]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/netinet/tcp_output.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / 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         if (len > 0) {
687                 if (len >= tp->t_maxseg)
688                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
689                 else
690                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_MAXSEGSNT;
691         }
692         /*
693          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
694          * unless TCP set not to do any options.
695          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
696          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
697          * link header, i.e.
698          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
699          */
700         optlen = 0;
701 #ifdef INET6
702         if (isipv6)
703                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
704         else
705 #endif
706                 hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
707
708         /*
709          * Compute options for segment.
710          * We only have to care about SYN and established connection
711          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
712          * syncache.
713          */
714         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
715                 to.to_flags = 0;
716                 /* Maximum segment size. */
717                 if (flags & TH_SYN) {
718                         tp->snd_nxt = tp->iss;
719                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
720                         to.to_flags |= TOF_MSS;
721                 }
722                 /* Window scaling. */
723                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
724                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
725                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
726                 }
727                 /* Timestamps. */
728                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
729                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
730                         to.to_tsval = tcp_ts_getticks() + tp->ts_offset;
731                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
732                         to.to_flags |= TOF_TS;
733                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
734                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
735                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
736                                 tp->rfbuf_ts = tcp_ts_getticks();
737                 }
738                 /* Selective ACK's. */
739                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
740                         if (flags & TH_SYN)
741                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
742                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
743                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
744                             tp->rcv_numsacks > 0) {
745                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
746                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
747                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
748                         }
749                 }
750 #ifdef TCP_SIGNATURE
751                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
752                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
753                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
754 #endif /* TCP_SIGNATURE */
755
756                 /* Processing the options. */
757                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
758         }
759
760 #ifdef INET6
761         if (isipv6)
762                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
763         else
764 #endif
765         if (tp->t_inpcb->inp_options)
766                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
767                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
768         else
769                 ipoptlen = 0;
770 #ifdef IPSEC
771         ipoptlen += ipsec_optlen;
772 #endif
773
774         /*
775          * Adjust data length if insertion of options will
776          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
777          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
778          * the segment.
779          */
780         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
781                 flags &= ~TH_FIN;
782
783                 if (tso) {
784                         u_int if_hw_tsomax;
785                         u_int if_hw_tsomaxsegcount;
786                         u_int if_hw_tsomaxsegsize;
787                         struct mbuf *mb;
788                         u_int moff;
789                         int max_len;
790
791                         /* extract TSO information */
792                         if_hw_tsomax = tp->t_tsomax;
793                         if_hw_tsomaxsegcount = tp->t_tsomaxsegcount;
794                         if_hw_tsomaxsegsize = tp->t_tsomaxsegsize;
795
796                         /*
797                          * Limit a TSO burst to prevent it from
798                          * overflowing or exceeding the maximum length
799                          * allowed by the network interface:
800                          */
801                         KASSERT(ipoptlen == 0,
802                             ("%s: TSO can't do IP options", __func__));
803
804                         /*
805                          * Check if we should limit by maximum payload
806                          * length:
807                          */
808                         if (if_hw_tsomax != 0) {
809                                 /* compute maximum TSO length */
810                                 max_len = (if_hw_tsomax - hdrlen);
811                                 if (max_len <= 0) {
812                                         len = 0;
813                                 } else if (len > max_len) {
814                                         sendalot = 1;
815                                         len = max_len;
816                                 }
817                         }
818
819                         /*
820                          * Check if we should limit by maximum segment
821                          * size and count:
822                          */
823                         if (if_hw_tsomaxsegcount != 0 &&
824                             if_hw_tsomaxsegsize != 0) {
825                                 max_len = 0;
826                                 mb = sbsndmbuf(&so->so_snd, off, &moff);
827
828                                 while (mb != NULL && max_len < len) {
829                                         u_int mlen;
830                                         u_int frags;
831
832                                         /*
833                                          * Get length of mbuf fragment
834                                          * and how many hardware frags,
835                                          * rounded up, it would use:
836                                          */
837                                         mlen = (mb->m_len - moff);
838                                         frags = howmany(mlen,
839                                             if_hw_tsomaxsegsize);
840
841                                         /* Handle special case: Zero Length Mbuf */
842                                         if (frags == 0)
843                                                 frags = 1;
844
845                                         /*
846                                          * Check if the fragment limit
847                                          * will be reached or exceeded:
848                                          */
849                                         if (frags >= if_hw_tsomaxsegcount) {
850                                                 max_len += min(mlen,
851                                                     if_hw_tsomaxsegcount *
852                                                     if_hw_tsomaxsegsize);
853                                                 break;
854                                         }
855                                         max_len += mlen;
856                                         if_hw_tsomaxsegcount -= frags;
857                                         moff = 0;
858                                         mb = mb->m_next;
859                                 }
860                                 if (max_len <= 0) {
861                                         len = 0;
862                                 } else if (len > max_len) {
863                                         sendalot = 1;
864                                         len = max_len;
865                                 }
866                         }
867
868                         /*
869                          * Prevent the last segment from being
870                          * fractional unless the send sockbuf can be
871                          * emptied:
872                          */
873                         max_len = (tp->t_maxopd - optlen);
874                         if ((off + len) < so->so_snd.sb_cc) {
875                                 moff = len % max_len;
876                                 if (moff != 0) {
877                                         len -= moff;
878                                         sendalot = 1;
879                                 }
880                         }
881
882                         /*
883                          * In case there are too many small fragments
884                          * don't use TSO:
885                          */
886                         if (len <= max_len) {
887                                 len = max_len;
888                                 sendalot = 1;
889                                 tso = 0;
890                         }
891
892                         /*
893                          * Send the FIN in a separate segment
894                          * after the bulk sending is done.
