4bf3688eaacd8f6dad7a6900d1431eb188137518
[dragonfly.git] / sys / netinet / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Jeffrey M. Hsu.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
18  *    from this software without specific, prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  *
38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39  * modification, are permitted provided that the following conditions
40  * are met:
41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
47  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
48  *    without specific prior written permission.
49  *
50  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
51  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
52  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
53  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
54  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
55  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
56  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
57  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
58  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
59  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
60  * SUCH DAMAGE.
61  *
62  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
63  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
64  */
65
66 #include "opt_inet.h"
67 #include "opt_inet6.h"
68 #include "opt_ipsec.h"
69 #include "opt_tcpdebug.h"
70
71 #include <sys/param.h>
72 #include <sys/systm.h>
73 #include <sys/kernel.h>
74 #include <sys/sysctl.h>
75 #include <sys/mbuf.h>
76 #include <sys/domain.h>
77 #include <sys/protosw.h>
78 #include <sys/socket.h>
79 #include <sys/socketvar.h>
80 #include <sys/in_cksum.h>
81 #include <sys/thread.h>
82 #include <sys/globaldata.h>
83
84 #include <net/if_var.h>
85 #include <net/route.h>
86 #include <net/netmsg2.h>
87 #include <net/netisr2.h>
88
89 #include <netinet/in.h>
90 #include <netinet/in_systm.h>
91 #include <netinet/ip.h>
92 #include <netinet/in_pcb.h>
93 #include <netinet/ip_var.h>
94 #include <netinet6/in6_pcb.h>
95 #include <netinet/ip6.h>
96 #include <netinet6/ip6_var.h>
97 #include <netinet/tcp.h>
98 #define TCPOUTFLAGS
99 #include <netinet/tcp_fsm.h>
100 #include <netinet/tcp_seq.h>
101 #include <netinet/tcp_timer.h>
102 #include <netinet/tcp_timer2.h>
103 #include <netinet/tcp_var.h>
104 #include <netinet/tcpip.h>
105 #ifdef TCPDEBUG
106 #include <netinet/tcp_debug.h>
107 #endif
108
109 #ifdef IPSEC
110 #include <netinet6/ipsec.h>
111 #endif /*IPSEC*/
112
113 #ifdef FAST_IPSEC
114 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
115 #define IPSEC
116 #endif /*FAST_IPSEC*/
117
118 #ifdef notyet
119 extern struct mbuf *m_copypack();
120 #endif
121
122 int path_mtu_discovery = 0;
123 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
124         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
125
126 static int avoid_pure_win_update = 1;
127 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
128         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
129
130 int tcp_do_autosndbuf = 1;
131 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
132     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
133
134 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
135 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
136     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
137
138 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
139 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
140     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
141
142 int tcp_prio_synack = 1;
143 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, prio_synack, CTLFLAG_RW,
144     &tcp_prio_synack, 0, "Prioritize SYN, SYN|ACK and pure ACK");
145
146 static int tcp_idle_cwv = 1;
147 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_cwv, CTLFLAG_RW,
148     &tcp_idle_cwv, 0,
149     "Congestion window validation after idle period (part of RFC2861)");
150
151 static int tcp_idle_restart = 1;
152 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_restart, CTLFLAG_RW,
153     &tcp_idle_restart, 0, "Reset congestion window after idle period");
154
155 static int tcp_do_tso = 1;
156 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
157     &tcp_do_tso, 0, "Enable TCP Segmentation Offload (TSO)");
158
159 static int tcp_fairsend = 4;
160 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, fairsend, CTLFLAG_RW,
161     &tcp_fairsend, 0,
162     "Amount of segments sent before yield to other senders or receivers");
163
164 static void     tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *);
165
166 static int      tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen);
167 static void     tcp_output_sched(struct tcpcb *tp);
168
169 /*
170  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
171  */
172 int
173 tcp_output(struct tcpcb *tp)
174 {
175         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
176         struct socket *so = inp->inp_socket;
177         long len, recvwin, sendwin;
178         int nsacked = 0;
179         int off, flags, error = 0;
180 #ifdef TCP_SIGNATURE
181         int sigoff = 0;
182 #endif
183         struct mbuf *m;
184         struct ip *ip;
185         struct tcphdr *th;
186         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
187         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
188         int idle;
189         boolean_t sendalot;
190         struct ip6_hdr *ip6;
191 #ifdef INET6
192         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
193 #else
194         const boolean_t isipv6 = FALSE;
195 #endif
196         boolean_t can_tso = FALSE, use_tso;
197         boolean_t report_sack, idle_cwv = FALSE;
198         u_int segsz, tso_hlen, tso_lenmax = 0;
199         int segcnt = 0;
200         boolean_t need_sched = FALSE;
201
202         KKASSERT(so->so_port == &curthread->td_msgport);
203
204         /*
205          * Determine length of data that should be transmitted,
206          * and flags that will be used.
