758                         break;
1759                 case TOF_SIGNATURE:
1760                         {
1761                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1762
1763                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1764                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1765                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1766                         }
1767                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE) {
1768                                 to->to_flags &= ~TOF_SIGNATURE;
1769                                 continue;
1770                         }
1771                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1772                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1773                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1774                         to->to_signature = optp;
1775                         while (siglen--)
1776                                  *optp++ = 0;
1777                         break;
1778                         }
1779                 case TOF_SACK:
1780                         {
1781                         int sackblks = 0;
1782                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1783                         tcp_seq sack_seq;
1784
1785                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1786                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1787                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1788                         }
1789                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1790                                 continue;
1791                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1792                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1793                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1794                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1795                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1796                         while (sackblks--) {
1797                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1798                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1799                                 optp += sizeof(sack_seq);
1800                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1801                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1802                                 optp += sizeof(sack_seq);
1803                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1804                                 sack++;
1805                         }
1806                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1807                         break;
1808                         }
1809 #ifdef TCP_RFC7413
1810                 case TOF_FASTOPEN:
1811                         {
1812                         int total_len;
1813
1814                         /* XXX is there any point to aligning this option? */
1815                         total_len = TCPOLEN_FAST_OPEN_EMPTY + to->to_tfo_len;
1816                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < total_len)
1817                                 continue;
1818                         *optp++ = TCPOPT_FAST_OPEN;
1819                         *optp++ = total_len;
1820                         if (to->to_tfo_len > 0) {
1821                                 bcopy(to->to_tfo_cookie, optp, to->to_tfo_len);
1822                                 optp += to->to_tfo_len;
1823                         }
1824                         optlen += total_len;
1825                         break;
1826                         }
1827 #endif
1828                 default:
1829                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1830                         break;
1831                 }
1832         }
1833
1834         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1835         if (optlen % 4) {
1836                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1837                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1838         }
1839         /*
1840          * According to RFC 793 (STD0007):
1841          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1842          *    must be header padding (i.e., zero)."
1843          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1844          */
1845         while (optlen % 4) {
1846                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1847                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1848         }
1849
1850         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1851         return (optlen);
1852 }