895                          * We don't trust the TSO implementations
896                          * to clear the FIN flag on all but the
897                          * last segment.
898                          */
899                         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
900                                 sendalot = 1;
901
902                 } else {
903                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
904                         sendalot = 1;
905                 }
906         } else
907                 tso = 0;
908
909         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen <= IP_MAXPACKET,
910             ("%s: len > IP_MAXPACKET", __func__));
911
912 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
913 #ifdef INET6
914         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
915 #else
916         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
917 #endif
918                 panic("tcphdr too big");
919 /*#endif*/
920
921         /*
922          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
923          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
924          */
925         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
926
927         /*
928          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
929          * be transmitted, and initialize the header from
930          * the template for sends on this connection.
931          */
932         if (len) {
933                 struct mbuf *mb;
934                 u_int moff;
935
936                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
937                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
938                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
939                         tp->t_sndrexmitpack++;
940                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
941                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
942                 } else {
943                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
944                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
945                 }
946 #ifdef INET6
947                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr)
948                         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
949                 else
950 #endif
951                         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
952
953                 if (m == NULL) {
954                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
955                         error = ENOBUFS;
956                         sack_rxmit = 0;
957                         goto out;
958                 }
959
960                 m->m_data += max_linkhdr;
961                 m->m_len = hdrlen;
962
963                 /*
964                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
965                  * to the offset in the socket buffer chain.
966                  */
967                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
968
969                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
970                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
971                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
972                         m->m_len += len;
973                 } else {
974                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
975                         if (m->m_next == NULL) {
976                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
977                                 (void) m_free(m);
978                                 error = ENOBUFS;
979                                 sack_rxmit = 0;
980                                 goto out;
981                         }
982                 }
983
984                 /*
985                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
986                  * (This will keep happy those implementations which only
987                  * give data to the user when a buffer fills or
988                  * a PUSH comes in.)
989                  */
990                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
991                         flags |= TH_PUSH;
992                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
993         } else {
994                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
995                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
996                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
997                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
998                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
999                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
1000                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
1001                 else
1002                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
1003
1004                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1005                 if (m == NULL) {
1006                         error = ENOBUFS;
1007                         sack_rxmit = 0;
1008                         goto out;
1009                 }
1010 #ifdef INET6
1011                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
1012                     MHLEN >= hdrlen) {
1013                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
1014                 } else
1015 #endif
1016                 m->m_data += max_linkhdr;
1017                 m->m_len = hdrlen;
1018         }
1019         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
1020         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
1021 #ifdef MAC
1022         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
1023 #endif
1024 #ifdef INET6
1025         if (isipv6) {
1026                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1027                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1028                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
1029         } else
1030 #endif /* INET6 */
1031         {
1032                 ip = mtod(m, struct ip *);
1033                 ipov = (struct ipovly *)ip;
1034                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1035                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
1036         }
1037
1038         /*
1039          * Fill in fields, remembering maximum advertised
1040          * window for use in delaying messages about window sizes.
1041          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
1042          */
1043         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
1044             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
1045                 tp->snd_nxt--;
1046         /*
1047          * If we are starting a connection, send ECN setup
1048          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
1049          * resend those bits a number of times as per
1050          * RFC 3168.
1051          */
1052         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
1053                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
1054                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
1055                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1056                 } else
1057                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
1058         }
1059         
1060         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1061             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
1062                 /*
1063                  * If the peer has ECN, mark data packets with
1064                  * ECN capable transmission (ECT).
