sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Jeffrey M. Hsu.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  18  *    from this software without specific, prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 /*
  35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
  36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  37  *
  38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  39  * modification, are permitted provided that the following conditions
  40  * are met:
  41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  46  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  47  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  48  *    without specific prior written permission.
  49  *
  50  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  51  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  52  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  53  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  54  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  55  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  56  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  57  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  58  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  59  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  60  * SUCH DAMAGE.
  61  *
  62  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  63  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
  64  */
  65
  66 #include "opt_inet.h"
  67 #include "opt_inet6.h"
  68 #include "opt_ipsec.h"
  69 #include "opt_tcpdebug.h"
  70
  71 #include <sys/param.h>
  72 #include <sys/systm.h>
  73 #include <sys/kernel.h>
  74 #include <sys/sysctl.h>
  75 #include <sys/mbuf.h>
  76 #include <sys/domain.h>
  77 #include <sys/protosw.h>
  78 #include <sys/socket.h>
  79 #include <sys/socketvar.h>
  80 #include <sys/in_cksum.h>
  81 #include <sys/thread.h>
  82 #include <sys/globaldata.h>
  83
  84 #include <net/if_var.h>
  85 #include <net/route.h>
  86 #include <net/netmsg2.h>
  87 #include <net/netisr2.h>
  88
  89 #include <netinet/in.h>
  90 #include <netinet/in_systm.h>
  91 #include <netinet/ip.h>
  92 #include <netinet/in_pcb.h>
  93 #include <netinet/ip_var.h>
  94 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  95 #include <netinet/ip6.h>
  96 #include <netinet6/ip6_var.h>
  97 #include <netinet/tcp.h>
  98 #define TCPOUTFLAGS
  99 #include <netinet/tcp_fsm.h>
 100 #include <netinet/tcp_seq.h>
 101 #include <netinet/tcp_timer.h>
 102 #include <netinet/tcp_timer2.h>
 103 #include <netinet/tcp_var.h>
 104 #include <netinet/tcpip.h>
 105 #ifdef TCPDEBUG
 106 #include <netinet/tcp_debug.h>
 107 #endif
 108
 109 #ifdef IPSEC
 110 #include <netinet6/ipsec.h>
 111 #endif /*IPSEC*/
 112
 113 #ifdef FAST_IPSEC
 114 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
 115 #define IPSEC
 116 #endif /*FAST_IPSEC*/
 117
 118 #ifdef notyet
 119 extern struct mbuf *m_copypack();
 120 #endif
 121
 122 int path_mtu_discovery = 0;
 123 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 124         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 125
 126 static int avoid_pure_win_update = 1;
 127 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
 128         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
 129
 130 int tcp_do_autosndbuf = 1;
 131 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
 132     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
 133
 134 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
 135 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
 136     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
 137
 138 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
 139 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
 140     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
 141
 142 static int tcp_idle_cwv = 1;
 143 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_cwv, CTLFLAG_RW,
 144     &tcp_idle_cwv, 0,
 145     "Congestion window validation after idle period (part of RFC2861)");
 146
 147 static int tcp_idle_restart = 1;
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_restart, CTLFLAG_RW,
 149     &tcp_idle_restart, 0, "Reset congestion window after idle period");
 150
 151 static int tcp_do_tso = 1;
 152 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
 153     &tcp_do_tso, 0, "Enable TCP Segmentation Offload (TSO)");
 154
 155 static int tcp_fairsend = 4;
 156 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, fairsend, CTLFLAG_RW,
 157     &tcp_fairsend, 0,
 158     "Amount of segments sent before yield to other senders or receivers");
 159
 160 static void     tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *);
 161
 162 static int      tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen);
 163 static void     tcp_output_sched(struct tcpcb *tp);
 164
 165 /*
 166  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 167  */
 168 int
 169 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 170 {
 171         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 172         struct socket *so = inp->inp_socket;
 173         long len, recvwin, sendwin;
 174         int nsacked = 0;
 175         int off, flags, error = 0;
 176 #ifdef TCP_SIGNATURE
 177         int sigoff = 0;
 178 #endif
 179         struct mbuf *m;
 180         struct ip *ip;
 181         struct tcphdr *th;
 182         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 183         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
 184         int idle;
 185         boolean_t sendalot;
 186         struct ip6_hdr *ip6;
 187 #ifdef INET6
 188         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 189 #else
 190         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 191 #endif
 192         boolean_t can_tso = FALSE, use_tso;
 193         boolean_t report_sack, idle_cwv = FALSE;
 194         u_int segsz, tso_hlen, tso_lenmax = 0;
 195         int segcnt = 0;
 196         boolean_t need_sched = FALSE;
 197
 198         KKASSERT(so->so_port == &curthread->td_msgport);
 199
 200         /*
 201          * Determine length of data that should be transmitted,
 202          * and flags that will be used.
