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