ipid: Call ip_randomid() on all CPUs.
[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 = 1;
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 /*
131  * 1 - enabled for increasing and decreasing the buffer size
132  * 2 - enabled only for increasing the buffer size
133  */
134 int tcp_do_autosndbuf = 1;
135 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
136     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
137
138 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
139 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
140     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
141
142 int tcp_autosndbuf_min = 32768;
143 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_min, CTLFLAG_RW,
144     &tcp_autosndbuf_min, 0, "Min size of automatic send buffer");
145
146 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
147 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
148     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
149
150 int tcp_prio_synack = 1;
151 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, prio_synack, CTLFLAG_RW,
152     &tcp_prio_synack, 0, "Prioritize SYN, SYN|ACK and pure ACK");
153
154 static int tcp_idle_cwv = 1;
155 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_cwv, CTLFLAG_RW,
156     &tcp_idle_cwv, 0,
157     "Congestion window validation after idle period (part of RFC2861)");
158
159 static int tcp_idle_restart = 1;
160 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_restart, CTLFLAG_RW,
161     &tcp_idle_restart, 0, "Reset congestion window after idle period");
162
163 static int tcp_do_tso = 1;
164 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
165     &tcp_do_tso, 0, "Enable TCP Segmentation Offload (TSO)");
166
167 static int tcp_fairsend = 4;
168 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, fairsend, CTLFLAG_RW,
169     &tcp_fairsend, 0,
170     "Amount of segments sent before yield to other senders or receivers");
171
172 static void     tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *);
173
174 static int      tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen);
175 static void     tcp_output_sched(struct tcpcb *tp);
176
177 /*
178  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
179  */
180 int
181 tcp_output(struct tcpcb *tp)
182 {
183         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
184         struct socket *so = inp->inp_socket;
185         long len, recvwin, sendwin;
186         int nsacked = 0;
187         int off, flags, error = 0;
188 #ifdef TCP_SIGNATURE
189         int sigoff = 0;
190 #endif
191         struct mbuf *m;
192         struct ip *ip;
193         struct tcphdr *th;
194         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
195         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
196         int idle;
197         boolean_t sendalot;
198         struct ip6_hdr *ip6;
199 #ifdef INET6
200         const boolean_t isipv6 = INP_ISIPV6(inp);
201 #else
202         const boolean_t isipv6 = FALSE;
203 #endif
204         boolean_t can_tso = FALSE, use_tso;
205         boolean_t report_sack, idle_cwv = FALSE;
206         u_int segsz, tso_hlen, tso_lenmax = 0;
207         int segcnt = 0;
208         boolean_t need_sched = FALSE;
209
210         KKASSERT(so->so_port == &curthread->td_msgport);
211
212         /*
213          * Determine length of data that should be transmitted,
214          * and flags that will be used.
215          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
216          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
217          */
218
219         /*
220          * If we have been idle for a while, the send congestion window
221          * could be no longer representative of the current state of the
222          * link; need to validate congestion window.  However, we should
223          * not perform congestion window validation here, since we could
224          * be asked to send pure ACK.
225          */
226         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
227             (ticks - tp->snd_last) >= tp->t_rxtcur && tcp_idle_restart)
228                 idle_cwv = TRUE;
229
230         /*
231          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
232          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
233          */
234         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
235         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
236                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
237         else
238                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
239
240         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
241             !IN_FASTRECOVERY(tp))
242                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
243
244         /*
245          * Find out whether TSO could be used or not
246          *
247          * For TSO capable devices, the following assumptions apply to
248          * the processing of TCP flags:
249          * - If FIN is set on the large TCP segment, the device must set
250          *   FIN on the last segment that it creates from the large TCP
251          *   segment.
252          * - If PUSH is set on the large TCP segment, the device must set
253          *   PUSH on the last segment that it creates from the large TCP
254          *   segment.
255          */
256 #if !defined(IPSEC) && !defined(FAST_IPSEC)
257         if (tcp_do_tso
258 #ifdef TCP_SIGNATURE
259             && (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0
260 #endif
261         ) {
262                 if (!isipv6) {
263                         struct rtentry *rt = inp->inp_route.ro_rt;
264
265                         if (rt != NULL && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
266                             (rt->rt_ifp->if_hwassist & CSUM_TSO)) {
267                                 can_tso = TRUE;
268                                 tso_lenmax = rt->rt_ifp->if_tsolen;
269                         }
270                 }
271         }
272 #endif  /* !IPSEC && !FAST_IPSEC */
273
274 again:
275         m = NULL;
276         ip = NULL;
277         th = NULL;
278         ip6 = NULL;
279
280         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
281                 TF_SACK_PERMITTED &&
282             (!TAILQ_EMPTY(&tp->t_segq) ||
283              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
284                 report_sack = TRUE;
285         else
286                 report_sack = FALSE;
287
288         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
289         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
290             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
291                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
292
293                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
294                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
295         }
296
297         sendalot = FALSE;
298         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
299         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
300         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
301
302         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
303         /*
304          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
305          * state flags.