 203          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 204          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 205          */
 206
 207         /*
 208          * If we have been idle for a while, the send congestion window
 209          * could be no longer representative of the current state of the
 210          * link; need to validate congestion window.  However, we should
 211          * not perform congestion window validation here, since we could
 212          * be asked to send pure ACK.
 213          */
 214         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
 215             (ticks - tp->snd_last) >= tp->t_rxtcur && tcp_idle_restart)
 216                 idle_cwv = TRUE;
 217
 218         /*
 219          * Calculate whether the transmit stream was previously idle
 220          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
 221          */
 222         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 223         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 224                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 225         else
 226                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 227
 228         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 229             !IN_FASTRECOVERY(tp))
 230                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
 231
 232         /*
 233          * Find out whether TSO could be used or not
 234          *
 235          * For TSO capable devices, the following assumptions apply to
 236          * the processing of TCP flags:
 237          * - If FIN is set on the large TCP segment, the device must set
 238          *   FIN on the last segment that it creates from the large TCP
 239          *   segment.
 240          * - If PUSH is set on the large TCP segment, the device must set
 241          *   PUSH on the last segment that it creates from the large TCP
 242          *   segment.
 243          */
 244 #if !defined(IPSEC) && !defined(FAST_IPSEC)
 245         if (tcp_do_tso
 246 #ifdef TCP_SIGNATURE
 247             && (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0
 248 #endif
 249         ) {
 250                 if (!isipv6) {
 251                         struct rtentry *rt = inp->inp_route.ro_rt;
 252
 253                         if (rt != NULL && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 254                             (rt->rt_ifp->if_hwassist & CSUM_TSO)) {
 255                                 can_tso = TRUE;
 256                                 tso_lenmax = rt->rt_ifp->if_tsolen;
 257                         }
 258                 }
 259         }
 260 #endif  /* !IPSEC && !FAST_IPSEC */
 261
 262 again:
 263         m = NULL;
 264         ip = NULL;
 265         th = NULL;
 266         ip6 = NULL;
 267
 268         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
 269                 TF_SACK_PERMITTED &&
 270             (!TAILQ_EMPTY(&tp->t_segq) ||
 271              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
 272                 report_sack = TRUE;
 273         else
 274                 report_sack = FALSE;
 275
 276         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
 277         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 278             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
 279                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
 280
 281                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
 282                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
 283         }
 284
 285         sendalot = FALSE;
 286         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 287         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
 288         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 289
 290         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 291         /*
 292          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 293          * state flags.
 294          */
 295         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 296                 flags |= TH_FIN;
 297         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 298                 flags |= TH_SYN;
 299
 300         /*
 301          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 302          * Otherwise, if window is small but nonzero
 303          * and timer expired, we will send what we can
 304          * and go to transmit state.
 305          */
 306         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 307                 if (sendwin == 0) {
 308                         /*
 309                          * If we still have some data to send, then
 310                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 311                          * happen below when it realizes that we
 312                          * aren't sending all the data.  However,
 313                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 314                          * then it won't clear the FIN bit below,
 315                          * and if we are in persist state, we wind
 316                          * up sending the packet without recording
 317                          * that we sent the FIN bit.
 318                          *
 319                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 320                          * because if we don't have any more data
 321                          * to send then the probe will be the FIN
 322                          * itself.
 323                          */
 324                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
 325                                 flags &= ~TH_FIN;
 326                         sendwin = 1;
 327                 } else {
 328                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
 329                         tp->t_rxtshift = 0;
 330                 }
 331         }
 332
 333         /*
 334          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 335          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
 336          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 337          * its congestion window while receiving additional duplicate
 338          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 339          * to snd_max after the fast-retransmit.
 340          *
 341          * A negative length can also occur when we are in the
 342          * TCPS_SYN_RECEIVED state due to a simultanious connect where
 343          * our SYN has not been acked yet.
