sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #include "opt_inet.h"
  36 #include "opt_inet6.h"
  37 #include "opt_ipsec.h"
  38 #include "opt_tcpdebug.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/domain.h>
  43 #include <sys/kernel.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/mbuf.h>
  46 #include <sys/mutex.h>
  47 #include <sys/protosw.h>
  48 #include <sys/socket.h>
  49 #include <sys/socketvar.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51
  52 #include <net/if.h>
  53 #include <net/route.h>
  54 #include <net/vnet.h>
  55
  56 #include <netinet/in.h>
  57 #include <netinet/in_systm.h>
  58 #include <netinet/ip.h>
  59 #include <netinet/in_pcb.h>
  60 #include <netinet/ip_var.h>
  61 #include <netinet/ip_options.h>
  62 #ifdef INET6
  63 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  64 #include <netinet/ip6.h>
  65 #include <netinet6/ip6_var.h>
  66 #endif
  67 #include <netinet/tcp.h>
  68 #define TCPOUTFLAGS
  69 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  70 #include <netinet/tcp_seq.h>
  71 #include <netinet/tcp_timer.h>
  72 #include <netinet/tcp_var.h>
  73 #include <netinet/tcpip.h>
  74 #ifdef TCPDEBUG
  75 #include <netinet/tcp_debug.h>
  76 #endif
  77
  78 #ifdef IPSEC
  79 #include <netipsec/ipsec.h>
  80 #endif /*IPSEC*/
  81
  82 #include <machine/in_cksum.h>
  83
  84 #include <security/mac/mac_framework.h>
  85
  86 #ifdef notyet
  87 extern struct mbuf *m_copypack();
  88 #endif
  89
  90 VNET_DEFINE(int, path_mtu_discovery) = 1;
  91 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
  92         &VNET_NAME(path_mtu_discovery), 1,
  93         "Enable Path MTU Discovery");
  94
  95 VNET_DEFINE(int, ss_fltsz) = 1;
  96 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
  97         &VNET_NAME(ss_fltsz), 1,
  98         "Slow start flight size");
  99
 100 VNET_DEFINE(int, ss_fltsz_local) = 4;
 101 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize,
 102         CTLFLAG_RW, &VNET_NAME(ss_fltsz_local), 1,
 103         "Slow start flight size for local networks");
 104
 105 VNET_DEFINE(int, tcp_do_newreno) = 1;
 106 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, newreno, CTLFLAG_RW,
 107         &VNET_NAME(tcp_do_newreno), 0,
 108         "Enable NewReno Algorithms");
 109
 110 VNET_DEFINE(int, tcp_do_tso) = 1;
 111 #define V_tcp_do_tso            VNET(tcp_do_tso)
 112 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
 113         &VNET_NAME(tcp_do_tso), 0,
 114         "Enable TCP Segmentation Offload");
 115
 116 VNET_DEFINE(int, tcp_do_autosndbuf) = 1;
 117 #define V_tcp_do_autosndbuf     VNET(tcp_do_autosndbuf)
 118 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
 119         &VNET_NAME(tcp_do_autosndbuf), 0,
 120         "Enable automatic send buffer sizing");
 121
 122 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_inc) = 8*1024;
 123 #define V_tcp_autosndbuf_inc    VNET(tcp_autosndbuf_inc)
 124 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
 125         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_inc), 0,
 126         "Incrementor step size of automatic send buffer");
 127
 128 VNET_DEFINE(int, tcp_autosndbuf_max) = 256*1024;
 129 #define V_tcp_autosndbuf_max    VNET(tcp_autosndbuf_max)
 130 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
 131         &VNET_NAME(tcp_autosndbuf_max), 0,
 132         "Max size of automatic send buffer");
 133
 134
 135 /*
 136  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 137  */
 138 int
 139 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 140 {
 141         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 142         long len, recwin, sendwin;
 143         int off, flags, error, rw;
 144         struct mbuf *m;
 145         struct ip *ip = NULL;
 146         struct ipovly *ipov = NULL;
 147         struct tcphdr *th;
 148         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 149         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 150 #ifdef IPSEC
 151         unsigned ipsec_optlen = 0;
 152 #endif
 153         int idle, sendalot;
 154         int sack_rxmit, sack_bytes_rxmt;
 155         struct sackhole *p;
 156         int tso;
 157         struct tcpopt to;
 158 #if 0
 159         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 160 #endif
 161 #ifdef INET6
 162         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 163         int isipv6;
 164
 165         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 166 #endif
 167
 168         INP_WLOCK_ASSERT(tp->t_inpcb);
 169
 170         /*
 171          * Determine length of data that should be transmitted,
 172          * and flags that will be used.
 173          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 174          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 175          */
 176         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 177         if (idle && ticks - tp->t_rcvtime >= tp->t_rxtcur) {
 178                 /*
 179                  * If we've been idle for more than one retransmit
 180                  * timeout the old congestion window is no longer
 181                  * current and we have to reduce it to the restart
 182                  * window before we can transmit again.
 183                  *
 184                  * The restart window is the initial window or the last
 185                  * CWND, whichever is smaller.
 186                  *
 187                  * This is done to prevent us from flooding the path with
 188                  * a full CWND at wirespeed, overloading router and switch
 189                  * buffers along the way.
 190                  *
 191                  * See RFC5681 Section 4.1. "Restarting Idle Connections".