306          */
307         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
308                 flags |= TH_FIN;
309         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
310                 flags |= TH_SYN;
311
312         /*
313          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
314          * Otherwise, if window is small but nonzero
315          * and timer expired, we will send what we can
316          * and go to transmit state.
317          */
318         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
319                 if (sendwin == 0) {
320                         /*
321                          * If we still have some data to send, then
322                          * clear the FIN bit.  Usually this would
323                          * happen below when it realizes that we
324                          * aren't sending all the data.  However,
325                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
326                          * then it won't clear the FIN bit below,
327                          * and if we are in persist state, we wind
328                          * up sending the packet without recording
329                          * that we sent the FIN bit.
330                          *
331                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
332                          * because if we don't have any more data
333                          * to send then the probe will be the FIN
334                          * itself.
335                          */
336                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
337                                 flags &= ~TH_FIN;
338                         sendwin = 1;
339                 } else {
340                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
341                         tp->t_rxtshift = 0;
342                 }
343         }
344
345         /*
346          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
347          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
348          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
349          * its congestion window while receiving additional duplicate
350          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
351          * to snd_max after the fast-retransmit.
352          *
353          * A negative length can also occur when we are in the
354          * TCPS_SYN_RECEIVED state due to a simultanious connect where
355          * our SYN has not been acked yet.
356          *
357          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
358          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
359          * wind up 0.
360          */
361         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
362
363         /*
364          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
365          * is SYN-SENT state and if segment contains data, suppress sending
366          * segment (sending the segment would be an option if we still
367          * did TAO and the remote host supported it).
368          */
369         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
370                 flags &= ~TH_SYN;
371                 off--, len++;
372                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) {
373                         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
374                         return 0;
375                 }
376         }
377
378         /*
379          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
380          * This measure is needed to prevent interoperability problems
381          * with not fully conformant TCP implementations.
382          */
383         if (flags & TH_SYN) {
384                 len = 0;
385                 flags &= ~TH_FIN;
386         }
387
388         if (len < 0) {
389                 /*
390                  * A negative len can occur if our FIN has been sent but not
391                  * acked, or if we are in a simultanious connect in the
392                  * TCPS_SYN_RECEIVED state with our SYN sent but not yet
393                  * acked.
394                  *
395                  * If our window has contracted to 0 in the FIN case
396                  * (which can only occur if we have NOT been called to
397                  * retransmit as per code a few paragraphs up) then we
398                  * want to shift the retransmit timer over to the
399                  * persist timer.
400                  *
401                  * However, if we are in the TCPS_SYN_RECEIVED state
402                  * (the SYN case) we will be in a simultanious connect and
403                  * the window may be zero degeneratively.  In this case we
404                  * do not want to shift to the persist timer after the SYN
405                  * or the SYN+ACK transmission.
406                  */
407                 len = 0;
408                 if (sendwin == 0 && tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED) {
409                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
410                         tp->t_rxtshift = 0;
411                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
412                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
413                                 tcp_setpersist(tp);
414                 }
415         }
416
417         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
418         /*
419          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
420          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
421          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
422          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
423          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
424          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
425          * especially with many connections on busy servers.
426          *
427          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
428          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
429          *     (with a fudge factor of 5/4th);
430          *  2. hiwat has not significantly exceeded bwnd (inflight)
431          *     (bwnd is a maximal value if inflight is disabled).
432          *  3. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
433          *     have data to make use of it);
434          *  4. hiwat has not hit maximal automatic size;
435          *  5. our send window (slow start and cogestion controlled) is
436          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
437          *
438          * The remote host receive window scaling factor may limit the
439          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
440          * maximum.
441          *
442          * It scales directly with slow start or congestion window
443          * and does at most one step per received ACK.  This fast
444          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
445          * what is strictly necessary to make full use of a given
446          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
447          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
448          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
449          * socket buffer memory.
450          *
451          * The criteria for shrinking the buffer is based solely on
452          * the inflight code (snd_bwnd).  If inflight is disabled,
453          * the buffer will not be shrinked.  Note that snd_bwnd already
454          * has a fudge factor.  Our test adds a little hysteresis.