 344          *
 345          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 346          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 347          * wind up 0.
 348          */
 349         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
 350
 351         /*
 352          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 353          * is SYN-SENT state and if segment contains data, suppress sending
 354          * segment (sending the segment would be an option if we still
 355          * did TAO and the remote host supported it).
 356          */
 357         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 358                 flags &= ~TH_SYN;
 359                 off--, len++;
 360                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) {
 361                         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
 362                         return 0;
 363                 }
 364         }
 365
 366         /*
 367          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 368          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 369          * with not fully conformant TCP implementations.
 370          */
 371         if (flags & TH_SYN) {
 372                 len = 0;
 373                 flags &= ~TH_FIN;
 374         }
 375
 376         if (len < 0) {
 377                 /*
 378                  * A negative len can occur if our FIN has been sent but not
 379                  * acked, or if we are in a simultanious connect in the
 380                  * TCPS_SYN_RECEIVED state with our SYN sent but not yet
 381                  * acked.
 382                  *
 383                  * If our window has contracted to 0 in the FIN case
 384                  * (which can only occur if we have NOT been called to
 385                  * retransmit as per code a few paragraphs up) then we
 386                  * want to shift the retransmit timer over to the
 387                  * persist timer.
 388                  *
 389                  * However, if we are in the TCPS_SYN_RECEIVED state
 390                  * (the SYN case) we will be in a simultanious connect and
 391                  * the window may be zero degeneratively.  In this case we
 392                  * do not want to shift to the persist timer after the SYN
 393                  * or the SYN+ACK transmission.
 394                  */
 395                 len = 0;
 396                 if (sendwin == 0 && tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED) {
 397                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
 398                         tp->t_rxtshift = 0;
 399                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 400                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
 401                                 tcp_setpersist(tp);
 402                 }
 403         }
 404
 405         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
 406         /*
 407          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 408          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 409          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 410          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 411          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 412          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 413          * especially with many connections on busy servers.
 414          *
 415          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 416          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 417          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 418          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 419          *     have data to make use of it);
 420          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 421          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 422          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 423          *
 424          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 425          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 426          * maximum.
 427          *
 428          * It scales directly with slow start or congestion window
 429          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 430          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 431          * what is strictly necessary to make full use of a given
 432          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 433          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 434          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 435          * socket buffer memory.
 436          *
 437          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 438          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 439          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 440          */
 441         if (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
 442                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
 443                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
 444                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
 445                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 446                         u_long newsize;
 447
 448                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
 449                                          tcp_autosndbuf_inc,
 450                                         tcp_autosndbuf_max);
 451                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
 452                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
 453                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
 454                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
 455                 }
 456         }
 457
 458         /*
 459          * Don't use TSO, if:
 460          * - Congestion window needs validation
 461          * - There are SACK blocks to report
 462          * - RST or SYN flags is set
 463          * - URG will be set
 464          *
 465          * XXX
 466          * Checking for SYN|RST looks overkill, just to be safe than sorry
 467          */
 468         use_tso = can_tso;
 469         if (report_sack || idle_cwv || (flags & (TH_RST | TH_SYN)))
 470                 use_tso = FALSE;
 471         if (use_tso) {
 472                 tcp_seq ugr_nxt = tp->snd_nxt;
 473
 474                 if ((flags & TH_FIN) && (tp->t_flags & TF_SENTFIN) &&
 475                     tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 476                         --ugr_nxt;
 477
 478                 if (SEQ_GT(tp->snd_up, ugr_nxt))
 479                         use_tso = FALSE;
 480         }
 481
 482         if (use_tso) {
 483                 /*
 484                  * Find out segment size and header length for TSO
 485                  */
 486                 error = tcp_tso_getsize(tp, &segsz, &tso_hlen);
 487                 if (error)
 488                         use_tso = FALSE;
 489         }
 490         if (!use_tso) {
 491                 segsz = tp->t_maxseg;
 492                 tso_hlen = 0; /* not used */
 493         }
 494
 495         /*
 496          * Truncate to the maximum segment length if not TSO, and ensure that
 497          * FIN is removed if the length no longer contains the last data byte.
 498          */
 499         if (len > segsz) {
 500                 if (!use_tso) {
 501                         len = segsz;
 502                         ++segcnt;
 503                 } else {
 504                         int nsegs;
 505
 506                         if (__predict_false(tso_lenmax < segsz))
 507                                 tso_lenmax = segsz << 1;
 508
 509                         /*
 510                          * Truncate TSO transfers to (IP_MAXPACKET - iphlen -
 511                          * thoff), and make sure that we send equal size
 512                          * transfers down the stack (rather than big-small-
 513                          * big-small-...).