1065                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
1066                  */
1067                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
1068                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
1069 #ifdef INET6
1070                         if (isipv6)
1071                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
1072                         else
1073 #endif
1074                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
1075                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
1076                 }
1077                 
1078                 /*
1079                  * Reply with proper ECN notifications.
1080                  */
1081                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
1082                         flags |= TH_CWR;
1083                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
1084                 } 
1085                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
1086                         flags |= TH_ECE;
1087         }
1088         
1089         /*
1090          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
1091          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
1092          * packets, we do not want the sequence number of the
1093          * retransmitted packet, we want the sequence number
1094          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1095          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1096          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1097          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1098          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1099          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1100          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1101          */
1102         if (sack_rxmit == 0) {
1103                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1104                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1105                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1106                 else
1107                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1108         } else {
1109                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
1110                 p->rxmit += len;
1111                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
1112         }
1113         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1114         if (optlen) {
1115                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
1116                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1117         }
1118         th->th_flags = flags;
1119         /*
1120          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
1121          * but avoid silly window syndrome.
1122          */
1123         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
1124             recwin < (long)tp->t_maxseg)
1125                 recwin = 0;
1126         if (SEQ_GT(tp->rcv_adv, tp->rcv_nxt) &&
1127             recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1128                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1129         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1130                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1131
1132         /*
1133          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1134          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
1135          * case is handled in syncache.
1136          */
1137         if (flags & TH_SYN)
1138                 th->th_win = htons((u_short)
1139                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
1140         else
1141                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1142
1143         /*
1144          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1145          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1146          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1147          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1148          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1149          * the connection.
1150          */
1151         if (th->th_win == 0) {
1152                 tp->t_sndzerowin++;
1153                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1154         } else
1155                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1156         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1157                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1158                 th->th_flags |= TH_URG;
1159         } else
1160                 /*
1161                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1162                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1163                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1164                  * number wraparound.
1165                  */
1166                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1167
1168 #ifdef TCP_SIGNATURE
1169         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1170                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1171                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1172                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1173         }
1174 #endif
1175
1176         /*
1177          * Put TCP length in extended header, and then
1178          * checksum extended header and data.
1179          */
1180         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1181         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1182 #ifdef INET6
1183         if (isipv6) {
1184                 /*
1185                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1186                  * in ip6_output.
1187                  */
1188                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1189                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, sizeof(struct tcphdr) +
1190                     optlen + len, IPPROTO_TCP, 0);
1191         }
1192 #endif
1193 #if defined(INET6) && defined(INET)
1194         else
1195 #endif
1196 #ifdef INET
1197         {
1198                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1199                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1200                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1201
1202                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1203                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1204                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1205         }
1206 #endif
1207
1208         /*
1209          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1210          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1211          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1212          */
1213         if (tso) {
1214                 KASSERT(len > tp->t_maxopd - optlen,
1215                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1216                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1217                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1218         }
1219
1220 #ifdef IPSEC
1221         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen - ipsec_optlen == m_length(m, NULL),
1222             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u - %u != %u",
1223             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, ipsec_optlen, m_length(m, NULL)));
1224 #else
1225         KASSERT(len + hdrlen + ipoptlen == m_length(m, NULL),
1226             ("%s: mbuf chain shorter than expected: %ld + %u + %u != %u",
1227             __func__, len, hdrlen, ipoptlen, m_length(m, NULL)));
1228 #endif
1229
1230         /* Run HHOOK_TCP_ESTABLISHED_OUT helper hooks. */
1231         hhook_run_tcp_est_out(tp, th, &to, len, tso);
1232
1233 #ifdef TCPDEBUG
1234         /*
1235          * Trace.
1236          */
1237         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1238                 u_short save = 0;
1239 #ifdef INET6
1240                 if (!isipv6)
1241 #endif
1242                 {
1243                         save = ipov->ih_len;
1244                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1245                 }
1246                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1247 #ifdef INET6
1248                 if (!isipv6)
1249 #endif
1250                 ipov->ih_len = save;
1251         }
1252 #endif /* TCPDEBUG */
1253
1254         /*
1255          * Fill in IP length and desired time to live and
1256          * send to IP level.  There should be a better way
1257          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1258          * the template, but need a way to checksum without them.
1259          */
1260         /*
1261          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1262          * because in6_cksum() need it.
1263          */
1264 #ifdef INET6
1265         if (isipv6) {
1266                 struct route_in6 ro;
1267
1268                 bzero(&ro, sizeof(ro));
1269                 /*
1270                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1271                  * user might want to change the value via setsockopt.
1272                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1273                  * Neighbor Discovery.