455          */
456         if (tcp_do_autosndbuf && (so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE)) {
457                 const int asbinc = tcp_autosndbuf_inc;
458                 const int hiwat = so->so_snd.ssb_hiwat;
459                 const int lowat = so->so_snd.ssb_lowat;
460                 u_long newsize;
461
462                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= hiwat &&
463                     so->so_snd.ssb_cc >= (hiwat / 8 * 7) &&
464                     hiwat < tp->snd_bwnd + hiwat / 10 &&
465                     hiwat + asbinc < tcp_autosndbuf_max &&
466                     hiwat < (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale) &&
467                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc -
468                                 (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
469                         newsize = ulmin(hiwat + asbinc, tcp_autosndbuf_max);
470                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
471                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
472 #if 0
473                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
474                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
475 #endif
476                 } else if ((long)tp->snd_bwnd <
477                            (long)(hiwat * 3 / 4 - lowat - asbinc) &&
478                            hiwat > tp->t_maxseg * 2 + asbinc &&
479                            hiwat + asbinc >= tcp_autosndbuf_min &&
480                            tcp_do_autosndbuf == 1) {
481                         newsize = ulmax(hiwat - asbinc, tp->t_maxseg * 2);
482                         ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL);
483                 }
484         }
485
486         /*
487          * Don't use TSO, if:
488          * - Congestion window needs validation
489          * - There are SACK blocks to report
490          * - RST or SYN flags is set
491          * - URG will be set
492          *
493          * XXX
494          * Checking for SYN|RST looks overkill, just to be safe than sorry
495          */
496         use_tso = can_tso;
497         if (report_sack || idle_cwv || (flags & (TH_RST | TH_SYN)))
498                 use_tso = FALSE;
499         if (use_tso) {
500                 tcp_seq ugr_nxt = tp->snd_nxt;
501
502                 if ((flags & TH_FIN) && (tp->t_flags & TF_SENTFIN) &&
503                     tp->snd_nxt == tp->snd_max)
504                         --ugr_nxt;
505
506                 if (SEQ_GT(tp->snd_up, ugr_nxt))
507                         use_tso = FALSE;
508         }
509
510         if (use_tso) {
511                 /*
512                  * Find out segment size and header length for TSO
513                  */
514                 error = tcp_tso_getsize(tp, &segsz, &tso_hlen);
515                 if (error)
516                         use_tso = FALSE;
517         }
518         if (!use_tso) {
519                 segsz = tp->t_maxseg;
520                 tso_hlen = 0; /* not used */
521         }
522
523         /*
524          * Truncate to the maximum segment length if not TSO, and ensure that
525          * FIN is removed if the length no longer contains the last data byte.
526          */
527         if (len > segsz) {
528                 if (!use_tso) {
529                         len = segsz;
530                         ++segcnt;
531                 } else {
532                         int nsegs;
533
534                         if (__predict_false(tso_lenmax < segsz))
535                                 tso_lenmax = segsz << 1;
536
537                         /*
538                          * Truncate TSO transfers to (IP_MAXPACKET - iphlen -
539                          * thoff), and make sure that we send equal size
540                          * transfers down the stack (rather than big-small-
541                          * big-small-...).
542                          */
543                         len = min(len, tso_lenmax);
544                         nsegs = min(len, (IP_MAXPACKET - tso_hlen)) / segsz;
545                         KKASSERT(nsegs > 0);
546
547                         len = nsegs * segsz;
548
549                         if (len <= segsz) {
550                                 use_tso = FALSE;
551                                 ++segcnt;
552                         } else {
553                                 segcnt += nsegs;
554                         }
555                 }
556                 sendalot = TRUE;
557         } else {
558                 use_tso = FALSE;
559                 if (len > 0)
560                         ++segcnt;
561         }
562         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
563                 flags &= ~TH_FIN;
564
565         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
566
567         /*
568          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
569          * conditions when len is non-zero:
570          *
571          *      - We have a full segment
572          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
573          *        either idle or running NODELAY
574          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
575          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
576          *        data (receiver may be limiting the window size)
577          *      - we need to retransmit
578          */
579         if (len) {
580                 if (len >= segsz)
581                         goto send;
582                 /*
583                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
584                  * end may occur synchronously with the output and cause
585                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
586                  *
587                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
588                  */
589                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
590                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
591                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
592                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
593                         goto send;
594                 }
595                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
596                         goto send;
597                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
598                         goto send;
599                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
600                         goto send;
601                 if (tp->t_flags & TF_XMITNOW)
602                         goto send;
603         }
604
605         /*
606          * Compare available window to amount of window
607          * known to peer (as advertised window less
608          * next expected input).  If the difference is at least two
609          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
610          * window, then want to send a window update to peer.
611          */
612         if (recvwin > 0) {
613                 /*
614                  * "adv" is the amount we can increase the window,
615                  * taking into account that we are limited by
616                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
617                  */
618                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
619                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
620                 long hiwat;
621
622                 /*
623                  * This ack case typically occurs when the user has drained
624                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
625                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
626                  * ONLY updates the tcp window.