 514                          */
 515                         len = min(len, tso_lenmax);
 516                         nsegs = min(len, (IP_MAXPACKET - tso_hlen)) / segsz;
 517                         KKASSERT(nsegs > 0);
 518
 519                         len = nsegs * segsz;
 520
 521                         if (len <= segsz) {
 522                                 use_tso = FALSE;
 523                                 ++segcnt;
 524                         } else {
 525                                 segcnt += nsegs;
 526                         }
 527                 }
 528                 sendalot = TRUE;
 529         } else {
 530                 use_tso = FALSE;
 531                 if (len > 0)
 532                         ++segcnt;
 533         }
 534         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
 535                 flags &= ~TH_FIN;
 536
 537         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
 538
 539         /*
 540          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 541          * conditions when len is non-zero:
 542          *
 543          *      - We have a full segment
 544          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 545          *        either idle or running NODELAY
 546          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 547          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 548          *        data (receiver may be limiting the window size)
 549          *      - we need to retransmit
 550          */
 551         if (len) {
 552                 if (len >= segsz)
 553                         goto send;
 554                 /*
 555                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 556                  * end may occur synchronously with the output and cause
 557                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 558                  *
 559                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 560                  */
 561                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 562                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 563                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
 564                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 565                         goto send;
 566                 }
 567                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 568                         goto send;
 569                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 570                         goto send;
 571                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 572                         goto send;
 573                 if (tp->t_flags & TF_XMITNOW)
 574                         goto send;
 575         }
 576
 577         /*
 578          * Compare available window to amount of window
 579          * known to peer (as advertised window less
 580          * next expected input).  If the difference is at least two
 581          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 582          * window, then want to send a window update to peer.
 583          */
 584         if (recvwin > 0) {
 585                 /*
 586                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 587                  * taking into account that we are limited by
 588                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 589                  */
 590                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 591                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 592                 long hiwat;
 593
 594                 /*
 595                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 596                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 597                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 598                  * ONLY updates the tcp window.
 599                  *
 600                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 601                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 602                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 603                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 604                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 605                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 606                  *
 607                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 608                  */
 609                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
 610                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
 611                         if (adv >= (long) (2 * segsz)) {
 612                                 goto send;
 613                         }
 614                 }
 615                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 616                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
 617                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
 618                 if (adv >= hiwat / 2)
 619                         goto send;
 620         }
 621
 622         /*
 623          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 624          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 625          */
 626         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 627                 goto send;
 628         if ((flags & TH_RST) ||
 629             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 630                 goto send;
 631         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 632                 goto send;
 633         /*
 634          * If our state indicates that FIN should be sent
 635          * and we have not yet done so, then we need to send.
 636          */
 637         if ((flags & TH_FIN) &&
 638             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 639                 goto send;
 640
 641         /*
 642          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 643          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 644          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 645          *      idle                    not doing retransmits or persists
 646          *      persisting              to move a small or zero window
 647          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 648          *
 649          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
 650          *      is true when we are in persist state.
 651          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 652          *      is set when we are called to send a persist packet.
 653          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
 654          *      is set when we are retransmitting
 655          * The output side is idle when both timers are zero.
 656          *
 657          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 658          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 659          *
 660          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 661          * if window is nonzero, transmit what we can, otherwise force out
 662          * a byte.
 663          *
 664          * Don't try to set the persist state if we are in TCPS_SYN_RECEIVED
 665          * with data pending.  This situation can occur during a
 666          * simultanious connect.
 667          */
 668         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
 669             tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED &&
 670             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
 671             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
 672                 tp->t_rxtshift = 0;
 673                 tcp_setpersist(tp);
 674         }
 675
 676         /*
 677          * No reason to send a segment, just return.
 678          */
 679         tp->t_flags &= ~TF_XMITNOW;
 680         return (0);
 681
 682 send:
 683         if (need_sched && len > 0) {
 684                 tcp_output_sched(tp);
 685                 return 0;
 686         }
 687
 688         /*
 689          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 690          * unless TCP set not to do any options.
 691          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 692          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 693          * link header, i.e.