 192                  */
 193                 if (V_tcp_do_rfc3390)
 194                         rw = min(4 * tp->t_maxseg,
 195                                  max(2 * tp->t_maxseg, 4380));
 196 #ifdef INET6
 197                 else if ((isipv6 ? in6_localaddr(&tp->t_inpcb->in6p_faddr) :
 198                           in_localaddr(tp->t_inpcb->inp_faddr)))
 199 #else
 200                 else if (in_localaddr(tp->t_inpcb->inp_faddr))
 201 #endif
 202                         rw = V_ss_fltsz_local * tp->t_maxseg;
 203                 else
 204                         rw = V_ss_fltsz * tp->t_maxseg;
 205
 206                 tp->snd_cwnd = min(rw, tp->snd_cwnd);
 207         }
 208         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 209         if (idle) {
 210                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 211                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 212                         idle = 0;
 213                 }
 214         }
 215 again:
 216         /*
 217          * If we've recently taken a timeout, snd_max will be greater than
 218          * snd_nxt.  There may be SACK information that allows us to avoid
 219          * resending already delivered data.  Adjust snd_nxt accordingly.
 220          */
 221         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 222             SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))
 223                 tcp_sack_adjust(tp);
 224         sendalot = 0;
 225         tso = 0;
 226         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 227         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 228         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 229
 230         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 231         /*
 232          * Send any SACK-generated retransmissions.  If we're explicitly trying
 233          * to send out new data (when sendalot is 1), bypass this function.
 234          * If we retransmit in fast recovery mode, decrement snd_cwnd, since
 235          * we're replacing a (future) new transmission with a retransmission
 236          * now, and we previously incremented snd_cwnd in tcp_input().
 237          */
 238         /*
 239          * Still in sack recovery , reset rxmit flag to zero.
 240          */
 241         sack_rxmit = 0;
 242         sack_bytes_rxmt = 0;
 243         len = 0;
 244         p = NULL;
 245         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) && IN_FASTRECOVERY(tp) &&
 246             (p = tcp_sack_output(tp, &sack_bytes_rxmt))) {
 247                 long cwin;
 248
 249                 cwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd) - sack_bytes_rxmt;
 250                 if (cwin < 0)
 251                         cwin = 0;
 252                 /* Do not retransmit SACK segments beyond snd_recover */
 253                 if (SEQ_GT(p->end, tp->snd_recover)) {
 254                         /*
 255                          * (At least) part of sack hole extends beyond
 256                          * snd_recover. Check to see if we can rexmit data
 257                          * for this hole.
 258                          */
 259                         if (SEQ_GEQ(p->rxmit, tp->snd_recover)) {
 260                                 /*
 261                                  * Can't rexmit any more data for this hole.
 262                                  * That data will be rexmitted in the next
 263                                  * sack recovery episode, when snd_recover
 264                                  * moves past p->rxmit.
 265                                  */
 266                                 p = NULL;
 267                                 goto after_sack_rexmit;
 268                         } else
 269                                 /* Can rexmit part of the current hole */
 270                                 len = ((long)ulmin(cwin,
 271                                                    tp->snd_recover - p->rxmit));
 272                 } else
 273                         len = ((long)ulmin(cwin, p->end - p->rxmit));
 274                 off = p->rxmit - tp->snd_una;
 275                 KASSERT(off >= 0,("%s: sack block to the left of una : %d",
 276                     __func__, off));
 277                 if (len > 0) {
 278                         sack_rxmit = 1;
 279                         sendalot = 1;
 280                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_rexmits);
 281                         TCPSTAT_ADD(tcps_sack_rexmit_bytes,
 282                             min(len, tp->t_maxseg));
 283                 }
 284         }
 285 after_sack_rexmit:
 286         /*
 287          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 288          * state flags.
 289          */
 290         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 291                 flags |= TH_FIN;
 292         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 293                 flags |= TH_SYN;
 294
 295         SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 296         /*
 297          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 298          * Otherwise, if window is small but nonzero
 299          * and timer expired, we will send what we can
 300          * and go to transmit state.
 301          */
 302         if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA) {
 303                 if (sendwin == 0) {
 304                         /*
 305                          * If we still have some data to send, then
 306                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 307                          * happen below when it realizes that we
 308                          * aren't sending all the data.  However,
 309                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 310                          * then it won't clear the FIN bit below,
 311                          * and if we are in persist state, we wind
 312                          * up sending the packet without recording
 313                          * that we sent the FIN bit.
 314                          *
 315                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 316                          * because if we don't have any more data
 317                          * to send then the probe will be the FIN
 318                          * itself.
 319                          */
 320                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 321                                 flags &= ~TH_FIN;
 322                         sendwin = 1;
 323                 } else {
 324                         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
 325                         tp->t_rxtshift = 0;
 326                 }
 327         }
 328
 329         /*
 330          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 331          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 332          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 333          * its congestion window while receiving additional duplicate
 334          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 335          * to snd_max after the fast-retransmit.
 336          *
 337          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 338          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 339          * wind up 0.
 340          *
 341          * If sack_rxmit is true we are retransmitting from the scoreboard
 342          * in which case len is already set.
 343          */
 344         if (sack_rxmit == 0) {
 345                 if (sack_bytes_rxmt == 0)
 346                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off);
 347                 else {
 348                         long cwin;
 349
 350                         /*
 351                          * We are inside of a SACK recovery episode and are
 352                          * sending new data, having retransmitted all the
 353                          * data possible in the scoreboard.
 354                          */
 355                         len = ((long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, tp->snd_wnd)
 356                                - off);
 357                         /*
 358                          * Don't remove this (len > 0) check !
 359                          * We explicitly check for len > 0 here (although it
 360                          * isn't really necessary), to work around a gcc
 361                          * optimization issue - to force gcc to compute
 362                          * len above. Without this check, the computation
 363                          * of len is bungled by the optimizer.