627                  *
628                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
629                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
630                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
631                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
632                  * The 2-segment pure window update will often add a large
633                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
634                  *
635                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
636                  */
637                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
638                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
639                         if (adv >= (long) (2 * segsz)) {
640                                 goto send;
641                         }
642                 }
643                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
644                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
645                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
646                 if (adv >= hiwat / 2)
647                         goto send;
648         }
649
650         /*
651          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
652          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
653          */
654         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
655                 goto send;
656         if ((flags & TH_RST) ||
657             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
658                 goto send;
659         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
660                 goto send;
661         /*
662          * If our state indicates that FIN should be sent
663          * and we have not yet done so, then we need to send.
664          */
665         if ((flags & TH_FIN) &&
666             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
667                 goto send;
668
669         /*
670          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
671          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
672          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
673          *      idle                    not doing retransmits or persists
674          *      persisting              to move a small or zero window
675          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
676          *
677          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
678          *      is true when we are in persist state.
679          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
680          *      is set when we are called to send a persist packet.
681          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
682          *      is set when we are retransmitting
683          * The output side is idle when both timers are zero.
684          *
685          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
686          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
687          *
688          * If nothing happens soon, send when timer expires:
689          * if window is nonzero, transmit what we can, otherwise force out
690          * a byte.
691          *
692          * Don't try to set the persist state if we are in TCPS_SYN_RECEIVED
693          * with data pending.  This situation can occur during a
694          * simultanious connect.
695          */
696         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
697             tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED &&
698             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
699             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
700                 tp->t_rxtshift = 0;
701                 tcp_setpersist(tp);
702         }
703
704         /*
705          * No reason to send a segment, just return.
706          */
707         tp->t_flags &= ~TF_XMITNOW;
708         return (0);
709
710 send:
711         if (need_sched && len > 0) {
712                 tcp_output_sched(tp);
713                 return 0;
714         }
715
716         /*
717          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
718          * unless TCP set not to do any options.
719          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
720          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
721          * link header, i.e.
722          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
723          */
724         optlen = 0;
725         if (isipv6)
726                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
727         else
728                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
729         if (flags & TH_SYN) {
730                 tp->snd_nxt = tp->iss;
731                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
732                         u_short mss;
733
734                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
735                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
736                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
737                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
738                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
739
740                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
741                             (!(flags & TH_ACK) ||
742                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
743                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
744                                         TCPOPT_NOP << 24 |
745                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
746                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
747                                         tp->request_r_scale);
748                                 optlen += 4;
749                         }
750
751                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
752                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
753                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
754
755                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
756                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
757                         }
758                 }
759         }
760
761         /*
762          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
763          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
764          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
765          */
766         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
767             !(flags & TH_RST) &&
768             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
769                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
770
771                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
772                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
773                 *lp++ = htonl(ticks);
774                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
775                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
776         }
777
778         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
779         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
780                 tp->rfbuf_ts = ticks;
781
782         /*
783          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
784          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
785          */
786         if (report_sack)
787                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
788
789 #ifdef TCP_SIGNATURE
790         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
791                 int i;
792                 u_char *bp;
793                 /*
794                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
795                  */
796                 bp = (u_char *)opt + optlen;
797                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
798                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
799                 sigoff = optlen + 2;
800                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
801                         *bp++ = 0;
802                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
803                 /*
804                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
805                  */
806                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
807                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
808                 optlen += 2;
809         }
810 #endif /* TCP_SIGNATURE */
811         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
812         hdrlen += optlen;
813
814         if (isipv6) {
815                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
816         } else {
817                 if (inp->inp_options) {
818                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
819                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
820                 } else {
821                         ipoptlen = 0;
822                 }
823         }
824 #ifdef IPSEC
825         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
826 #endif
827
828         if (use_tso) {
829                 /* TSO segment length must be multiple of segment size */
830                 KASSERT(len >= (2 * segsz) && (len % segsz == 0),
831                     ("invalid TSO len %ld, segsz %u", len, segsz));
832         } else {
833                 KASSERT(len <= segsz,
834                     ("invalid len %ld, segsz %u", len, segsz));
835
836                 /*
837                  * Adjust data length if insertion of options will bump
838                  * the packet length beyond the t_maxopd length.  Clear
839                  * FIN to prevent premature closure since there is still
840                  * more data to send after this (now truncated) packet.
841                  *
842                  * If just the options do not fit we are in a no-win
843                  * situation and we treat it as an unreachable host.