207          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
208          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
209          */
210
211         /*
212          * If we have been idle for a while, the send congestion window
213          * could be no longer representative of the current state of the
214          * link; need to validate congestion window.  However, we should
215          * not perform congestion window validation here, since we could
216          * be asked to send pure ACK.
217          */
218         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
219             (ticks - tp->snd_last) >= tp->t_rxtcur && tcp_idle_restart)
220                 idle_cwv = TRUE;
221
222         /*
223          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
224          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
225          */
226         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
227         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
228                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
229         else
230                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
231
232         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
233             !IN_FASTRECOVERY(tp))
234                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
235
236         /*
237          * Find out whether TSO could be used or not
238          *
239          * For TSO capable devices, the following assumptions apply to
240          * the processing of TCP flags:
241          * - If FIN is set on the large TCP segment, the device must set
242          *   FIN on the last segment that it creates from the large TCP
243          *   segment.
244          * - If PUSH is set on the large TCP segment, the device must set
245          *   PUSH on the last segment that it creates from the large TCP
246          *   segment.
247          */
248 #if !defined(IPSEC) && !defined(FAST_IPSEC)
249         if (tcp_do_tso
250 #ifdef TCP_SIGNATURE
251             && (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0
252 #endif
253         ) {
254                 if (!isipv6) {
255                         struct rtentry *rt = inp->inp_route.ro_rt;
256
257                         if (rt != NULL && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
258                             (rt->rt_ifp->if_hwassist & CSUM_TSO)) {
259                                 can_tso = TRUE;
260                                 tso_lenmax = rt->rt_ifp->if_tsolen;
261                         }
262                 }
263         }
264 #endif  /* !IPSEC && !FAST_IPSEC */
265
266 again:
267         m = NULL;
268         ip = NULL;
269         th = NULL;
270         ip6 = NULL;
271
272         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
273                 TF_SACK_PERMITTED &&
274             (!TAILQ_EMPTY(&tp->t_segq) ||
275              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
276                 report_sack = TRUE;
277         else
278                 report_sack = FALSE;
279
280         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
281         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
282             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
283                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
284
285                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
286                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
287         }
288
289         sendalot = FALSE;
290         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
291         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
292         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
293
294         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
295         /*
296          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
297          * state flags.
298          */
299         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
300                 flags |= TH_FIN;
301         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
302                 flags |= TH_SYN;
303
304         /*
305          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
306          * Otherwise, if window is small but nonzero
307          * and timer expired, we will send what we can
308          * and go to transmit state.
309          */
310         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
311                 if (sendwin == 0) {
312                         /*
313                          * If we still have some data to send, then
314                          * clear the FIN bit.  Usually this would
315                          * happen below when it realizes that we
316                          * aren't sending all the data.  However,
317                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
318                          * then it won't clear the FIN bit below,
319                          * and if we are in persist state, we wind
320                          * up sending the packet without recording
321                          * that we sent the FIN bit.
322                          *
323                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
324                          * because if we don't have any more data
325                          * to send then the probe will be the FIN
326                          * itself.
327                          */
328                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
329                                 flags &= ~TH_FIN;
330                         sendwin = 1;
331                 } else {
332                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
333                         tp->t_rxtshift = 0;
334                 }
335         }
336
337         /*
338          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
339          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
340          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
341          * its congestion window while receiving additional duplicate
342          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
343          * to snd_max after the fast-retransmit.
344          *
345          * A negative length can also occur when we are in the
346          * TCPS_SYN_RECEIVED state due to a simultanious connect where
347          * our SYN has not been acked yet.
348          *
349          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
350          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
351          * wind up 0.
352          */
353         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
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, suppress sending
358          * segment (sending the segment would be an option if we still
359          * did TAO and the remote host supported it).
360          */
361         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
362                 flags &= ~TH_SYN;
363                 off--, len++;
364                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) {
365                         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
366                         return 0;
367                 }
368         }
369
370         /*
371          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
372          * This measure is needed to prevent interoperability problems
373          * with not fully conformant TCP implementations.