 364                          */
 365                         if (len > 0) {
 366                                 cwin = tp->snd_cwnd -
 367                                         (tp->snd_nxt - tp->sack_newdata) -
 368                                         sack_bytes_rxmt;
 369                                 if (cwin < 0)
 370                                         cwin = 0;
 371                                 len = lmin(len, cwin);
 372                         }
 373                 }
 374         }
 375
 376         /*
 377          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 378          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 379          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 380          */
 381         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 382                 if (tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED)
 383                         flags &= ~TH_SYN;
 384                 off--, len++;
 385         }
 386
 387         /*
 388          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 389          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 390          * with not fully conformant TCP implementations.
 391          */
 392         if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 393                 len = 0;
 394                 flags &= ~TH_FIN;
 395         }
 396
 397         if (len < 0) {
 398                 /*
 399                  * If FIN has been sent but not acked,
 400                  * but we haven't been called to retransmit,
 401                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 402                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 403                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 404                  * to (closed) window, and set the persist timer
 405                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 406                  * close completely, just wait for an ACK.
 407                  */
 408                 len = 0;
 409                 if (sendwin == 0) {
 410                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, 0);
 411                         tp->t_rxtshift = 0;
 412                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 413                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 414                                 tcp_setpersist(tp);
 415                 }
 416         }
 417
 418         /* len will be >= 0 after this point. */
 419         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 420
 421         /*
 422          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 423          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 424          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 425          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 426          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 427          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 428          * especially with many connections on busy servers.
 429          *
 430          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 431          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 432          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 433          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 434          *     have data to make use of it);
 435          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 436          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 437          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 438          *
 439          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 440          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 441          * maximum.
 442          *
 443          * It scales directly with slow start or congestion window
 444          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 445          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 446          * what is strictly necessary to make full use of a given
 447          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 448          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 449          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 450          * socket buffer memory.
 451          *
 452          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 453          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 454          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 455          */
 456         if (V_tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.sb_flags & SB_AUTOSIZE) {
 457                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.sb_hiwat &&
 458                     so->so_snd.sb_cc >= (so->so_snd.sb_hiwat / 8 * 7) &&
 459                     so->so_snd.sb_cc < V_tcp_autosndbuf_max &&
 460                     sendwin >= (so->so_snd.sb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 461                         if (!sbreserve_locked(&so->so_snd,
 462                             min(so->so_snd.sb_hiwat + V_tcp_autosndbuf_inc,
 463                              V_tcp_autosndbuf_max), so, curthread))
 464                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AUTOSIZE;
 465                 }
 466         }
 467
 468         /*
 469          * Truncate to the maximum segment length or enable TCP Segmentation
 470          * Offloading (if supported by hardware) and ensure that FIN is removed
 471          * if the length no longer contains the last data byte.
 472          *
 473          * TSO may only be used if we are in a pure bulk sending state.  The
 474          * presence of TCP-MD5, SACK retransmits, SACK advertizements and
 475          * IP options prevent using TSO.  With TSO the TCP header is the same
 476          * (except for the sequence number) for all generated packets.  This
 477          * makes it impossible to transmit any options which vary per generated
 478          * segment or packet.
 479          *
 480          * The length of TSO bursts is limited to TCP_MAXWIN.  That limit and
 481          * removal of FIN (if not already catched here) are handled later after
 482          * the exact length of the TCP options are known.
 483          */
 484 #ifdef IPSEC
 485         /*
 486          * Pre-calculate here as we save another lookup into the darknesses
 487          * of IPsec that way and can actually decide if TSO is ok.
 488          */
 489         ipsec_optlen = ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 490 #endif
 491         if (len > tp->t_maxseg) {
 492                 if ((tp->t_flags & TF_TSO) && V_tcp_do_tso &&
 493                     ((tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0) &&
 494                     tp->rcv_numsacks == 0 && sack_rxmit == 0 &&
 495                     tp->t_inpcb->inp_options == NULL &&
 496                     tp->t_inpcb->in6p_options == NULL
 497 #ifdef IPSEC
 498                     && ipsec_optlen == 0
 499 #endif
 500                     ) {
 501                         tso = 1;
 502                 } else {
 503                         len = tp->t_maxseg;
 504                         sendalot = 1;
 505                 }
 506         }
 507
 508         if (sack_rxmit) {
 509                 if (SEQ_LT(p->rxmit + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 510                         flags &= ~TH_FIN;
 511         } else {
 512                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 513                         flags &= ~TH_FIN;
 514         }
 515
 516         recwin = sbspace(&so->so_rcv);
 517
 518         /*
 519          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 520          * conditions when len is non-zero:
 521          *
 522          *      - We have a full segment (or more with TSO)
 523          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 524          *        either idle or running NODELAY
 525          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 526          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 527          *        data (receiver may be limited the window size)
 528          *      - we need to retransmit
 529          */
 530         if (len) {
 531                 if (len >= tp->t_maxseg)
 532                         goto send;
 533                 /*
 534                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 535                  * end may occur synchronously with the output and cause
 536                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 537                  *
 538                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 539                  */
 540                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 541                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 542                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 543                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 544                         goto send;
 545                 }
 546                 if (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)         /* typ. timeout case */
 547                         goto send;
 548                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 549                         goto send;
 550                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 551                         goto send;
 552                 if (sack_rxmit)
 553                         goto send;
 554         }
 555
 556         /*
 557          * Compare available window to amount of window
 558          * known to peer (as advertised window less
 559          * next expected input).  If the difference is at least two
 560          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 561          * window, then want to send a window update to peer.
 562          * Skip this if the connection is in T/TCP half-open state.
 563          * Don't send pure window updates when the peer has closed
 564          * the connection and won't ever send more data.
