d3d6a0f0ab8d93f6fd313600402cdcda69856c1c
[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. All advertising materials mentioning features or use of this software
47  *    must display the following acknowledgement:
48  *      This product includes software developed by the University of
49  *      California, Berkeley and its contributors.
50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
52  *    without specific prior written permission.
53  *
54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64  * SUCH DAMAGE.
65  *
66  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
68  */
69
70 #include "opt_inet.h"
71 #include "opt_inet6.h"
72 #include "opt_ipsec.h"
73 #include "opt_tcpdebug.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/kernel.h>
78 #include <sys/sysctl.h>
79 #include <sys/mbuf.h>
80 #include <sys/domain.h>
81 #include <sys/protosw.h>
82 #include <sys/socket.h>
83 #include <sys/socketvar.h>
84 #include <sys/in_cksum.h>
85 #include <sys/thread.h>
86 #include <sys/globaldata.h>
87
88 #include <net/if_var.h>
89 #include <net/route.h>
90
91 #include <netinet/in.h>
92 #include <netinet/in_systm.h>
93 #include <netinet/ip.h>
94 #include <netinet/in_pcb.h>
95 #include <netinet/ip_var.h>
96 #include <netinet6/in6_pcb.h>
97 #include <netinet/ip6.h>
98 #include <netinet6/ip6_var.h>
99 #include <netinet/tcp.h>
100 #define TCPOUTFLAGS
101 #include <netinet/tcp_fsm.h>
102 #include <netinet/tcp_seq.h>
103 #include <netinet/tcp_timer.h>
104 #include <netinet/tcp_timer2.h>
105 #include <netinet/tcp_var.h>
106 #include <netinet/tcpip.h>
107 #ifdef TCPDEBUG
108 #include <netinet/tcp_debug.h>
109 #endif
110
111 #ifdef IPSEC
112 #include <netinet6/ipsec.h>
113 #endif /*IPSEC*/
114
115 #ifdef FAST_IPSEC
116 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
117 #define IPSEC
118 #endif /*FAST_IPSEC*/
119
120 #ifdef notyet
121 extern struct mbuf *m_copypack();
122 #endif
123
124 int path_mtu_discovery = 0;
125 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
126         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
127
128 static int avoid_pure_win_update = 1;
129 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
130         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
131
132 int tcp_do_autosndbuf = 1;
133 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
134     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
135
136 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
137 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
138     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
139
140 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
141 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
142     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
143
144 static int tcp_idle_cwv = 1;
145 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_cwv, CTLFLAG_RW,
146     &tcp_idle_cwv, 0,
147     "Congestion window validation after idle period (part of RFC2861)");
148
149 static int tcp_idle_restart = 1;
150 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_restart, CTLFLAG_RW,
151     &tcp_idle_restart, 0, "Reset congestion window after idle period");
152
153 static int tcp_do_tso = 1;
154 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
155     &tcp_do_tso, 0, "Enable TCP Segmentation Offload (TSO)");
156
157 static void     tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *);
158
159 static int      tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen);
160
161 /*
162  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
163  */
164 int
165 tcp_output(struct tcpcb *tp)
166 {
167         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
168         struct socket *so = inp->inp_socket;
169         long len, recvwin, sendwin;
170         int nsacked = 0;
171         int off, flags, error = 0;
172 #ifdef TCP_SIGNATURE
173         int sigoff = 0;
174 #endif
175         struct mbuf *m;
176         struct ip *ip;
177         struct ipovly *ipov;
178         struct tcphdr *th;
179         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
180         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
181         int idle;
182         boolean_t sendalot;
183         struct ip6_hdr *ip6;
184 #ifdef INET6
185         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
186 #else
187         const boolean_t isipv6 = FALSE;
188 #endif
189         boolean_t can_tso = FALSE, use_tso;
190         boolean_t report_sack, idle_cwv = FALSE;
191         u_int segsz, tso_hlen;
192
193         KKASSERT(so->so_port == &curthread->td_msgport);
194
195         /*
196          * Determine length of data that should be transmitted,
197          * and flags that will be used.