374          */
375         if (flags & TH_SYN) {
376                 len = 0;
377                 flags &= ~TH_FIN;
378         }
379
380         if (len < 0) {
381                 /*
382                  * A negative len can occur if our FIN has been sent but not
383                  * acked, or if we are in a simultanious connect in the
384                  * TCPS_SYN_RECEIVED state with our SYN sent but not yet
385                  * acked.
386                  *
387                  * If our window has contracted to 0 in the FIN case
388                  * (which can only occur if we have NOT been called to
389                  * retransmit as per code a few paragraphs up) then we
390                  * want to shift the retransmit timer over to the
391                  * persist timer.
392                  *
393                  * However, if we are in the TCPS_SYN_RECEIVED state
394                  * (the SYN case) we will be in a simultanious connect and
395                  * the window may be zero degeneratively.  In this case we
396                  * do not want to shift to the persist timer after the SYN
397                  * or the SYN+ACK transmission.
398                  */
399                 len = 0;
400                 if (sendwin == 0 && tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED) {
401                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
402                         tp->t_rxtshift = 0;
403                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
404                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
405                                 tcp_setpersist(tp);
406                 }
407         }
408
409         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
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 (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
446                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
447                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
448                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
449                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
450                         u_long newsize;
451
452                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
453                                          tcp_autosndbuf_inc,
454                                         tcp_autosndbuf_max);
455                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
456                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
457                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
458                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
459                 }
460         }
461
462         /*
463          * Don't use TSO, if:
464          * - Congestion window needs validation
465          * - There are SACK blocks to report
466          * - RST or SYN flags is set
467          * - URG will be set
468          *
469          * XXX
470          * Checking for SYN|RST looks overkill, just to be safe than sorry
471          */
472         use_tso = can_tso;
473         if (report_sack || idle_cwv || (flags & (TH_RST | TH_SYN)))
474                 use_tso = FALSE;
475         if (use_tso) {
476                 tcp_seq ugr_nxt = tp->snd_nxt;
477
478                 if ((flags & TH_FIN) && (tp->t_flags & TF_SENTFIN) &&
479                     tp->snd_nxt == tp->snd_max)
480                         --ugr_nxt;
481
482                 if (SEQ_GT(tp->snd_up, ugr_nxt))
483                         use_tso = FALSE;
484         }
485
486         if (use_tso) {
487                 /*
488                  * Find out segment size and header length for TSO
489                  */
490                 error = tcp_tso_getsize(tp, &segsz, &tso_hlen);
491                 if (error)
492                         use_tso = FALSE;
493         }
494         if (!use_tso) {
495                 segsz = tp->t_maxseg;
496                 tso_hlen = 0; /* not used */
497         }
498
499         /*
500          * Truncate to the maximum segment length if not TSO, and ensure that
501          * FIN is removed if the length no longer contains the last data byte.
502          */
503         if (len > segsz) {
504                 if (!use_tso) {
505                         len = segsz;
506                         ++segcnt;
507                 } else {
508                         int nsegs;
509
510                         if (__predict_false(tso_lenmax < segsz))
511                                 tso_lenmax = segsz << 1;
512
513                         /*
514                          * Truncate TSO transfers to (IP_MAXPACKET - iphlen -
515                          * thoff), and make sure that we send equal size
516                          * transfers down the stack (rather than big-small-
517                          * big-small-...).
518                          */
519                         len = min(len, tso_lenmax);
520                         nsegs = min(len, (IP_MAXPACKET - tso_hlen)) / segsz;
521                         KKASSERT(nsegs > 0);
522
523                         len = nsegs * segsz;
524
525                         if (len <= segsz) {
526                                 use_tso = FALSE;
527                                 ++segcnt;
528                         } else {
529                                 segcnt += nsegs;
530                         }
531                 }
532                 sendalot = TRUE;
533         } else {
534                 use_tso = FALSE;
535                 if (len > 0)
536                         ++segcnt;
537         }
538         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
539                 flags &= ~TH_FIN;
540
541         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
542
543         /*
544          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
545          * conditions when len is non-zero:
546          *
547          *      - We have a full segment
548          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
549          *        either idle or running NODELAY
550          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
551          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
552          *        data (receiver may be limiting the window size)
553          *      - we need to retransmit
554          */
555         if (len) {
556                 if (len >= segsz)
557                         goto send;
558                 /*
559                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
560                  * end may occur synchronously with the output and cause
561                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
562                  *
563                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
564                  */
565                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
566                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
567                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
568                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
569                         goto send;
570                 }
571                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
572                         goto send;
573                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
574                         goto send;
575                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
576                         goto send;
577                 if (tp->t_flags & TF_XMITNOW)
578                         goto send;
579         }
580
581         /*
582          * Compare available window to amount of window
583          * known to peer (as advertised window less
584          * next expected input).  If the difference is at least two
585          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
586          * window, then want to send a window update to peer.