 565          */
 566         if (recwin > 0 && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN) &&
 567             !TCPS_HAVERCVDFIN(tp->t_state)) {
 568                 /*
 569                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 570                  * taking into account that we are limited by
 571                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 572                  */
 573                 long adv = min(recwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 574                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 575
 576                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 577                         goto send;
 578                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 579                         goto send;
 580         }
 581
 582         /*
 583          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 584          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 585          */
 586         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 587                 goto send;
 588         if ((flags & TH_RST) ||
 589             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 590                 goto send;
 591         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 592                 goto send;
 593         /*
 594          * If our state indicates that FIN should be sent
 595          * and we have not yet done so, then we need to send.
 596          */
 597         if (flags & TH_FIN &&
 598             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 599                 goto send;
 600         /*
 601          * In SACK, it is possible for tcp_output to fail to send a segment
 602          * after the retransmission timer has been turned off.  Make sure
 603          * that the retransmission timer is set.
 604          */
 605         if ((tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 606             SEQ_GT(tp->snd_max, tp->snd_una) &&
 607             !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 608             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 609                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
 610                 goto just_return;
 611         }
 612         /*
 613          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 614          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 615          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 616          *      idle                    not doing retransmits or persists
 617          *      persisting              to move a small or zero window
 618          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 619          *
 620          * tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)
 621          *      is true when we are in persist state.
 622          * (tp->t_flags & TF_FORCEDATA)
 623          *      is set when we are called to send a persist packet.
 624          * tcp_timer_active(tp, TT_REXMT)
 625          *      is set when we are retransmitting
 626          * The output side is idle when both timers are zero.
 627          *
 628          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 629          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 630          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 631          * if window is nonzero, transmit what we can,
 632          * otherwise force out a byte.
 633          */
 634         if (so->so_snd.sb_cc && !tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
 635             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
 636                 tp->t_rxtshift = 0;
 637                 tcp_setpersist(tp);
 638         }
 639
 640         /*
 641          * No reason to send a segment, just return.
 642          */
 643 just_return:
 644         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 645         return (0);
 646
 647 send:
 648         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 649         /*
 650          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 651          * unless TCP set not to do any options.
 652          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 653          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 654          * link header, i.e.
 655          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 656          */
 657         optlen = 0;
 658 #ifdef INET6
 659         if (isipv6)
 660                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 661         else
 662 #endif
 663         hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 664
 665         /*
 666          * Compute options for segment.
 667          * We only have to care about SYN and established connection
 668          * segments.  Options for SYN-ACK segments are handled in TCP
 669          * syncache.
 670          */
 671         if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 672                 to.to_flags = 0;
 673                 /* Maximum segment size. */
 674                 if (flags & TH_SYN) {
 675                         tp->snd_nxt = tp->iss;
 676                         to.to_mss = tcp_mssopt(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 677                         to.to_flags |= TOF_MSS;
 678                 }
 679                 /* Window scaling. */
 680                 if ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_SCALE)) {
 681                         to.to_wscale = tp->request_r_scale;
 682                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
 683                 }
 684                 /* Timestamps. */
 685                 if ((tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) ||
 686                     ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_REQ_TSTMP))) {
 687                         to.to_tsval = ticks + tp->ts_offset;
 688                         to.to_tsecr = tp->ts_recent;
 689                         to.to_flags |= TOF_TS;
 690                         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 691                         if (tp->rfbuf_ts == 0 &&
 692                             (so->so_rcv.sb_flags & SB_AUTOSIZE))
 693                                 tp->rfbuf_ts = ticks;
 694                 }
 695                 /* Selective ACK's. */
 696                 if (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) {
 697                         if (flags & TH_SYN)
 698                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
 699                         else if (TCPS_HAVEESTABLISHED(tp->t_state) &&
 700                             (tp->t_flags & TF_SACK_PERMIT) &&
 701                             tp->rcv_numsacks > 0) {
 702                                 to.to_flags |= TOF_SACK;
 703                                 to.to_nsacks = tp->rcv_numsacks;
 704                                 to.to_sacks = (u_char *)tp->sackblks;
 705                         }
 706                 }
 707 #ifdef TCP_SIGNATURE
 708                 /* TCP-MD5 (RFC2385). */
 709                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
 710                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
 711 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 712
 713                 /* Processing the options. */
 714                 hdrlen += optlen = tcp_addoptions(&to, opt);
 715         }
 716
 717 #ifdef INET6
 718         if (isipv6)
 719                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 720         else
 721 #endif
 722         if (tp->t_inpcb->inp_options)
 723                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 724                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 725         else
 726                 ipoptlen = 0;
 727 #ifdef IPSEC
 728         ipoptlen += ipsec_optlen;
 729 #endif
 730
 731         /*
 732          * Adjust data length if insertion of options will
 733          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 734          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 735          * the segment.
 736          *
 737          * When doing TSO limit a burst to TCP_MAXWIN minus the
 738          * IP, TCP and Options length to keep ip->ip_len from
 739          * overflowing.  Prevent the last segment from being
 740          * fractional thus making them all equal sized and set
 741          * the flag to continue sending.  TSO is disabled when
 742          * IP options or IPSEC are present.
 743          */
 744         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 745                 flags &= ~TH_FIN;
 746                 if (tso) {
 747                         if (len > TCP_MAXWIN - hdrlen - optlen) {
 748                                 len = TCP_MAXWIN - hdrlen - optlen;
 749                                 len = len - (len % (tp->t_maxopd - optlen));
 750                                 sendalot = 1;
 751                         } else if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 752                                 sendalot = 1;
 753                 } else {
 754                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 755                         sendalot = 1;
 756                 }
 757         }
 758
 759 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 760 #ifdef INET6
 761         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 762 #else
 763         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 764 #endif
 765                 panic("tcphdr too big");
 766 /*#endif*/
 767
 768         /*
 769          * This KASSERT is here to catch edge cases at a well defined place.