844                  */
845                 if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
846                         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
847                                 static time_t last_optlen_report;
848
849                                 if (last_optlen_report != time_uptime) {
850                                         last_optlen_report = time_uptime;
851                                         kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too "
852                                             "small to hold options!\n",
853                                             tp, tp->t_maxopd);
854                                 }
855                                 error = EHOSTUNREACH;
856                                 goto out;
857                         } else {
858                                 flags &= ~TH_FIN;
859                                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
860                                 sendalot = TRUE;
861                         }
862                 }
863         }
864
865 #ifdef INET6
866         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
867 #else
868         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
869 #endif
870
871         /*
872          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
873          * be transmitted, and initialize the header from
874          * the template for sends on this connection.
875          */
876         if (len) {
877                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
878                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
879                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
880                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
881                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
882                         if (nsacked) {
883                                 tcpstat.tcps_sndsackrtopack++;
884                                 tcpstat.tcps_sndsackrtobyte += len;
885                         }
886                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
887                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
888                 } else {
889                         tcpstat.tcps_sndpack++;
890                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
891                 }
892                 if (idle_cwv) {
893                         idle_cwv = FALSE;
894                         tcp_idle_cwnd_validate(tp);
895                 }
896                 /* Update last send time after CWV */
897                 tp->snd_last = ticks;
898 #ifdef notyet
899                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
900                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
901                         error = ENOBUFS;
902                         goto after_th;
903                 }
904                 /*
905                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
906                  */
907                 m->m_len += hdrlen;
908                 m->m_data -= hdrlen;
909 #else
910 #ifndef INET6
911                 m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_HEADER);
912 #else
913                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, M_NOWAIT, MT_HEADER,
914                            M_PKTHDR, NULL);
915 #endif
916                 if (m == NULL) {
917                         error = ENOBUFS;
918                         goto after_th;
919                 }
920                 m->m_data += max_linkhdr;
921                 m->m_len = hdrlen;
922                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
923                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
924                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
925                         m->m_len += len;
926                 } else {
927                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
928                         if (m->m_next == NULL) {
929                                 m_free(m);
930                                 m = NULL;
931                                 error = ENOBUFS;
932                                 goto after_th;
933                         }
934                 }
935 #endif
936                 /*
937                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
938                  * (This will keep happy those implementations which only
939                  * give data to the user when a buffer fills or
940                  * a PUSH comes in.)
941                  */
942                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
943                         flags |= TH_PUSH;
944         } else {
945                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
946                         tcpstat.tcps_sndacks++;
947                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
948                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
949                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
950                         tcpstat.tcps_sndurg++;
951                 else
952                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
953
954                 MGETHDR(m, M_NOWAIT, MT_HEADER);
955                 if (m == NULL) {
956                         error = ENOBUFS;
957                         goto after_th;
958                 }
959                 if (isipv6 &&
960                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
961                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
962                 else
963                         m->m_data += max_linkhdr;
964                 m->m_len = hdrlen;
965
966                 /*
967                  * Prioritize SYN, SYN|ACK and pure ACK.
968                  * Leave FIN and RST as they are.
969                  */
970                 if (tcp_prio_synack && (flags & (TH_FIN | TH_RST)) == 0)
971                         m->m_flags |= M_PRIO;
972         }
973         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
974         if (isipv6) {
975                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
976                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
977                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th, use_tso);
978         } else {
979                 ip = mtod(m, struct ip *);
980                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
981                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
982                 tcp_fillheaders(tp, ip, th, use_tso);
983         }
984 after_th:
985         /*
986          * Fill in fields, remembering maximum advertised
987          * window for use in delaying messages about window sizes.
988          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
989          */
990         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
991             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
992                 tp->snd_nxt--;
993
994         if (th != NULL) {
995                 /*
996                  * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
997                  * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
998                  * packets, we do not want the sequence number of the
999                  * retransmitted packet, we want the sequence number
1000                  * of the next unsent octet.  So, if there is no data
1001                  * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
1002                  * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
1003                  * state, snd_max might reflect one byte beyond the
1004                  * right edge of the window, so use snd_nxt in that
1005                  * case, since we know we aren't doing a retransmission.
1006                  * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
1007                  */
1008                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
1009                     tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
1010                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
1011                 else
1012                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
1013                 th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
1014                 if (optlen) {
1015                         bcopy(opt, th + 1, optlen);
1016                         th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1017                 }
1018                 th->th_flags = flags;
1019         }
1020
1021         /*
1022          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
1023          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
1024          * window is less then one segment.
1025          */
1026         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
1027             recvwin < (long)segsz)
1028                 recvwin = 0;
1029         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
1030                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
1031         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1032                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1033
1034         /*
1035          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1036          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1037          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1038          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1039          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
1040          * the connection.