587          */
588         if (recvwin > 0) {
589                 /*
590                  * "adv" is the amount we can increase the window,
591                  * taking into account that we are limited by
592                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
593                  */
594                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
595                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
596                 long hiwat;
597
598                 /*
599                  * This ack case typically occurs when the user has drained
600                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
601                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
602                  * ONLY updates the tcp window.
603                  *
604                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
605                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
606                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
607                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
608                  * The 2-segment pure window update will often add a large
609                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
610                  *
611                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
612                  */
613                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
614                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
615                         if (adv >= (long) (2 * segsz)) {
616                                 goto send;
617                         }
618                 }
619                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
620                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
621                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
622                 if (adv >= hiwat / 2)
623                         goto send;
624         }
625
626         /*
627          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
628          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
629          */
630         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
631                 goto send;
632         if ((flags & TH_RST) ||
633             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
634                 goto send;
635         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
636                 goto send;
637         /*
638          * If our state indicates that FIN should be sent
639          * and we have not yet done so, then we need to send.
640          */
641         if ((flags & TH_FIN) &&
642             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
643                 goto send;
644
645         /*
646          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
647          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
648          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
649          *      idle                    not doing retransmits or persists
650          *      persisting              to move a small or zero window
651          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
652          *
653          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
654          *      is true when we are in persist state.
655          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
656          *      is set when we are called to send a persist packet.
657          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
658          *      is set when we are retransmitting
659          * The output side is idle when both timers are zero.
660          *
661          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
662          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
663          *
664          * If nothing happens soon, send when timer expires:
665          * if window is nonzero, transmit what we can, otherwise force out
666          * a byte.
667          *
668          * Don't try to set the persist state if we are in TCPS_SYN_RECEIVED
669          * with data pending.  This situation can occur during a
670          * simultanious connect.
671          */
672         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
673             tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED &&
674             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
675             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
676                 tp->t_rxtshift = 0;
677                 tcp_setpersist(tp);
678         }
679
680         /*
681          * No reason to send a segment, just return.
682          */
683         tp->t_flags &= ~TF_XMITNOW;
684         return (0);
685
686 send:
687         if (need_sched && len > 0) {
688                 tcp_output_sched(tp);
689                 return 0;
690         }
691
692         /*
693          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
694          * unless TCP set not to do any options.
695          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
696          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
697          * link header, i.e.
698          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
699          */
700         optlen = 0;
701         if (isipv6)
702                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
703         else
704                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
705         if (flags & TH_SYN) {
706                 tp->snd_nxt = tp->iss;
707                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
708                         u_short mss;
709
710                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
711                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
712                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
713                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
714                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
715
716                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
717                             (!(flags & TH_ACK) ||
718                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
719                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
720                                         TCPOPT_NOP << 24 |
721                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
722                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
723                                         tp->request_r_scale);
724                                 optlen += 4;
725                         }
726
727                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
728                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
729                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
730
731                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
732                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
733                         }
734                 }
735         }
736
737         /*
738          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
739          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
740          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
741          */
742         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
743             !(flags & TH_RST) &&
744             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
745                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
746
747                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
748                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
749                 *lp++ = htonl(ticks);
750                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
751                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
752         }
753
754         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
755         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
756                 tp->rfbuf_ts = ticks;
757
758         /*
759          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
760          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
761          */
762         if (report_sack)
763                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
764
765 #ifdef TCP_SIGNATURE
766         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
767                 int i;
768                 u_char *bp;
769                 /*
770                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
771                  */
772                 bp = (u_char *)opt + optlen;
773                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
774                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
775                 sigoff = optlen + 2;
776                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
777                         *bp++ = 0;
778                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
779                 /*
780                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
781                  */
782                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
783                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
784                 optlen += 2;
785         }
786 #endif /* TCP_SIGNATURE */
787         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
788         hdrlen += optlen;
789
790         if (isipv6) {
791                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
792         } else {
793                 if (inp->inp_options) {
794                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
795                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
796                 } else {
797                         ipoptlen = 0;
798                 }
799         }
800 #ifdef IPSEC
801         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
802 #endif
803
804         if (use_tso) {
805                 /* TSO segment length must be multiple of segment size */
806                 KASSERT(len >= (2 * segsz) && (len % segsz == 0),
807                     ("invalid TSO len %ld, segsz %u", len, segsz));
808         } else {
809                 KASSERT(len <= segsz,
810                     ("invalid len %ld, segsz %u", len, segsz));
811
812                 /*
813                  * Adjust data length if insertion of options will bump
814                  * the packet length beyond the t_maxopd length.  Clear
815                  * FIN to prevent premature closure since there is still
816                  * more data to send after this (now truncated) packet.