 770          * Before, those had triggered (random) panic conditions further down.
 771          */
 772         KASSERT(len >= 0, ("[%s:%d]: len < 0", __func__, __LINE__));
 773
 774         /*
 775          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 776          * be transmitted, and initialize the header from
 777          * the template for sends on this connection.
 778          */
 779         if (len) {
 780                 struct mbuf *mb;
 781                 u_int moff;
 782
 783                 if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)
 784                         TCPSTAT_INC(tcps_sndprobe);
 785                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max) || sack_rxmit) {
 786                         TCPSTAT_INC(tcps_sndrexmitpack);
 787                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndrexmitbyte, len);
 788                 } else {
 789                         TCPSTAT_INC(tcps_sndpack);
 790                         TCPSTAT_ADD(tcps_sndbyte, len);
 791                 }
 792 #ifdef notyet
 793                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
 794                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
 795                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 796                         error = ENOBUFS;
 797                         goto out;
 798                 }
 799                 /*
 800                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 801                  */
 802                 m->m_len += hdrlen;
 803                 m->m_data -= hdrlen;
 804 #else
 805                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 806                 if (m == NULL) {
 807                         SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 808                         error = ENOBUFS;
 809                         goto out;
 810                 }
 811 #ifdef INET6
 812                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 813                         MCLGET(m, M_DONTWAIT);
 814                         if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
 815                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 816                                 m_freem(m);
 817                                 error = ENOBUFS;
 818                                 goto out;
 819                         }
 820                 }
 821 #endif
 822                 m->m_data += max_linkhdr;
 823                 m->m_len = hdrlen;
 824
 825                 /*
 826                  * Start the m_copy functions from the closest mbuf
 827                  * to the offset in the socket buffer chain.
 828                  */
 829                 mb = sbsndptr(&so->so_snd, off, len, &moff);
 830
 831                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 832                         m_copydata(mb, moff, (int)len,
 833                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 834                         m->m_len += len;
 835                 } else {
 836                         m->m_next = m_copy(mb, moff, (int)len);
 837                         if (m->m_next == NULL) {
 838                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 839                                 (void) m_free(m);
 840                                 error = ENOBUFS;
 841                                 goto out;
 842                         }
 843                 }
 844 #endif
 845                 /*
 846                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 847                  * (This will keep happy those implementations which only
 848                  * give data to the user when a buffer fills or
 849                  * a PUSH comes in.)
 850                  */
 851                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 852                         flags |= TH_PUSH;
 853                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 854         } else {
 855                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 856                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 857                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
 858                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 859                         TCPSTAT_INC(tcps_sndctrl);
 860                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 861                         TCPSTAT_INC(tcps_sndurg);
 862                 else
 863                         TCPSTAT_INC(tcps_sndwinup);
 864
 865                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
 866                 if (m == NULL) {
 867                         error = ENOBUFS;
 868                         goto out;
 869                 }
 870 #ifdef INET6
 871                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
 872                     MHLEN >= hdrlen) {
 873                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 874                 } else
 875 #endif
 876                 m->m_data += max_linkhdr;
 877                 m->m_len = hdrlen;
 878         }
 879         SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);
 880         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 881 #ifdef MAC
 882         mac_inpcb_create_mbuf(tp->t_inpcb, m);
 883 #endif
 884 #ifdef INET6
 885         if (isipv6) {
 886                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 887                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 888                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip6, th);
 889         } else
 890 #endif /* INET6 */
 891         {
 892                 ip = mtod(m, struct ip *);
 893                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 894                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 895                 tcpip_fillheaders(tp->t_inpcb, ip, th);
 896         }
 897
 898         /*
 899          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 900          * window for use in delaying messages about window sizes.
 901          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 902          */
 903         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 904             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 905                 tp->snd_nxt--;
 906         /*
 907          * If we are starting a connection, send ECN setup
 908          * SYN packet. If we are on a retransmit, we may
 909          * resend those bits a number of times as per
 910          * RFC 3168.
 911          */
 912         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT && V_tcp_do_ecn) {
 913                 if (tp->t_rxtshift >= 1) {
 914                         if (tp->t_rxtshift <= V_tcp_ecn_maxretries)
 915                                 flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 916                 } else
 917                         flags |= TH_ECE|TH_CWR;
 918         }
 919
 920         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
 921             (tp->t_flags & TF_ECN_PERMIT)) {
 922                 /*
 923                  * If the peer has ECN, mark data packets with
 924                  * ECN capable transmission (ECT).
 925                  * Ignore pure ack packets, retransmissions and window probes.
 926                  */
 927                 if (len > 0 && SEQ_GEQ(tp->snd_nxt, tp->snd_max) &&
 928                     !((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) && len == 1)) {
 929 #ifdef INET6
 930                         if (isipv6)
 931                                 ip6->ip6_flow |= htonl(IPTOS_ECN_ECT0 << 20);
 932                         else
 933 #endif
 934                                 ip->ip_tos |= IPTOS_ECN_ECT0;
 935                         TCPSTAT_INC(tcps_ecn_ect0);
 936                 }
 937
 938                 /*
 939                  * Reply with proper ECN notifications.