198          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
199          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
200          */
201
202         /*
203          * If we have been idle for a while, the send congestion window
204          * could be no longer representative of the current state of the
205          * link; need to validate congestion window.  However, we should
206          * not perform congestion window validation here, since we could
207          * be asked to send pure ACK.
208          */
209         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
210             (ticks - tp->snd_last) >= tp->t_rxtcur && tcp_idle_restart)
211                 idle_cwv = TRUE;
212
213         /*
214          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
215          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
216          */
217         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
218         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
219                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
220         else
221                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
222
223         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
224             !IN_FASTRECOVERY(tp))
225                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
226
227         /*
228          * Find out whether TSO could be used or not
229          *
230          * For TSO capable devices, the following assumptions apply to
231          * the processing of TCP flags:
232          * - If FIN is set on the large TCP segment, the device must set
233          *   FIN on the last segment that it creates from the large TCP
234          *   segment.
235          * - If PUSH is set on the large TCP segment, the device must set
236          *   PUSH on the last segment that it creates from the large TCP
237          *   segment.
238          */
239 #if !defined(IPSEC) && !defined(FAST_IPSEC)
240         if (tcp_do_tso
241 #ifdef TCP_SIGNATURE
242             && (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0
243 #endif
244         ) {
245                 if (!isipv6) {
246                         struct rtentry *rt = inp->inp_route.ro_rt;
247
248                         if (rt != NULL && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
249                             (rt->rt_ifp->if_hwassist & CSUM_TSO))
250                                 can_tso = TRUE;
251                 }
252         }
253 #endif  /* !IPSEC && !FAST_IPSEC */
254
255 again:
256         m = NULL;
257         ip = NULL;
258         ipov = NULL;
259         th = NULL;
260         ip6 = NULL;
261
262         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
263                 TF_SACK_PERMITTED &&
264             (!TAILQ_EMPTY(&tp->t_segq) ||
265              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
266                 report_sack = TRUE;
267         else
268                 report_sack = FALSE;
269
270         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
271         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
272             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
273                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
274
275                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
276                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
277         }
278
279         sendalot = FALSE;
280         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
281         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
282         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
283
284         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
285         /*
286          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
287          * state flags.
288          */
289         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
290                 flags |= TH_FIN;
291         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
292                 flags |= TH_SYN;
293
294         /*
295          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
296          * Otherwise, if window is small but nonzero
297          * and timer expired, we will send what we can
298          * and go to transmit state.
299          */
300         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
301                 if (sendwin == 0) {
302                         /*
303                          * If we still have some data to send, then
304                          * clear the FIN bit.  Usually this would
305                          * happen below when it realizes that we
306                          * aren't sending all the data.  However,
307                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
308                          * then it won't clear the FIN bit below,
309                          * and if we are in persist state, we wind
310                          * up sending the packet without recording
311                          * that we sent the FIN bit.
312                          *
313                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
314                          * because if we don't have any more data
315                          * to send then the probe will be the FIN
316                          * itself.
317                          */
318                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
319                                 flags &= ~TH_FIN;
320                         sendwin = 1;
321                 } else {
322                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
323                         tp->t_rxtshift = 0;
324                 }
325         }
326
327         /*
328          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
329          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
330          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
331          * its congestion window while receiving additional duplicate
332          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
333          * to snd_max after the fast-retransmit.
334          *
335          * A negative length can also occur when we are in the
336          * TCPS_SYN_RECEIVED state due to a simultanious connect where
337          * our SYN has not been acked yet.
338          *
339          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
340          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
341          * wind up 0.
342          */
343         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
344
345         /*
346          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
347          * is SYN-SENT state and if segment contains data, suppress sending
348          * segment (sending the segment would be an option if we still
349          * did TAO and the remote host supported it).
350          */
351         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
352                 flags &= ~TH_SYN;
353                 off--, len++;
354                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) {
355                         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
356                         return 0;
357                 }
358         }
359
360         /*
361          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
362          * This measure is needed to prevent interoperability problems
363          * with not fully conformant TCP implementations.