817                  *
818                  * If just the options do not fit we are in a no-win
819                  * situation and we treat it as an unreachable host.
820                  */
821                 if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
822                         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
823                                 static time_t last_optlen_report;
824
825                                 if (last_optlen_report != time_second) {
826                                         last_optlen_report = time_second;
827                                         kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too "
828                                             "small to hold options!\n",
829                                             tp, tp->t_maxopd);
830                                 }
831                                 error = EHOSTUNREACH;
832                                 goto out;
833                         } else {
834                                 flags &= ~TH_FIN;
835                                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
836                                 sendalot = TRUE;
837                         }
838                 }
839         }
840
841 #ifdef INET6
842         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
843 #else
844         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
845 #endif
846
847         /*
848          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
849          * be transmitted, and initialize the header from
850          * the template for sends on this connection.
851          */
852         if (len) {
853                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
854                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
855                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
856                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
857                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
858                         if (nsacked) {
859                                 tcpstat.tcps_sndsackrtopack++;
860                                 tcpstat.tcps_sndsackrtobyte += len;
861                         }
862                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
863                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
864                 } else {
865                         tcpstat.tcps_sndpack++;
866                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
867                 }
868                 if (idle_cwv) {
869                         idle_cwv = FALSE;
870                         tcp_idle_cwnd_validate(tp);
871                 }
872                 /* Update last send time after CWV */
873                 tp->snd_last = ticks;
874 #ifdef notyet
875                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
876                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
877                         error = ENOBUFS;
878                         goto after_th;
879                 }
880                 /*
881                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
882                  */
883                 m->m_len += hdrlen;
884                 m->m_data -= hdrlen;
885 #else
886 #ifndef INET6
887                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
888 #else
889                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
890                            M_PKTHDR, NULL);
891 #endif
892                 if (m == NULL) {
893                         error = ENOBUFS;
894                         goto after_th;
895                 }
896                 m->m_data += max_linkhdr;
897                 m->m_len = hdrlen;
898                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
899                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
900                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
901                         m->m_len += len;
902                 } else {
903                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
904                         if (m->m_next == NULL) {
905                                 m_free(m);
906                                 m = NULL;
907                                 error = ENOBUFS;
908                                 goto after_th;
909                         }
910                 }
911 #endif
912                 /*
913                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
914                  * (This will keep happy those implementations which only
915                  * give data to the user when a buffer fills or
916                  * a PUSH comes in.)
917                  */
918                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
919                         flags |= TH_PUSH;
920         } else {
921                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
922                         tcpstat.tcps_sndacks++;
923                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
924                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
925                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
926                         tcpstat.tcps_sndurg++;
927                 else
928                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
929
930                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
931                 if (m == NULL) {
932                         error = ENOBUFS;
933                         goto after_th;
934                 }
935                 if (isipv6 &&
936                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
937                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
938                 else
939                         m->m_data += max_linkhdr;
940                 m->m_len = hdrlen;
941
942                 /*
943                  * Prioritize SYN, SYN|ACK and pure ACK.
944                  * Leave FIN and RST as they are.
945                  */
946                 if (tcp_prio_synack && (flags & (TH_FIN | TH_RST)) == 0)
947                         m->m_flags |= M_PRIO;
948         }
949         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
950         if (isipv6) {
951                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
952                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
953                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th, use_tso);
954         } else {
955                 ip = mtod(m, struct ip *);
956                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
957                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
958                 tcp_fillheaders(tp, ip, th, use_tso);
959         }
960 after_th:
961         /*
962          * Fill in fields, remembering maximum advertised
963          * window for use in delaying messages about window sizes.
964          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
965          */
966         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
967             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
968                 tp->snd_nxt--;
969
970         if (th != NULL) {
971                 /*
972                  * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
973                  * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
974                  * packets, we do not want the sequence number of the
975                  * retransmitted packet, we want the sequence number
976                  * of the next unsent octet.  So, if there is no data
977                  * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
978                  * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
979                  * state, snd_max might reflect one byte beyond the
980                  * right edge of the window, so use snd_nxt in that
981                  * case, since we know we aren't doing a retransmission.
982                  * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
983                  */
984                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
985                     tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
986                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
987                 else
988                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
989                 th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
990                 if (optlen) {
991                         bcopy(opt, th + 1, optlen);
992                         th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
993                 }
994                 th->th_flags = flags;
995         }
996
997         /*
998          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
999          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
1000          * window is less then one segment.