1041          */
1042         if (recvwin == 0)
1043                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1044         else
1045                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1046
1047         if (th != NULL)
1048                 th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
1049
1050         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1051                 KASSERT(!use_tso, ("URG with TSO"));
1052                 if (th != NULL) {
1053                         th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1054                         th->th_flags |= TH_URG;
1055                 }
1056         } else {
1057                 /*
1058                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1059                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1060                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1061                  * number wraparound.
1062                  */
1063                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1064         }
1065
1066         if (th != NULL) {
1067 #ifdef TCP_SIGNATURE
1068                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1069                         tcpsignature_compute(m, len, optlen,
1070                             (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1071                 }
1072 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1073
1074                 /*
1075                  * Put TCP length in extended header, and then
1076                  * checksum extended header and data.
1077                  */
1078                 m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1079                 if (isipv6) {
1080                         /*
1081                          * ip6_plen is not need to be filled now, and will be
1082                          * filled in ip6_output().
1083                          */
1084                         th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
1085                             sizeof(struct ip6_hdr),
1086                             sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1087                 } else {
1088                         m->m_pkthdr.csum_thlen = sizeof(struct tcphdr) + optlen;
1089                         if (use_tso) {
1090                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TSO;
1091                                 m->m_pkthdr.tso_segsz = segsz;
1092                         } else {
1093                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1094                                 m->m_pkthdr.csum_data =
1095                                     offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1096                                 if (len + optlen) {
1097                                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
1098                                             htons((u_short)(optlen + len)));
1099                                 }
1100                         }
1101
1102                         /*
1103                          * IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking
1104                          * later
1105                          */
1106                         KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1107                             ("%s: IP version incorrect: %d",
1108                              __func__, ip->ip_v));
1109                 }
1110         }
1111
1112         /*
1113          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1114          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1115          */
1116         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1117             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1118                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1119
1120                 /*
1121                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1122                  */
1123                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
1124                         if (flags & TH_SYN)
1125                                 tp->snd_nxt++;
1126                         if (flags & TH_FIN) {
1127                                 tp->snd_nxt++;
1128                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1129                         }
1130                 }
1131                 tp->snd_nxt += len;
1132                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1133                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1134                         /*
1135                          * Time this transmission if not a retransmission and
1136                          * not currently timing anything.
1137                          */
1138                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1139                                 tp->t_rtttime = ticks;
1140                                 tp->t_rtseq = startseq;
1141                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
1142                         }
1143                 }
1144
1145                 /*
1146                  * Set retransmit timer if not currently set,
1147                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1148                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1149                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1150                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1151                  * of retransmit time.
1152                  */
1153                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1154                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
1155                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1156                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
1157                                 tp->t_rxtshift = 0;
1158                         }
1159                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
1160                             tcp_timer_rexmt);
1161                 } else if (len == 0 && so->so_snd.ssb_cc &&
1162                            tp->t_state > TCPS_SYN_RECEIVED &&
1163                            !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1164                            !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1165                         /*
1166                          * Avoid a situation where we do not set persist timer
1167                          * after a zero window condition. For example:
1168                          * 1) A -> B: packet with enough data to fill the window
1169                          * 2) B -> A: ACK for #1 + new data (0 window
1170                          *    advertisement)
1171                          * 3) A -> B: ACK for #2, 0 len packet
1172                          *
1173                          * In this case, A will not activate the persist timer,
1174                          * because it chose to send a packet. Unless tcp_output
1175                          * is called for some other reason (delayed ack timer,
1176                          * another input packet from B, socket syscall), A will
1177                          * not send zero window probes.
1178                          *
1179                          * So, if you send a 0-length packet, but there is data
1180                          * in the socket buffer, and neither the rexmt or
1181                          * persist timer is already set, then activate the
1182                          * persist timer.
1183                          */
1184                         tp->t_rxtshift = 0;
1185                         tcp_setpersist(tp);
1186                 }
1187         } else {
1188                 /*
1189                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1190                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1191                  */
1192                 int xlen = len;
1193                 if (flags & TH_SYN)
1194                         panic("tcp_output: persist timer to send SYN");
1195                 if (flags & TH_FIN) {
1196                         ++xlen;
1197                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1198                 }
1199                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1200                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1201         }
1202
1203         if (th != NULL) {
1204 #ifdef TCPDEBUG
1205                 /* Trace. */
1206                 if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1207                         tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp,
1208                             mtod(m, void *), th, 0);
1209                 }
1210 #endif
1211
1212                 /*
1213                  * Fill in IP length and desired time to live and
1214                  * send to IP level.  There should be a better way
1215                  * to handle ttl and tos; we could keep them in
1216                  * the template, but need a way to checksum without them.
1217                  */
1218                 /*
1219                  * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum
1220                  * calcuration, because in6_cksum() need it.
