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