1001          */
1002         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
1003             recvwin < (long)segsz)
1004                 recvwin = 0;
1005         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1006                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1007         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1008                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1009
1010         /*
1011          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1012          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1013          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1014          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1015          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
1016          * the connection.
1017          */
1018         if (recvwin == 0)
1019                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1020         else
1021                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1022
1023         if (th != NULL)
1024                 th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
1025
1026         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1027                 KASSERT(!use_tso, ("URG with TSO"));
1028                 if (th != NULL) {
1029                         th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1030                         th->th_flags |= TH_URG;
1031                 }
1032         } else {
1033                 /*
1034                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1035                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1036                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1037                  * number wraparound.
1038                  */
1039                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1040         }
1041
1042         if (th != NULL) {
1043 #ifdef TCP_SIGNATURE
1044                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1045                         tcpsignature_compute(m, len, optlen,
1046                             (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1047                 }
1048 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1049
1050                 /*
1051                  * Put TCP length in extended header, and then
1052                  * checksum extended header and data.
1053                  */
1054                 m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1055                 if (isipv6) {
1056                         /*
1057                          * ip6_plen is not need to be filled now, and will be
1058                          * filled in ip6_output().
1059                          */
1060                         th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
1061                             sizeof(struct ip6_hdr),
1062                             sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1063                 } else {
1064                         m->m_pkthdr.csum_thlen = sizeof(struct tcphdr) + optlen;
1065                         if (use_tso) {
1066                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TSO;
1067                                 m->m_pkthdr.tso_segsz = segsz;
1068                         } else {
1069                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1070                                 m->m_pkthdr.csum_data =
1071                                     offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1072                                 if (len + optlen) {
1073                                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
1074                                             htons((u_short)(optlen + len)));
1075                                 }
1076                         }
1077
1078                         /*
1079                          * IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking
1080                          * later
1081                          */
1082                         KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1083                             ("%s: IP version incorrect: %d",
1084                              __func__, ip->ip_v));
1085                 }
1086         }
1087
1088         /*
1089          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1090          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1091          */
1092         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1093             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1094                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1095
1096                 /*
1097                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1098                  */
1099                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
1100                         if (flags & TH_SYN)
1101                                 tp->snd_nxt++;
1102                         if (flags & TH_FIN) {
1103                                 tp->snd_nxt++;
1104                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1105                         }
1106                 }
1107                 tp->snd_nxt += len;
1108                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1109                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1110                         /*
1111                          * Time this transmission if not a retransmission and
1112                          * not currently timing anything.
1113                          */
1114                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1115                                 tp->t_rtttime = ticks;
1116                                 tp->t_rtseq = startseq;
1117                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
1118                         }
1119                 }
1120
1121                 /*
1122                  * Set retransmit timer if not currently set,
1123                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1124                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1125                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1126                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1127                  * of retransmit time.
1128                  */
1129                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1130                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
1131                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1132                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
1133                                 tp->t_rxtshift = 0;
1134                         }
1135                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
1136                             tcp_timer_rexmt);
1137                 }
1138         } else {
1139                 /*
1140                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1141                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1142                  */
1143                 int xlen = len;
1144                 if (flags & TH_SYN)
1145                         panic("tcp_output: persist timer to send SYN");
1146                 if (flags & TH_FIN) {
1147                         ++xlen;
1148                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1149                 }
1150                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1151                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1152         }
1153
1154         if (th != NULL) {
1155 #ifdef TCPDEBUG
1156                 /* Trace. */
1157                 if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1158                         tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp,
1159                             mtod(m, void *), th, 0);
1160                 }
1161 #endif
1162
1163                 /*
1164                  * Fill in IP length and desired time to live and
1165                  * send to IP level.  There should be a better way
1166                  * to handle ttl and tos; we could keep them in
1167                  * the template, but need a way to checksum without them.
1168                  */
1169                 /*
1170                  * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum
1171                  * calcuration, because in6_cksum() need it.
1172                  */
1173                 if (isipv6) {
1174                         /*
1175                          * we separately set hoplimit for every segment,
1176                          * since the user might want to change the value
1177                          * via setsockopt.  Also, desired default hop
1178                          * limit might be changed via Neighbor Discovery.