1221                  */
1222                 if (isipv6) {
1223                         /*
1224                          * we separately set hoplimit for every segment,
1225                          * since the user might want to change the value
1226                          * via setsockopt.  Also, desired default hop
1227                          * limit might be changed via Neighbor Discovery.
1228                          */
1229                         ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
1230                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1231                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1232
1233                         /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1234                         error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts,
1235                             &inp->in6p_route, (so->so_options & SO_DONTROUTE),
1236                             NULL, NULL, inp);
1237                 } else {
1238                         struct rtentry *rt;
1239
1240                         KASSERT(!INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6), ("inet6 pcb"));
1241
1242                         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1243                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1244                         ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1245                         /*
1246                          * See if we should do MTU discovery.
1247                          * We do it only if the following are true:
1248                          *      1) we have a valid route to the destination
1249                          *      2) the MTU is not locked (if it is,
1250                          *         then discovery has been disabled)
1251                          */
1252                         if (path_mtu_discovery &&
1253                             (rt = inp->inp_route.ro_rt) &&
1254                             (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1255                             !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1256                                 ip->ip_off |= IP_DF;
1257
1258                         KASSERT(inp->inp_flags & INP_HASH,
1259                             ("inpcb has no hash"));
1260                         m_sethash(m, inp->inp_hashval);
1261                         error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1262                                           (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1263                                           IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1264                 }
1265         } else {
1266                 KASSERT(error != 0, ("no error, but th not set"));
1267         }
1268         if (error) {
1269                 tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1270
1271                 /*
1272                  * We know that the packet was lost, so back out the
1273                  * sequence number advance, if any.
1274                  */
1275                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1276                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1277                         /*
1278                          * No need to check for TH_FIN here because
1279                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1280                          */
1281                         if (!(flags & TH_SYN))
1282                                 tp->snd_nxt -= len;
1283                 }
1284
1285 out:
1286                 if (error == ENOBUFS) {
1287                         KASSERT((len == 0 && (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) == 0) ||
1288                             tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) ||
1289                             tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist),
1290                             ("neither rexmt nor persist timer is set"));
1291                         return (0);
1292                 }
1293                 if (error == EMSGSIZE) {
1294                         /*
1295                          * ip_output() will have already fixed the route
1296                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1297                          * initiate retransmission, so it is important to
1298                          * not do so here.
1299                          */
1300                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1301                         return 0;
1302                 }
1303                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1304                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1305                         tp->t_softerror = error;
1306                         return (0);
1307                 }
1308                 return (error);
1309         }
1310         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1311
1312         /*
1313          * Data sent (as far as we can tell).
1314          *
1315          * If this advertises a larger window than any other segment,
1316          * then remember the size of the advertised window.
1317          *
1318          * Any pending ACK has now been sent.
1319          */
1320         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1321                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1322                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1323         }
1324         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1325         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1326         if (tcp_delack_enabled)
1327                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1328         if (sendalot) {
1329                 if (tcp_fairsend > 0 && (tp->t_flags & TF_FAIRSEND) &&
1330                     segcnt >= tcp_fairsend)
1331                         need_sched = TRUE;
1332                 goto again;
1333         }
1334         return (0);
1335 }
1336
1337 void
1338 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1339 {
1340         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1341         int tt;
1342
1343         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ||
1344             tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) {
1345                 panic("tcp_setpersist: not established yet, current %s",
1346                       tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ?
1347                       "SYN_SENT" : "SYN_RECEIVED");
1348         }
1349
1350         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1351                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1352         /*
1353          * Start/restart persistance timer.
1354          */
1355         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1356                       TCPTV_PERSMAX);
1357         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1358         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1359                 tp->t_rxtshift++;
1360 }
1361
1362 static void
1363 tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *tp)
1364 {
1365         u_long initial_cwnd = tcp_initial_window(tp);
1366         u_long min_cwnd;
1367
1368         tcpstat.tcps_sndidle++;
1369
1370         /* According to RFC5681: RW=min(IW,cwnd) */
1371         min_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
1372
1373         if (tcp_idle_cwv) {
1374                 u_long idle_time, decay_cwnd;
1375
1376                 /*
1377                  * RFC2861, but only after idle period.
1378                  */
1379
1380                 /*
1381                  * Before the congestion window is reduced, ssthresh
1382                  * is set to the maximum of its current value and 3/4
1383                  * cwnd.  If the sender then has more data to send
1384                  * than the decayed cwnd allows, the TCP will slow-
1385                  * start (perform exponential increase) at least
1386                  * half-way back up to the old value of cwnd.
1387                  */
1388                 tp->snd_ssthresh = max(tp->snd_ssthresh,
1389                     (3 * tp->snd_cwnd) / 4);
1390
1391                 /*
1392                  * Decay the congestion window by half for every RTT
1393                  * that the flow remains inactive.