364          */
365         if (flags & TH_SYN) {
366                 len = 0;
367                 flags &= ~TH_FIN;
368         }
369
370         if (len < 0) {
371                 /*
372                  * A negative len can occur if our FIN has been sent but not
373                  * acked, or if we are in a simultanious connect in the
374                  * TCPS_SYN_RECEIVED state with our SYN sent but not yet
375                  * acked.
376                  *
377                  * If our window has contracted to 0 in the FIN case
378                  * (which can only occur if we have NOT been called to
379                  * retransmit as per code a few paragraphs up) then we
380                  * want to shift the retransmit timer over to the
381                  * persist timer.
382                  *
383                  * However, if we are in the TCPS_SYN_RECEIVED state
384                  * (the SYN case) we will be in a simultanious connect and
385                  * the window may be zero degeneratively.  In this case we
386                  * do not want to shift to the persist timer after the SYN
387                  * or the SYN+ACK transmission.
388                  */
389                 len = 0;
390                 if (sendwin == 0 && tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED) {
391                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
392                         tp->t_rxtshift = 0;
393                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
394                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
395                                 tcp_setpersist(tp);
396                 }
397         }
398
399         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
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 (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
436                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
437                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
438                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
439                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
440                         u_long newsize;
441
442                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
443                                          tcp_autosndbuf_inc,
444                                         tcp_autosndbuf_max);
445                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
446                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
447                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
448                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
449                 }
450         }
451
452         /*
453          * Don't use TSO, if:
454          * - Congestion window needs validation
455          * - There are SACK blocks to report
456          * - RST or SYN flags is set
457          * - URG will be set
458          *
459          * XXX
460          * Checking for SYN|RST looks overkill, just to be safe than sorry
461          */
462         use_tso = can_tso;
463         if (report_sack || idle_cwv || (flags & (TH_RST | TH_SYN)))
464                 use_tso = FALSE;
465         if (use_tso) {
466                 tcp_seq ugr_nxt = tp->snd_nxt;
467
468                 if ((flags & TH_FIN) && (tp->t_flags & TF_SENTFIN) &&
469                     tp->snd_nxt == tp->snd_max)
470                         --ugr_nxt;
471
472                 if (SEQ_GT(tp->snd_up, ugr_nxt))
473                         use_tso = FALSE;
474         }
475
476         if (use_tso) {
477                 /*
478                  * Find out segment size and header length for TSO
479                  */
480                 error = tcp_tso_getsize(tp, &segsz, &tso_hlen);
481                 if (error)
482                         use_tso = FALSE;
483         }
484         if (!use_tso) {
485                 segsz = tp->t_maxseg;
486                 tso_hlen = 0; /* not used */
487         }
488
489         /*
490          * Truncate to the maximum segment length if not TSO, and ensure that
491          * FIN is removed if the length no longer contains the last data byte.
492          */
493         if (len > segsz) {
494                 if (!use_tso) {
495                         len = segsz;
496                 } else {
497                         /*
498                          * Truncate TSO transfers to (IP_MAXPACKET - iphlen -
499                          * thoff), and make sure that we send equal size
500                          * transfers down the stack (rather than big-small-
501                          * big-small-...).
502                          */
503                         len = (min(len, (IP_MAXPACKET - tso_hlen)) / segsz) *
504                             segsz;
505                         if (len <= segsz)
506                                 use_tso = FALSE;
507                 }
508                 sendalot = TRUE;
509         } else {
510                 use_tso = FALSE;
511         }
512         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
513                 flags &= ~TH_FIN;
514
515         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
516
517         /*
518          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
519          * conditions when len is non-zero:
520          *
521          *      - We have a full segment
522          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
523          *        either idle or running NODELAY
524          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
525          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
526          *        data (receiver may be limiting the window size)
527          *      - we need to retransmit
528          */
529         if (len) {
530                 if (len >= segsz)
531                         goto send;
532                 /*
533                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
534                  * end may occur synchronously with the output and cause
535                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
536                  *
537                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
538                  */
539                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
540                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
541                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
542                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
543                         goto send;
544                 }
545                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
546                         goto send;
547                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
548                         goto send;
549                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
550                         goto send;
551                 if (tp->t_flags & TF_XMITNOW)
552                         goto send;
553         }
554
555         /*
556          * Compare available window to amount of window
557          * known to peer (as advertised window less
558          * next expected input).  If the difference is at least two
559          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
560          * window, then want to send a window update to peer.
