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