1274                  */
1275                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1276
1277                 /*
1278                  * Set the packet size here for the benefit of DTrace probes.
1279                  * ip6_output() will set it properly; it's supposed to include
1280                  * the option header lengths as well.
1281                  */
1282                 ip6->ip6_plen = htons(m->m_pkthdr.len - sizeof(*ip6));
1283
1284                 if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss)
1285                         tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1286                 else
1287                         tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1288
1289                 if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1290                         TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip6, tp, th);
1291
1292                 TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip6, tp, th);
1293
1294                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1295                 error = ip6_output(m, tp->t_inpcb->in6p_outputopts, &ro,
1296                     ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?  IP_ROUTETOIF : 0),
1297                     NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1298
1299                 if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1300                         mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1301                 RO_RTFREE(&ro);
1302         }
1303 #endif /* INET6 */
1304 #if defined(INET) && defined(INET6)
1305         else
1306 #endif
1307 #ifdef INET
1308     {
1309         struct route ro;
1310
1311         bzero(&ro, sizeof(ro));
1312         ip->ip_len = htons(m->m_pkthdr.len);
1313 #ifdef INET6
1314         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1315                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1316 #endif /* INET6 */
1317         /*
1318          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1319          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1320          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1321          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1322          *
1323          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1324          */
1325         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss) {
1326                 ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1327                 tp->t_flags2 |= TF2_PLPMTU_PMTUD;
1328         } else {
1329                 tp->t_flags2 &= ~TF2_PLPMTU_PMTUD;
1330         }
1331
1332         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
1333                 TCP_PROBE5(connect__request, NULL, tp, ip, tp, th);
1334
1335         TCP_PROBE5(send, NULL, tp, ip, tp, th);
1336
1337         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &ro,
1338             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1339             tp->t_inpcb);
1340
1341         if (error == EMSGSIZE && ro.ro_rt != NULL)
1342                 mtu = ro.ro_rt->rt_mtu;
1343         RO_RTFREE(&ro);
1344     }
1345 #endif /* INET */
1346
1347 out:
1348         /*
1349          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1350          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1351          */
1352         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 || 
1353             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1354                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1355
1356                 /*
1357                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1358                  */
1359                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1360                         if (flags & TH_SYN)
1361                                 tp->snd_nxt++;
1362                         if (flags & TH_FIN) {
1363                                 tp->snd_nxt++;
1364                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1365                         }
1366                 }
1367                 if (sack_rxmit)
1368                         goto timer;
1369                 tp->snd_nxt += len;
1370                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1371                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1372                         /*
1373                          * Time this transmission if not a retransmission and
1374                          * not currently timing anything.
1375                          */
1376                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1377                                 tp->t_rtttime = ticks;
1378                                 tp->t_rtseq = startseq;
1379                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1380                         }
1381                 }
1382
1383                 /*
1384                  * Set retransmit timer if not currently set,
1385                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1386                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1387                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1388                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1389                  * of retransmit time.
1390                  */
1391 timer:
1392                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1393                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1394                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1395                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1396                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1397                                 tp->t_rxtshift = 0;
1398                         }
1399                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1400                 } else if (len == 0 && so->so_snd.sb_cc &&
1401                     !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1402                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1403                         /*
1404                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1405                          * after a zero window condition. For example:
1406                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1407                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1408                          *    advertisement)
1409                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1410                          *
1411                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1412                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1413                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1414                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1415                          * not send zero window probes.
1416                          *
1417                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1418                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1419                          * persist timer is already set, then activate the
1420                          * persist timer.
1421                          */
1422                         tp->t_rxtshift = 0;
1423                         tcp_setpersist(tp);
1424                 }
1425         } else {
1426                 /*
1427                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1428                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1429                  */
1430                 int xlen = len;
1431                 if (flags & TH_SYN)
1432                         ++xlen;
1433                 if (flags & TH_FIN) {
1434                         ++xlen;
1435                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1436                 }
1437                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1438                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1439         }
1440
1441         if (error) {
1442
1443                 /*
1444                  * We know that the packet was lost, so back out the
1445                  * sequence number advance, if any.
1446                  *
1447                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1448                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1449                  * connection but the blocking may have been spurious
1450                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1451                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1452                  * timeouts do their work over time.
1453                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1454                  * away would be the really correct behavior instead.