561          */
562         if (recvwin > 0) {
563                 /*
564                  * "adv" is the amount we can increase the window,
565                  * taking into account that we are limited by
566                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
567                  */
568                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
569                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
570                 long hiwat;
571
572                 /*
573                  * This ack case typically occurs when the user has drained
574                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
575                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
576                  * ONLY updates the tcp window.
577                  *
578                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
579                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
580                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
581                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
582                  * The 2-segment pure window update will often add a large
583                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
584                  *
585                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
586                  */
587                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
588                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
589                         if (adv >= (long) (2 * segsz)) {
590                                 goto send;
591                         }
592                 }
593                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
594                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
595                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
596                 if (adv >= hiwat / 2)
597                         goto send;
598         }
599
600         /*
601          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
602          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
603          */
604         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
605                 goto send;
606         if ((flags & TH_RST) ||
607             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
608                 goto send;
609         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
610                 goto send;
611         /*
612          * If our state indicates that FIN should be sent
613          * and we have not yet done so, then we need to send.
614          */
615         if ((flags & TH_FIN) &&
616             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
617                 goto send;
618
619         /*
620          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
621          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
622          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
623          *      idle                    not doing retransmits or persists
624          *      persisting              to move a small or zero window
625          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
626          *
627          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
628          *      is true when we are in persist state.
629          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
630          *      is set when we are called to send a persist packet.
631          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
632          *      is set when we are retransmitting
633          * The output side is idle when both timers are zero.
634          *
635          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
636          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
637          *
638          * If nothing happens soon, send when timer expires:
639          * if window is nonzero, transmit what we can, otherwise force out
640          * a byte.
641          *
642          * Don't try to set the persist state if we are in TCPS_SYN_RECEIVED
643          * with data pending.  This situation can occur during a
644          * simultanious connect.
645          */
646         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
647             tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED &&
648             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
649             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
650                 tp->t_rxtshift = 0;
651                 tcp_setpersist(tp);
652         }
653
654         /*
655          * No reason to send a segment, just return.
656          */
657         tp->t_flags &= ~TF_XMITNOW;
658         return (0);
659
660 send:
661         /*
662          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
663          * unless TCP set not to do any options.
664          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
665          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
666          * link header, i.e.
667          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
668          */
669         optlen = 0;
670         if (isipv6)
671                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
672         else
673                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
674         if (flags & TH_SYN) {
675                 tp->snd_nxt = tp->iss;
676                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
677                         u_short mss;
678
679                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
680                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
681                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
682                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
683                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
684
685                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
686                             (!(flags & TH_ACK) ||
687                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
688                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
689                                         TCPOPT_NOP << 24 |
690                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
691                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
692                                         tp->request_r_scale);
693                                 optlen += 4;
694                         }
695
696                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
697                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
698                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
699
700                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
701                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
702                         }
703                 }
704         }
705
706         /*
707          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
708          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
709          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
710          */
711         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
712             !(flags & TH_RST) &&
713             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
714                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
715
716                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
717                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
718                 *lp++ = htonl(ticks);
719                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
720                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
721         }
722
723         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
724         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
725                 tp->rfbuf_ts = ticks;
726
727         /*
728          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
729          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
730          */
731         if (report_sack)
732                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
733
734 #ifdef TCP_SIGNATURE
735         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
736                 int i;
737                 u_char *bp;
738                 /*
739                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
740                  */
741                 bp = (u_char *)opt + optlen;
742                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
743                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
744                 sigoff = optlen + 2;
745                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
746                         *bp++ = 0;
747                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
748                 /*
749                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
750                  */
751                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
752                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
753                 optlen += 2;
754         }
755 #endif /* TCP_SIGNATURE */
756         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
757         hdrlen += optlen;
758
759         if (isipv6) {
760                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
761         } else {
762                 if (inp->inp_options) {
763                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
764                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
765                 } else {
766                         ipoptlen = 0;
767                 }
768         }
769 #ifdef IPSEC
770         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
771 #endif
772
773         if (use_tso) {
774                 KASSERT(len > segsz,
775                     ("invalid TSO len %ld, segsz %u", len, segsz));
776         } else {
777                 KASSERT(len <= segsz,
778                     ("invalid len %ld, segsz %u", len, segsz));
779
780                 /*
781                  * Adjust data length if insertion of options will bump
782                  * the packet length beyond the t_maxopd length.  Clear
783                  * FIN to prevent premature closure since there is still
784                  * more data to send after this (now truncated) packet.