1179                          */
1180                         ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
1181                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1182                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1183
1184                         /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1185                         error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts,
1186                             &inp->in6p_route, (so->so_options & SO_DONTROUTE),
1187                             NULL, NULL, inp);
1188                 } else {
1189                         struct rtentry *rt;
1190                         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1191 #ifdef INET6
1192                         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1193                                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
1194                                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
1195                                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1196                         else
1197 #endif
1198                                 ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1199
1200                         ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1201                         /*
1202                          * See if we should do MTU discovery.
1203                          * We do it only if the following are true:
1204                          *      1) we have a valid route to the destination
1205                          *      2) the MTU is not locked (if it is,
1206                          *         then discovery has been disabled)
1207                          */
1208                         if (path_mtu_discovery &&
1209                             (rt = inp->inp_route.ro_rt) &&
1210                             (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1211                             !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1212                                 ip->ip_off |= IP_DF;
1213
1214                         error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1215                                           (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1216                                           IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1217                 }
1218         } else {
1219                 KASSERT(error != 0, ("no error, but th not set"));
1220         }
1221         if (error) {
1222                 tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1223
1224                 /*
1225                  * We know that the packet was lost, so back out the
1226                  * sequence number advance, if any.
1227                  */
1228                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1229                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1230                         /*
1231                          * No need to check for TH_FIN here because
1232                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1233                          */
1234                         if (!(flags & TH_SYN))
1235                                 tp->snd_nxt -= len;
1236                 }
1237
1238 out:
1239                 if (error == ENOBUFS) {
1240                         /*
1241                          * If we can't send, make sure there is something
1242                          * to get us going again later.
1243                          *
1244                          * The persist timer isn't necessarily allowed in all
1245                          * states, use the rexmt timer.
1246                          */
1247                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1248                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1249                                 tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt,
1250                                                   tp->t_rxtcur,
1251                                                   tcp_timer_rexmt);
1252 #if 0
1253                                 tp->t_rxtshift = 0;
1254                                 tcp_setpersist(tp);
1255 #endif
1256                         }
1257                         tcp_quench(inp, 0);
1258                         return (0);
1259                 }
1260                 if (error == EMSGSIZE) {
1261                         /*
1262                          * ip_output() will have already fixed the route
1263                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1264                          * initiate retransmission, so it is important to
1265                          * not do so here.
1266                          */
1267                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1268                         return 0;
1269                 }
1270                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1271                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1272                         tp->t_softerror = error;
1273                         return (0);
1274                 }
1275                 return (error);
1276         }
1277         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1278
1279         /*
1280          * Data sent (as far as we can tell).
1281          *
1282          * If this advertises a larger window than any other segment,
1283          * then remember the size of the advertised window.
1284          *
1285          * Any pending ACK has now been sent.
1286          */
1287         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1288                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1289                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1290         }
1291         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1292         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1293         if (tcp_delack_enabled)
1294                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1295         if (sendalot) {
1296                 if (tcp_fairsend > 0 && (tp->t_flags & TF_FAIRSEND) &&
1297                     segcnt >= tcp_fairsend)
1298                         need_sched = TRUE;
1299                 goto again;
1300         }
1301         return (0);
1302 }
1303
1304 void
1305 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1306 {
1307         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1308         int tt;
1309
1310         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ||
1311             tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) {
1312                 panic("tcp_setpersist: not established yet, current %s",
1313                       tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ?
1314                       "SYN_SENT" : "SYN_RECEIVED");
1315         }
1316
1317         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1318                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1319         /*
1320          * Start/restart persistance timer.
1321          */
1322         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1323                       TCPTV_PERSMAX);
1324         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1325         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1326                 tp->t_rxtshift++;
1327 }
1328
1329 static void
1330 tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *tp)
1331 {
1332         u_long initial_cwnd = tcp_initial_window(tp);
1333         u_long min_cwnd;
1334
1335         tcpstat.tcps_sndidle++;
1336
1337         /* According to RFC5681: RW=min(IW,cwnd) */
1338         min_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
1339
1340         if (tcp_idle_cwv) {
1341                 u_long idle_time, decay_cwnd;
1342
1343                 /*
1344                  * RFC2861, but only after idle period.
1345                  */
1346
1347                 /*
1348                  * Before the congestion window is reduced, ssthresh
1349                  * is set to the maximum of its current value and 3/4
1350                  * cwnd.  If the sender then has more data to send
1351                  * than the decayed cwnd allows, the TCP will slow-
1352                  * start (perform exponential increase) at least
1353                  * half-way back up to the old value of cwnd.
1354                  */
1355                 tp->snd_ssthresh = max(tp->snd_ssthresh,
1356                     (3 * tp->snd_cwnd) / 4);
1357
1358                 /*
1359                  * Decay the congestion window by half for every RTT
1360                  * that the flow remains inactive.