 940                  */
 941                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_CWR) {
 942                         flags |= TH_CWR;
 943                         tp->t_flags &= ~TF_ECN_SND_CWR;
 944                 }
 945                 if (tp->t_flags & TF_ECN_SND_ECE)
 946                         flags |= TH_ECE;
 947         }
 948
 949         /*
 950          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 951          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 952          * packets, we do not want the sequence number of the
 953          * retransmitted packet, we want the sequence number
 954          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 955          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 956          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 957          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 958          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 959          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 960          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 961          */
 962         if (sack_rxmit == 0) {
 963                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
 964                     tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
 965                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 966                 else
 967                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 968         } else {
 969                 th->th_seq = htonl(p->rxmit);
 970                 p->rxmit += len;
 971                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit += len;
 972         }
 973         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 974         if (optlen) {
 975                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 976                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 977         }
 978         th->th_flags = flags;
 979         /*
 980          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 981          * but avoid silly window syndrome.
 982          */
 983         if (recwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 984             recwin < (long)tp->t_maxseg)
 985                 recwin = 0;
 986         if (recwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 987                 recwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 988         if (recwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 989                 recwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 990
 991         /*
 992          * According to RFC1323 the window field in a SYN (i.e., a <SYN>
 993          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.  The <SYN,ACK>
 994          * case is handled in syncache.
 995          */
 996         if (flags & TH_SYN)
 997                 th->th_win = htons((u_short)
 998                                 (min(sbspace(&so->so_rcv), TCP_MAXWIN)));
 999         else
1000                 th->th_win = htons((u_short)(recwin >> tp->rcv_scale));
1001
1002         /*
1003          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1004          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1005          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1006          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1007          * to read more data than can be buffered prior to transmitting on
1008          * the connection.
1009          */
1010         if (th->th_win == 0)
1011                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1012         else
1013                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1014         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1015                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1016                 th->th_flags |= TH_URG;
1017         } else
1018                 /*
1019                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1020                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1021                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1022                  * number wraparound.
1023                  */
1024                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1025
1026 #ifdef TCP_SIGNATURE
1027         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1028                 int sigoff = to.to_signature - opt;
1029                 tcp_signature_compute(m, 0, len, optlen,
1030                     (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1031         }
1032 #endif
1033
1034         /*
1035          * Put TCP length in extended header, and then
1036          * checksum extended header and data.
1037          */
1038         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1039 #ifdef INET6
1040         if (isipv6)
1041                 /*
1042                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
1043                  * in ip6_output.
1044                  */
1045                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
1046                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1047         else
1048 #endif /* INET6 */
1049         {
1050                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1051                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1052                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1053                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP + len + optlen));
1054
1055                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
1056                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1057                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
1058         }
1059
1060         /*
1061          * Enable TSO and specify the size of the segments.
1062          * The TCP pseudo header checksum is always provided.
1063          * XXX: Fixme: This is currently not the case for IPv6.
1064          */
1065         if (tso) {
1066                 KASSERT(len > tp->t_maxopd - optlen,
1067                     ("%s: len <= tso_segsz", __func__));
1068                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_TSO;
1069                 m->m_pkthdr.tso_segsz = tp->t_maxopd - optlen;
1070         }
1071
1072         /*
1073          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1074          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1075          */
1076         if ((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1077             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1078                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1079
1080                 /*
1081                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1082                  */
1083                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
1084                         if (flags & TH_SYN)
1085                                 tp->snd_nxt++;
1086                         if (flags & TH_FIN) {
1087                                 tp->snd_nxt++;
1088                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1089                         }
1090                 }
1091                 if (sack_rxmit)
1092                         goto timer;
1093                 tp->snd_nxt += len;
1094                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1095                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1096                         /*
1097                          * Time this transmission if not a retransmission and
1098                          * not currently timing anything.
1099                          */
1100                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1101                                 tp->t_rtttime = ticks;
1102                                 tp->t_rtseq = startseq;
1103                                 TCPSTAT_INC(tcps_segstimed);
1104                         }
1105                 }
1106
1107                 /*
1108                  * Set retransmit timer if not currently set,
1109                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1110                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1111                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1112                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1113                  * of retransmit time.
1114                  */
1115 timer:
1116                 if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1117                     ((sack_rxmit && tp->snd_nxt != tp->snd_max) ||
1118                      (tp->snd_nxt != tp->snd_una))) {
1119                         if (tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) {
1120                                 tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, 0);
1121                                 tp->t_rxtshift = 0;
1122                         }
1123                         tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1124                 }
1125         } else {
1126                 /*
1127                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1128                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1129                  */
1130                 int xlen = len;
1131                 if (flags & TH_SYN)
1132                         ++xlen;
1133                 if (flags & TH_FIN) {
1134                         ++xlen;
1135                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1136                 }
1137                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1138                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + len;
1139         }
1140
1141 #ifdef TCPDEBUG
1142         /*
1143          * Trace.
1144          */
1145         if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1146                 u_short save = 0;
1147 #ifdef INET6
1148                 if (!isipv6)
1149 #endif
1150                 {
1151                         save = ipov->ih_len;
1152                         ipov->ih_len = htons(m->m_pkthdr.len /* - hdrlen + (th->th_off << 2) */);
1153                 }
1154                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
1155 #ifdef INET6
1156                 if (!isipv6)
1157 #endif
1158                 ipov->ih_len = save;
1159         }
1160 #endif
1161
1162         /*
1163          * Fill in IP length and desired time to live and
1164          * send to IP level.  There should be a better way
1165          * to handle ttl and tos; we could keep them in
1166          * the template, but need a way to checksum without them.
1167          */
1168         /*
1169          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1170          * because in6_cksum() need it.
1171          */
1172 #ifdef INET6
1173         if (isipv6) {
1174                 /*
1175                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1176                  * user might want to change the value via setsockopt.
1177                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1178                  * Neighbor Discovery.
1179                  */
1180                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1181
1182                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1183                 error = ip6_output(m,
1184                             tp->t_inpcb->in6p_outputopts, NULL,
1185                             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ?