785                  *
786                  * If just the options do not fit we are in a no-win
787                  * situation and we treat it as an unreachable host.
788                  */
789                 if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
790                         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
791                                 static time_t last_optlen_report;
792
793                                 if (last_optlen_report != time_second) {
794                                         last_optlen_report = time_second;
795                                         kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too "
796                                             "small to hold options!\n",
797                                             tp, tp->t_maxopd);
798                                 }
799                                 error = EHOSTUNREACH;
800                                 goto out;
801                         } else {
802                                 flags &= ~TH_FIN;
803                                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
804                                 sendalot = TRUE;
805                         }
806                 }
807         }
808
809 #ifdef INET6
810         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
811 #else
812         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
813 #endif
814
815         /*
816          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
817          * be transmitted, and initialize the header from
818          * the template for sends on this connection.
819          */
820         if (len) {
821                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
822                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
823                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
824                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
825                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
826                         if (nsacked) {
827                                 tcpstat.tcps_sndsackrtopack++;
828                                 tcpstat.tcps_sndsackrtobyte += len;
829                         }
830                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
831                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
832                 } else {
833                         tcpstat.tcps_sndpack++;
834                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
835                 }
836                 if (idle_cwv) {
837                         idle_cwv = FALSE;
838                         tcp_idle_cwnd_validate(tp);
839                 }
840                 /* Update last send time after CWV */
841                 tp->snd_last = ticks;
842 #ifdef notyet
843                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
844                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
845                         error = ENOBUFS;
846                         goto after_th;
847                 }
848                 /*
849                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
850                  */
851                 m->m_len += hdrlen;
852                 m->m_data -= hdrlen;
853 #else
854 #ifndef INET6
855                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
856 #else
857                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
858                            M_PKTHDR, NULL);
859 #endif
860                 if (m == NULL) {
861                         error = ENOBUFS;
862                         goto after_th;
863                 }
864                 m->m_data += max_linkhdr;
865                 m->m_len = hdrlen;
866                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
867                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
868                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
869                         m->m_len += len;
870                 } else {
871                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
872                         if (m->m_next == NULL) {
873                                 m_free(m);
874                                 m = NULL;
875                                 error = ENOBUFS;
876                                 goto after_th;
877                         }
878                 }
879 #endif
880                 /*
881                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
882                  * (This will keep happy those implementations which only
883                  * give data to the user when a buffer fills or
884                  * a PUSH comes in.)