1361                  *
1362                  * The difference between our implementation and
1363                  * RFC2861 is that we don't allow cwnd to go below
1364                  * the value allowed by RFC5681 (min_cwnd).
1365                  */
1366                 idle_time = ticks - tp->snd_last;
1367                 decay_cwnd = tp->snd_cwnd;
1368                 while (idle_time >= tp->t_rxtcur &&
1369                     decay_cwnd > min_cwnd) {
1370                         decay_cwnd >>= 1;
1371                         idle_time -= tp->t_rxtcur;
1372                 }
1373                 tp->snd_cwnd = max(decay_cwnd, min_cwnd);
1374         } else {
1375                 /*
1376                  * Slow-start from scratch to re-determine the send
1377                  * congestion window.
1378                  */
1379                 tp->snd_cwnd = min_cwnd;
1380         }
1381
1382         /* Restart ABC counting during congestion avoidance */
1383         tp->snd_wacked = 0;
1384 }
1385
1386 static int
1387 tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen0)
1388 {
1389         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
1390 #ifdef INET6
1391         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
1392 #else
1393         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1394 #endif
1395         unsigned int ipoptlen, optlen;
1396         u_int hlen;
1397
1398         hlen = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr);
1399
1400         if (isipv6) {
1401                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
1402         } else {
1403                 if (inp->inp_options) {
1404                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
1405                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
1406                 } else {
1407                         ipoptlen = 0;
1408                 }
1409         }
1410 #ifdef IPSEC
1411         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
1412 #endif
1413         hlen += ipoptlen;
1414
1415         optlen = 0;
1416         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
1417             (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))
1418                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1419         hlen += optlen;
1420
1421         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen)
1422                 return EHOSTUNREACH;
1423
1424         *segsz = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
1425         *hlen0 = hlen;
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 static void
1430 tcp_output_sched_handler(netmsg_t nmsg)
1431 {
1432         struct tcpcb *tp = nmsg->lmsg.u.ms_resultp;
1433
1434         /* Reply ASAP */
1435         crit_enter();
1436         lwkt_replymsg(&nmsg->lmsg, 0);
1437         crit_exit();
1438
1439         tcp_output_fair(tp);
1440 }
1441
1442 void
1443 tcp_output_init(struct tcpcb *tp)
1444 {
1445         netmsg_init(tp->tt_sndmore, NULL, &netisr_adone_rport, MSGF_DROPABLE,
1446             tcp_output_sched_handler);
1447         tp->tt_sndmore->lmsg.u.ms_resultp = tp;
1448 }
1449
1450 void
1451 tcp_output_cancel(struct tcpcb *tp)
1452 {
1453         /*
1454          * This message is still pending to be processed;
1455          * drop it.  Optimized.
1456          */
1457         crit_enter();
1458         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0) {
1459                 lwkt_dropmsg(&tp->tt_sndmore->lmsg);
1460         }
1461         crit_exit();
1462 }
1463
1464 boolean_t
1465 tcp_output_pending(struct tcpcb *tp)
1466 {
1467         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0)
1468                 return TRUE;
1469         else
1470                 return FALSE;
1471 }
1472
1473 static void
1474 tcp_output_sched(struct tcpcb *tp)
1475 {
1476         crit_enter();
1477         if (tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE)
1478                 lwkt_sendmsg(netisr_cpuport(mycpuid), &tp->tt_sndmore->lmsg);
1479         crit_exit();
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Fairsend
1484  *
1485  * Yield to other senders or receivers on the same netisr if the current
1486  * TCP stream has sent tcp_fairsend segments and is going to burst more
1487  * segments.  Bursting large amount of segements in a single TCP stream
1488  * could delay other senders' segments and receivers' ACKs quite a lot,
1489  * if others segments and ACKs are queued on to the same hardware transmit
1490  * queue; thus cause unfairness between senders and suppress receiving
1491  * performance.
1492  * 
1493  * Fairsend should be performed at the places that do not affect segment
1494  * sending during congestion control, e.g.
1495  * - User requested output
1496  * - ACK input triggered output
1497  *
1498  * NOTE:
1499  * For devices that are TSO capable, their TSO aggregation size limit could
1500  * affect fairsend.
1501  */
1502 int
1503 tcp_output_fair(struct tcpcb *tp)
1504 {
1505         int ret;
1506
1507         tp->t_flags |= TF_FAIRSEND;
1508         ret = tcp_output(tp);
1509         tp->t_flags &= ~TF_FAIRSEND;
1510
1511         return ret;
1512 }