1455                  */
1456                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1457                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1458                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1459                     (error != EPERM)) {
1460                         if (sack_rxmit) {
1461                                 p->rxmit -= len;
1462                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1463                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1464                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1465                         } else
1466                                 tp->snd_nxt -= len;
1467                 }
1468                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1469                 switch (error) {
1470                 case EPERM:
1471                         tp->t_softerror = error;
1472                         return (error);
1473                 case ENOBUFS:
1474                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1475                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1476                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1477                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1478                         return (0);
1479                 case EMSGSIZE:
1480                         /*
1481                          * For some reason the interface we used initially
1482                          * to send segments changed to another or lowered
1483                          * its MTU.
1484                          * If TSO was active we either got an interface
1485                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1486                          * If we obtained mtu from ip_output() then update
1487                          * it and try again.
1488                          */
1489                         if (tso)
1490                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1491                         if (mtu != 0) {
1492                                 tcp_mss_update(tp, -1, mtu, NULL, NULL);
1493                                 goto again;
1494                         }
1495                         return (error);
1496                 case EHOSTDOWN:
1497                 case EHOSTUNREACH:
1498                 case ENETDOWN:
1499                 case ENETUNREACH:
1500                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1501                                 tp->t_softerror = error;
1502                                 return (0);
1503                         }
1504                         /* FALLTHROUGH */
1505                 default:
1506                         return (error);
1507                 }
1508         }
1509         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1510
1511         /*
1512          * Data sent (as far as we can tell).
1513          * If this advertises a larger window than any other segment,
1514          * then remember the size of the advertised window.
1515          * Any pending ACK has now been sent.
1516          */
1517         if (recwin >= 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1518                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1519         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1520         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1521         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1522                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1523 #if 0
1524         /*
1525          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1526          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1527          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1528          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1529          */
1530         if (sendalot && --maxburst)
1531                 goto again;
1532 #endif
1533         if (sendalot)
1534                 goto again;
1535         return (0);
1536 }
1537
1538 void
1539 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1540 {
1541         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1542         int tt;
1543
1544         tp->t_flags &= ~TF_PREVVALID;
1545         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1546                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1547         /*
1548          * Start/restart persistance timer.
1549          */
1550         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1551                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1552         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1553         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1554                 tp->t_rxtshift++;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1559  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1560  *
1561  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1562  * alignment for the scarce option space.
1563  *
1564  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1565  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1566  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1567  *
1568  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1569  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1570  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1571  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1572  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1573  */
1574 int
1575 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1576 {
1577         u_int mask, optlen = 0;
1578
1579         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1580                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1581                         continue;
1582                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1583                         break;
1584                 switch (to->to_flags & mask) {
1585                 case TOF_MSS:
1586                         while (optlen % 4) {
1587                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1588                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1589                         }
1590                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1591                                 continue;
1592                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1593                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1594                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1595                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1596                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1597                         optp += sizeof(to->to_mss);
1598                         break;
1599                 case TOF_SCALE:
1600                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1601                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1602                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1603                         }
1604                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1605                                 continue;
1606                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1607                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1608                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1609                         *optp++ = to->to_wscale;
1610                         break;
1611                 case TOF_SACKPERM:
1612                         while (optlen % 2) {
1613                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1614                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1615                         }
1616                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1617                                 continue;
1618                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1619                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1620                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1621                         break;
1622                 case TOF_TS:
1623                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1624                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1625                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1626                         }
1627                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1628                                 continue;
1629                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1630                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1631                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1632                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1633                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1634                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1635                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1636                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1637                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1638                         break;
1639                 case TOF_SIGNATURE:
1640                         {
1641                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1642
1643                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1644                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1645                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1646                         }
1647                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1648                                 continue;
1649                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1650                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1651                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1652                         to->to_signature = optp;
1653                         while (siglen--)
1654                                  *optp++ = 0;
1655                         break;
1656                         }
1657                 case TOF_SACK:
1658                         {
1659                         int sackblks = 0;
1660                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1661                         tcp_seq sack_seq;
1662
1663                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1664                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1665                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1666                         }
1667                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1668                                 continue;
1669                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1670                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1671                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1672                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1673                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1674                         while (sackblks--) {
1675                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1676                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1677                                 optp += sizeof(sack_seq);
1678                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1679                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1680                                 optp += sizeof(sack_seq);
1681                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1682                                 sack++;
1683                         }
1684                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1685                         break;
1686                         }
1687                 default:
1688                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1689                         break;
1690                 }
1691         }
1692
1693         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1694         if (optlen % 4) {
1695                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1696                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1697         }
1698         /*
1699          * According to RFC 793 (STD0007):
1700          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1701          *    must be header padding (i.e., zero)."
1702          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1703          */
1704         while (optlen % 4) {
1705                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1706                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1707         }
1708
1709         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1710         return (optlen);
1711 }