1186                             IP_ROUTETOIF : 0), NULL, NULL, tp->t_inpcb);
1187         } else
1188 #endif /* INET6 */
1189     {
1190         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1191 #ifdef INET6
1192         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6PROTO)
1193                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb, NULL);
1194 #endif /* INET6 */
1195         /*
1196          * If we do path MTU discovery, then we set DF on every packet.
1197          * This might not be the best thing to do according to RFC3390
1198          * Section 2. However the tcp hostcache migitates the problem
1199          * so it affects only the first tcp connection with a host.
1200          *
1201          * NB: Don't set DF on small MTU/MSS to have a safe fallback.
1202          */
1203         if (V_path_mtu_discovery && tp->t_maxopd > V_tcp_minmss)
1204                 ip->ip_off |= IP_DF;
1205
1206         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, NULL,
1207             ((so->so_options & SO_DONTROUTE) ? IP_ROUTETOIF : 0), 0,
1208             tp->t_inpcb);
1209     }
1210         if (error) {
1211
1212                 /*
1213                  * We know that the packet was lost, so back out the
1214                  * sequence number advance, if any.
1215                  *
1216                  * If the error is EPERM the packet got blocked by the
1217                  * local firewall.  Normally we should terminate the
1218                  * connection but the blocking may have been spurious
1219                  * due to a firewall reconfiguration cycle.  So we treat
1220                  * it like a packet loss and let the retransmit timer and
1221                  * timeouts do their work over time.
1222                  * XXX: It is a POLA question whether calling tcp_drop right
1223                  * away would be the really correct behavior instead.
1224                  */
1225                 if (((tp->t_flags & TF_FORCEDATA) == 0 ||
1226                     !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST)) &&
1227                     ((flags & TH_SYN) == 0) &&
1228                     (error != EPERM)) {
1229                         if (sack_rxmit) {
1230                                 p->rxmit -= len;
1231                                 tp->sackhint.sack_bytes_rexmit -= len;
1232                                 KASSERT(tp->sackhint.sack_bytes_rexmit >= 0,
1233                                     ("sackhint bytes rtx >= 0"));
1234                         } else
1235                                 tp->snd_nxt -= len;
1236                 }
1237 out:
1238                 SOCKBUF_UNLOCK_ASSERT(&so->so_snd);     /* Check gotos. */
1239                 switch (error) {
1240                 case EPERM:
1241                         tp->t_softerror = error;
1242                         return (error);
1243                 case ENOBUFS:
1244                         if (!tcp_timer_active(tp, TT_REXMT) &&
1245                             !tcp_timer_active(tp, TT_PERSIST))
1246                                 tcp_timer_activate(tp, TT_REXMT, tp->t_rxtcur);
1247                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1248                         return (0);
1249                 case EMSGSIZE:
1250                         /*
1251                          * For some reason the interface we used initially
1252                          * to send segments changed to another or lowered
1253                          * its MTU.
1254                          *
1255                          * tcp_mtudisc() will find out the new MTU and as
1256                          * its last action, initiate retransmission, so it
1257                          * is important to not do so here.
1258                          *
1259                          * If TSO was active we either got an interface
1260                          * without TSO capabilits or TSO was turned off.
1261                          * Disable it for this connection as too and
1262                          * immediatly retry with MSS sized segments generated
1263                          * by this function.
1264                          */
1265                         if (tso)
1266                                 tp->t_flags &= ~TF_TSO;
1267                         tcp_mtudisc(tp->t_inpcb, 0);
1268                         return (0);
1269                 case EHOSTDOWN:
1270                 case EHOSTUNREACH:
1271                 case ENETDOWN:
1272                 case ENETUNREACH:
1273                         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1274                                 tp->t_softerror = error;
1275                                 return (0);
1276                         }
1277                         /* FALLTHROUGH */
1278                 default:
1279                         return (error);
1280                 }
1281         }
1282         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1283
1284         /*
1285          * Data sent (as far as we can tell).
1286          * If this advertises a larger window than any other segment,
1287          * then remember the size of the advertised window.
1288          * Any pending ACK has now been sent.
1289          */
1290         if (recwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recwin, tp->rcv_adv))
1291                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recwin;
1292         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1293         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_DELACK);
1294         if (tcp_timer_active(tp, TT_DELACK))
1295                 tcp_timer_activate(tp, TT_DELACK, 0);
1296 #if 0
1297         /*
1298          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
1299          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
1300          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
1301          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
1302          */
1303         if (sendalot && (!V_tcp_do_newreno || --maxburst))
1304                 goto again;
1305 #endif
1306         if (sendalot)
1307                 goto again;
1308         return (0);
1309 }
1310
1311 void
1312 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1313 {
1314         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1315         int tt;
1316
1317         if (tcp_timer_active(tp, TT_REXMT))
1318                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1319         /*
1320          * Start/restart persistance timer.
1321          */
1322         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1323                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1324         tcp_timer_activate(tp, TT_PERSIST, tt);
1325         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1326                 tp->t_rxtshift++;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Insert TCP options according to the supplied parameters to the place
1331  * optp in a consistent way.  Can handle unaligned destinations.
1332  *
1333  * The order of the option processing is crucial for optimal packing and
1334  * alignment for the scarce option space.
1335  *
1336  * The optimal order for a SYN/SYN-ACK segment is:
1337  *   MSS (4) + NOP (1) + Window scale (3) + SACK permitted (2) +
1338  *   Timestamp (10) + Signature (18) = 38 bytes out of a maximum of 40.
1339  *
1340  * The SACK options should be last.  SACK blocks consume 8*n+2 bytes.