885                  */
886                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
887                         flags |= TH_PUSH;
888         } else {
889                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
890                         tcpstat.tcps_sndacks++;
891                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
892                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
893                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
894                         tcpstat.tcps_sndurg++;
895                 else
896                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
897
898                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
899                 if (m == NULL) {
900                         error = ENOBUFS;
901                         goto after_th;
902                 }
903                 if (isipv6 &&
904                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
905                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
906                 else
907                         m->m_data += max_linkhdr;
908                 m->m_len = hdrlen;
909         }
910         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
911         if (isipv6) {
912                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
913                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
914                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th, use_tso);
915         } else {
916                 ip = mtod(m, struct ip *);
917                 ipov = (struct ipovly *)ip;
918                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
919                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
920                 tcp_fillheaders(tp, ip, th, use_tso);
921         }
922 after_th:
923         /*
924          * Fill in fields, remembering maximum advertised
925          * window for use in delaying messages about window sizes.
926          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
927          */
928         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
929             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
930                 tp->snd_nxt--;
931
932         if (th != NULL) {
933                 /*
934                  * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
935                  * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
936                  * packets, we do not want the sequence number of the
937                  * retransmitted packet, we want the sequence number
938                  * of the next unsent octet.  So, if there is no data
939                  * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
940                  * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
941                  * state, snd_max might reflect one byte beyond the
942                  * right edge of the window, so use snd_nxt in that
943                  * case, since we know we aren't doing a retransmission.
944                  * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
945                  */
946                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
947                     tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
948                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
949                 else
950                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
951                 th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
952                 if (optlen) {
953                         bcopy(opt, th + 1, optlen);
954                         th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
955                 }
956                 th->th_flags = flags;
957         }
958
959         /*
960          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
961          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
962          * window is less then one segment.
963          */
964         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
965             recvwin < (long)segsz)
966                 recvwin = 0;
967         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
968                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
969         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
970                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
971
972         /*
973          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
974          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
975          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
976          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
977          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
978          * the connection.
979          */
980         if (recvwin == 0)
981                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
982         else
983                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
984
985         if (th != NULL)
986                 th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
987
988         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
989                 KASSERT(!use_tso, ("URG with TSO"));
990                 if (th != NULL) {
991                         th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
992                         th->th_flags |= TH_URG;
993                 }
994         } else {
995                 /*
996                  * If no urgent pointer to send, then we pull
997                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
998                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
999                  * number wraparound.
1000                  */
1001                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1002         }
1003
1004         if (th != NULL) {
1005 #ifdef TCP_SIGNATURE
1006                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1007                         tcpsignature_compute(m, len, optlen,
1008                             (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1009                 }
1010 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1011
1012                 /*
1013                  * Put TCP length in extended header, and then
1014                  * checksum extended header and data.
1015                  */
1016                 m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1017                 if (isipv6) {
1018                         /*
1019                          * ip6_plen is not need to be filled now, and will be
1020                          * filled in ip6_output().
1021                          */
1022                         th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
1023                             sizeof(struct ip6_hdr),
1024                             sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1025                 } else {
1026                         m->m_pkthdr.csum_thlen = sizeof(struct tcphdr) + optlen;
1027                         if (use_tso) {
1028                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TSO;
1029                                 m->m_pkthdr.tso_segsz = segsz;
1030                         } else {
1031                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1032                                 m->m_pkthdr.csum_data =
1033                                     offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1034                                 if (len + optlen) {
1035                                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
1036                                             htons((u_short)(optlen + len)));
1037                                 }
1038                         }
1039
1040                         /*
1041                          * IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking
1042                          * later
1043                          */
1044                         KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1045                             ("%s: IP version incorrect: %d",
1046                              __func__, ip->ip_v));
1047                 }
1048         }
1049
1050         /*
1051          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1052          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1053          */
1054         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1055             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1056                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1057
1058                 /*
1059                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1060                  */
1061                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
1062                         if (flags & TH_SYN)
1063                                 tp->snd_nxt++;
1064                         if (flags & TH_FIN) {
1065                                 tp->snd_nxt++;
1066                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1067                         }
1068                 }
1069                 tp->snd_nxt += len;
1070                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1071                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1072                         /*
1073                          * Time this transmission if not a retransmission and
1074                          * not currently timing anything.
1075                          */
1076                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1077                                 tp->t_rtttime = ticks;
1078                                 tp->t_rtseq = startseq;
1079                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
1080                         }
1081                 }
1082
1083                 /*
1084                  * Set retransmit timer if not currently set,
1085                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1086                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1087                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1088                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1089                  * of retransmit time.