1394                  *
1395                  * The difference between our implementation and
1396                  * RFC2861 is that we don't allow cwnd to go below
1397                  * the value allowed by RFC5681 (min_cwnd).
1398                  */
1399                 idle_time = ticks - tp->snd_last;
1400                 decay_cwnd = tp->snd_cwnd;
1401                 while (idle_time >= tp->t_rxtcur &&
1402                     decay_cwnd > min_cwnd) {
1403                         decay_cwnd >>= 1;
1404                         idle_time -= tp->t_rxtcur;
1405                 }
1406                 tp->snd_cwnd = max(decay_cwnd, min_cwnd);
1407         } else {
1408                 /*
1409                  * Slow-start from scratch to re-determine the send
1410                  * congestion window.
1411                  */
1412                 tp->snd_cwnd = min_cwnd;
1413         }
1414
1415         /* Restart ABC counting during congestion avoidance */
1416         tp->snd_wacked = 0;
1417 }
1418
1419 static int
1420 tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen0)
1421 {
1422         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
1423 #ifdef INET6
1424         const boolean_t isipv6 = INP_ISIPV6(inp);
1425 #else
1426         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1427 #endif
1428         unsigned int ipoptlen, optlen;
1429         u_int hlen;
1430
1431         hlen = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr);
1432
1433         if (isipv6) {
1434                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
1435         } else {
1436                 if (inp->inp_options) {
1437                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
1438                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
1439                 } else {
1440                         ipoptlen = 0;
1441                 }
1442         }
1443 #ifdef IPSEC
1444         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
1445 #endif
1446         hlen += ipoptlen;
1447
1448         optlen = 0;
1449         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
1450             (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))
1451                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1452         hlen += optlen;
1453
1454         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen)
1455                 return EHOSTUNREACH;
1456
1457         *segsz = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
1458         *hlen0 = hlen;
1459         return 0;
1460 }
1461
1462 static void
1463 tcp_output_sched_handler(netmsg_t nmsg)
1464 {
1465         struct tcpcb *tp = nmsg->lmsg.u.ms_resultp;
1466
1467         /* Reply ASAP */
1468         crit_enter();
1469         lwkt_replymsg(&nmsg->lmsg, 0);
1470         crit_exit();
1471
1472         tcp_output_fair(tp);
1473 }
1474
1475 void
1476 tcp_output_init(struct tcpcb *tp)
1477 {
1478         netmsg_init(tp->tt_sndmore, NULL, &netisr_adone_rport, MSGF_DROPABLE,
1479             tcp_output_sched_handler);
1480         tp->tt_sndmore->lmsg.u.ms_resultp = tp;
1481 }
1482
1483 void
1484 tcp_output_cancel(struct tcpcb *tp)
1485 {
1486         /*
1487          * This message is still pending to be processed;
1488          * drop it.  Optimized.
1489          */
1490         crit_enter();
1491         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0) {
1492                 lwkt_dropmsg(&tp->tt_sndmore->lmsg);
1493         }
1494         crit_exit();
1495 }
1496
1497 boolean_t
1498 tcp_output_pending(struct tcpcb *tp)
1499 {
1500         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0)
1501                 return TRUE;
1502         else
1503                 return FALSE;
1504 }
1505
1506 static void
1507 tcp_output_sched(struct tcpcb *tp)
1508 {
1509         crit_enter();
1510         if (tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE)
1511                 lwkt_sendmsg(netisr_cpuport(mycpuid), &tp->tt_sndmore->lmsg);
1512         crit_exit();
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Fairsend
1517  *
1518  * Yield to other senders or receivers on the same netisr if the current
1519  * TCP stream has sent tcp_fairsend segments and is going to burst more
1520  * segments.  Bursting large amount of segements in a single TCP stream
1521  * could delay other senders' segments and receivers' ACKs quite a lot,
1522  * if others segments and ACKs are queued on to the same hardware transmit
1523  * queue; thus cause unfairness between senders and suppress receiving
1524  * performance.
1525  * 
1526  * Fairsend should be performed at the places that do not affect segment
1527  * sending during congestion control, e.g.
1528  * - User requested output
1529  * - ACK input triggered output
1530  *
1531  * NOTE:
1532  * For devices that are TSO capable, their TSO aggregation size limit could
1533  * affect fairsend.
1534  */
1535 int
1536 tcp_output_fair(struct tcpcb *tp)
1537 {
1538         int ret;
1539
1540         tp->t_flags |= TF_FAIRSEND;
1541         ret = tcp_output(tp);
1542         tp->t_flags &= ~TF_FAIRSEND;
1543
1544         return ret;
1545 }