1341  * So a full size SACK blocks option is 34 bytes (with 4 SACK blocks).
1342  * At minimum we need 10 bytes (to generate 1 SACK block).  If both
1343  * TCP Timestamps (12 bytes) and TCP Signatures (18 bytes) are present,
1344  * we only have 10 bytes for SACK options (40 - (12 + 18)).
1345  */
1346 int
1347 tcp_addoptions(struct tcpopt *to, u_char *optp)
1348 {
1349         u_int mask, optlen = 0;
1350
1351         for (mask = 1; mask < TOF_MAXOPT; mask <<= 1) {
1352                 if ((to->to_flags & mask) != mask)
1353                         continue;
1354                 if (optlen == TCP_MAXOLEN)
1355                         break;
1356                 switch (to->to_flags & mask) {
1357                 case TOF_MSS:
1358                         while (optlen % 4) {
1359                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1360                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1361                         }
1362                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_MAXSEG)
1363                                 continue;
1364                         optlen += TCPOLEN_MAXSEG;
1365                         *optp++ = TCPOPT_MAXSEG;
1366                         *optp++ = TCPOLEN_MAXSEG;
1367                         to->to_mss = htons(to->to_mss);
1368                         bcopy((u_char *)&to->to_mss, optp, sizeof(to->to_mss));
1369                         optp += sizeof(to->to_mss);
1370                         break;
1371                 case TOF_SCALE:
1372                         while (!optlen || optlen % 2 != 1) {
1373                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1374                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1375                         }
1376                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_WINDOW)
1377                                 continue;
1378                         optlen += TCPOLEN_WINDOW;
1379                         *optp++ = TCPOPT_WINDOW;
1380                         *optp++ = TCPOLEN_WINDOW;
1381                         *optp++ = to->to_wscale;
1382                         break;
1383                 case TOF_SACKPERM:
1384                         while (optlen % 2) {
1385                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1386                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1387                         }
1388                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACK_PERMITTED)
1389                                 continue;
1390                         optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1391                         *optp++ = TCPOPT_SACK_PERMITTED;
1392                         *optp++ = TCPOLEN_SACK_PERMITTED;
1393                         break;
1394                 case TOF_TS:
1395                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1396                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1397                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1398                         }
1399                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_TIMESTAMP)
1400                                 continue;
1401                         optlen += TCPOLEN_TIMESTAMP;
1402                         *optp++ = TCPOPT_TIMESTAMP;
1403                         *optp++ = TCPOLEN_TIMESTAMP;
1404                         to->to_tsval = htonl(to->to_tsval);
1405                         to->to_tsecr = htonl(to->to_tsecr);
1406                         bcopy((u_char *)&to->to_tsval, optp, sizeof(to->to_tsval));
1407                         optp += sizeof(to->to_tsval);
1408                         bcopy((u_char *)&to->to_tsecr, optp, sizeof(to->to_tsecr));
1409                         optp += sizeof(to->to_tsecr);
1410                         break;
1411                 case TOF_SIGNATURE:
1412                         {
1413                         int siglen = TCPOLEN_SIGNATURE - 2;
1414
1415                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1416                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1417                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1418                         }
1419                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SIGNATURE)
1420                                 continue;
1421                         optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
1422                         *optp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
1423                         *optp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
1424                         to->to_signature = optp;
1425                         while (siglen--)
1426                                  *optp++ = 0;
1427                         break;
1428                         }
1429                 case TOF_SACK:
1430                         {
1431                         int sackblks = 0;
1432                         struct sackblk *sack = (struct sackblk *)to->to_sacks;
1433                         tcp_seq sack_seq;
1434
1435                         while (!optlen || optlen % 4 != 2) {
1436                                 optlen += TCPOLEN_NOP;
1437                                 *optp++ = TCPOPT_NOP;
1438                         }
1439                         if (TCP_MAXOLEN - optlen < TCPOLEN_SACKHDR + TCPOLEN_SACK)
1440                                 continue;
1441                         optlen += TCPOLEN_SACKHDR;
1442                         *optp++ = TCPOPT_SACK;
1443                         sackblks = min(to->to_nsacks,
1444                                         (TCP_MAXOLEN - optlen) / TCPOLEN_SACK);
1445                         *optp++ = TCPOLEN_SACKHDR + sackblks * TCPOLEN_SACK;
1446                         while (sackblks--) {
1447                                 sack_seq = htonl(sack->start);
1448                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1449                                 optp += sizeof(sack_seq);
1450                                 sack_seq = htonl(sack->end);
1451                                 bcopy((u_char *)&sack_seq, optp, sizeof(sack_seq));
1452                                 optp += sizeof(sack_seq);
1453                                 optlen += TCPOLEN_SACK;
1454                                 sack++;
1455                         }
1456                         TCPSTAT_INC(tcps_sack_send_blocks);
1457                         break;
1458                         }
1459                 default:
1460                         panic("%s: unknown TCP option type", __func__);
1461                         break;
1462                 }
1463         }
1464
1465         /* Terminate and pad TCP options to a 4 byte boundary. */
1466         if (optlen % 4) {
1467                 optlen += TCPOLEN_EOL;
1468                 *optp++ = TCPOPT_EOL;
1469         }
1470         /*
1471          * According to RFC 793 (STD0007):
1472          *   "The content of the header beyond the End-of-Option option
1473          *    must be header padding (i.e., zero)."
1474          *   and later: "The padding is composed of zeros."
1475          */
1476         while (optlen % 4) {
1477                 optlen += TCPOLEN_PAD;
1478                 *optp++ = TCPOPT_PAD;
1479         }
1480
1481         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("%s: TCP options too long", __func__));
1482         return (optlen);
1483 }