1090                  */
1091                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1092                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
1093                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1094                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
1095                                 tp->t_rxtshift = 0;
1096                         }
1097                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
1098                             tcp_timer_rexmt);
1099                 }
1100         } else {
1101                 /*
1102                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1103                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1104                  */
1105                 int xlen = len;
1106                 if (flags & TH_SYN)
1107                         panic("tcp_output: persist timer to send SYN");
1108                 if (flags & TH_FIN) {
1109                         ++xlen;
1110                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1111                 }
1112                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1113                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1114         }
1115
1116         if (th != NULL) {
1117 #ifdef TCPDEBUG
1118                 /* Trace. */
1119                 if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1120                         tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp,
1121                             mtod(m, void *), th, 0);
1122                 }
1123 #endif
1124
1125                 /*
1126                  * Fill in IP length and desired time to live and
1127                  * send to IP level.  There should be a better way
1128                  * to handle ttl and tos; we could keep them in
1129                  * the template, but need a way to checksum without them.
1130                  */
1131                 /*
1132                  * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum
1133                  * calcuration, because in6_cksum() need it.
1134                  */
1135                 if (isipv6) {
1136                         /*
1137                          * we separately set hoplimit for every segment,
1138                          * since the user might want to change the value
1139                          * via setsockopt.  Also, desired default hop
1140                          * limit might be changed via Neighbor Discovery.
1141                          */
1142                         ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
1143                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1144                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1145
1146                         /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1147                         error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts,
1148                             &inp->in6p_route, (so->so_options & SO_DONTROUTE),
1149                             NULL, NULL, inp);
1150                 } else {
1151                         struct rtentry *rt;
1152                         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1153 #ifdef INET6
1154                         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1155                                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
1156                                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
1157                                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1158                         else
1159 #endif
1160                                 ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1161
1162                         ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1163                         /*
1164                          * See if we should do MTU discovery.
1165                          * We do it only if the following are true:
1166                          *      1) we have a valid route to the destination
1167                          *      2) the MTU is not locked (if it is,
1168                          *         then discovery has been disabled)
1169                          */
1170                         if (path_mtu_discovery &&
1171                             (rt = inp->inp_route.ro_rt) &&
1172                             (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1173                             !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1174                                 ip->ip_off |= IP_DF;
1175
1176                         error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1177                                           (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1178                                           IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1179                 }
1180         } else {
1181                 KASSERT(error != 0, ("no error, but th not set"));
1182         }
1183         if (error) {
1184                 tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1185
1186                 /*
1187                  * We know that the packet was lost, so back out the
1188                  * sequence number advance, if any.
1189                  */
1190                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1191                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1192                         /*
1193                          * No need to check for TH_FIN here because
1194                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1195                          */
1196                         if (!(flags & TH_SYN))
1197                                 tp->snd_nxt -= len;
1198                 }
1199
1200 out:
1201                 if (error == ENOBUFS) {
1202                         /*
1203                          * If we can't send, make sure there is something
1204                          * to get us going again later.
1205                          *
1206                          * The persist timer isn't necessarily allowed in all
1207                          * states, use the rexmt timer.
1208                          */
1209                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1210                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1211                                 tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt,
1212                                                   tp->t_rxtcur,
1213                                                   tcp_timer_rexmt);
1214 #if 0
1215                                 tp->t_rxtshift = 0;
1216                                 tcp_setpersist(tp);
1217 #endif
1218                         }
1219                         tcp_quench(inp, 0);
1220                         return (0);
1221                 }
1222                 if (error == EMSGSIZE) {
1223                         /*
1224                          * ip_output() will have already fixed the route
1225                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1226                          * initiate retransmission, so it is important to
1227                          * not do so here.
1228                          */
1229                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1230                         return 0;
1231                 }
1232                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1233                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1234                         tp->t_softerror = error;
1235                         return (0);
1236                 }
1237                 return (error);
1238         }
1239         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1240
1241         /*
1242          * Data sent (as far as we can tell).
1243          *
1244          * If this advertises a larger window than any other segment,
1245          * then remember the size of the advertised window.
1246          *
1247          * Any pending ACK has now been sent.
1248          */
1249         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1250                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1251                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1252         }
1253         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1254         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1255         if (tcp_delack_enabled)
1256                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1257         if (sendalot)
1258                 goto again;
1259         return (0);
1260 }
1261
1262 void
1263 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1264 {
1265         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1266         int tt;
1267
1268         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ||
1269             tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) {
1270                 panic("tcp_setpersist: not established yet, current %s",
1271                       tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ?
1272                       "SYN_SENT" : "SYN_RECEIVED");
1273         }
1274
1275         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1276                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1277         /*
1278          * Start/restart persistance timer.
1279          */
1280         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1281                       TCPTV_PERSMAX);
1282         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1283         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1284                 tp->t_rxtshift++;
1285 }
1286
1287 static void
1288 tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *tp)
1289 {
1290         u_long initial_cwnd = tcp_initial_window(tp);
1291         u_long min_cwnd;
1292
1293         tcpstat.tcps_sndidle++;
1294
1295         /* According to RFC5681: RW=min(IW,cwnd) */
1296         min_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
1297
1298         if (tcp_idle_cwv) {
1299                 u_long idle_time, decay_cwnd;
1300
1301                 /*
1302                  * RFC2861, but only after idle period.
1303                  */
1304
1305                 /*
1306                  * Before the congestion window is reduced, ssthresh
1307                  * is set to the maximum of its current value and 3/4
1308                  * cwnd.  If the sender then has more data to send
1309                  * than the decayed cwnd allows, the TCP will slow-
1310                  * start (perform exponential increase) at least
1311                  * half-way back up to the old value of cwnd.
1312                  */
1313                 tp->snd_ssthresh = max(tp->snd_ssthresh,
1314                     (3 * tp->snd_cwnd) / 4);
1315
1316                 /*
1317                  * Decay the congestion window by half for every RTT
1318                  * that the flow remains inactive.
1319                  *
1320                  * The difference between our implementation and
1321                  * RFC2861 is that we don't allow cwnd to go below
1322                  * the value allowed by RFC5681 (min_cwnd).
1323                  */
1324                 idle_time = ticks - tp->snd_last;
1325                 decay_cwnd = tp->snd_cwnd;
1326                 while (idle_time >= tp->t_rxtcur &&
1327                     decay_cwnd > min_cwnd) {
1328                         decay_cwnd >>= 1;
1329                         idle_time -= tp->t_rxtcur;
1330                 }
1331                 tp->snd_cwnd = max(decay_cwnd, min_cwnd);
1332         } else {
1333                 /*
1334                  * Slow-start from scratch to re-determine the send
1335                  * congestion window.
1336                  */
1337                 tp->snd_cwnd = min_cwnd;
1338         }
1339
1340         /* Restart ABC counting during congestion avoidance */
1341         tp->snd_wacked = 0;
1342 }
1343
1344 static int
1345 tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen0)
1346 {
1347         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
1348 #ifdef INET6
1349         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
1350 #else
1351         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1352 #endif
1353         unsigned int ipoptlen, optlen;
1354         u_int hlen;
1355
1356         hlen = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr);
1357
1358         if (isipv6) {
1359                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
1360         } else {
1361                 if (inp->inp_options) {
1362                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
1363                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
1364                 } else {
1365                         ipoptlen = 0;
1366                 }
1367         }
1368 #ifdef IPSEC
1369         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
1370 #endif
1371         hlen += ipoptlen;
1372
1373         optlen = 0;
1374         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
1375             (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))
1376                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1377         hlen += optlen;
1378
1379         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen)
1380                 return EHOSTUNREACH;
1381
1382         *segsz = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
1383         *hlen0 = hlen;
1384         return 0;
1385 }