 694          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 695          */
 696         optlen = 0;
 697         if (isipv6)
 698                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 699         else
 700                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 701         if (flags & TH_SYN) {
 702                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 703                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 704                         u_short mss;
 705
 706                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 707                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 708                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 709                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
 710                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 711
 712                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 713                             (!(flags & TH_ACK) ||
 714                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 715                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 716                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 717                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 718                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 719                                         tp->request_r_scale);
 720                                 optlen += 4;
 721                         }
 722
 723                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
 724                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
 725                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
 726
 727                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
 728                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
 729                         }
 730                 }
 731         }
 732
 733         /*
 734          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 735          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 736          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 737          */
 738         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 739             !(flags & TH_RST) &&
 740             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 741                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 742
 743                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 744                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 745                 *lp++ = htonl(ticks);
 746                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 747                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 748         }
 749
 750         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 751         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
 752                 tp->rfbuf_ts = ticks;
 753
 754         /*
 755          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
 756          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
 757          */
 758         if (report_sack)
 759                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
 760
 761 #ifdef TCP_SIGNATURE
 762         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
 763                 int i;
 764                 u_char *bp;
 765                 /*
 766                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
 767                  */
 768                 bp = (u_char *)opt + optlen;
 769                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
 770                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
 771                 sigoff = optlen + 2;
 772                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
 773                         *bp++ = 0;
 774                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
 775                 /*
 776                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
 777                  */
 778                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
 779                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
 780                 optlen += 2;
 781         }
 782 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 783         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
 784         hdrlen += optlen;
 785
 786         if (isipv6) {
 787                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 788         } else {
 789                 if (inp->inp_options) {
 790                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 791                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 792                 } else {
 793                         ipoptlen = 0;
 794                 }
 795         }
 796 #ifdef IPSEC
 797         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 798 #endif
 799
 800         if (use_tso) {
 801                 /* TSO segment length must be multiple of segment size */
 802                 KASSERT(len >= (2 * segsz) && (len % segsz == 0),
 803                     ("invalid TSO len %ld, segsz %u", len, segsz));
 804         } else {
 805                 KASSERT(len <= segsz,
 806                     ("invalid len %ld, segsz %u", len, segsz));
 807
 808                 /*
 809                  * Adjust data length if insertion of options will bump
 810                  * the packet length beyond the t_maxopd length.  Clear
 811                  * FIN to prevent premature closure since there is still
 812                  * more data to send after this (now truncated) packet.
 813                  *
 814                  * If just the options do not fit we are in a no-win
 815                  * situation and we treat it as an unreachable host.
 816                  */
 817                 if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 818                         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
 819                                 static time_t last_optlen_report;
 820
 821                                 if (last_optlen_report != time_second) {
 822                                         last_optlen_report = time_second;
 823                                         kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too "
 824                                             "small to hold options!\n",
 825                                             tp, tp->t_maxopd);
 826                                 }
 827                                 error = EHOSTUNREACH;
 828                                 goto out;
 829                         } else {
 830                                 flags &= ~TH_FIN;
 831                                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 832                                 sendalot = TRUE;
 833                         }
 834                 }
 835         }
 836
 837 #ifdef INET6
 838         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 839 #else
 840         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 841 #endif
 842
 843         /*
 844          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 845          * be transmitted, and initialize the header from
 846          * the template for sends on this connection.
 847          */
 848         if (len) {
 849                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 850                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 851                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 852                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
 853                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
 854                         if (nsacked) {
 855                                 tcpstat.tcps_sndsackrtopack++;
 856                                 tcpstat.tcps_sndsackrtobyte += len;
 857                         }
 858                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 859                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 860                 } else {
 861                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 862                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 863                 }
 864                 if (idle_cwv) {
 865                         idle_cwv = FALSE;
 866                         tcp_idle_cwnd_validate(tp);
 867                 }
 868                 /* Update last send time after CWV */
 869                 tp->snd_last = ticks;
 870 #ifdef notyet
 871                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
 872                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
 873                         error = ENOBUFS;
 874                         goto after_th;
 875                 }
 876                 /*
 877                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 878                  */
 879                 m->m_len += hdrlen;
 880                 m->m_data -= hdrlen;
 881 #else
 882 #ifndef INET6
 883                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 884 #else
 885                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
 886                            M_PKTHDR, NULL);
 887 #endif
 888                 if (m == NULL) {
 889                         error = ENOBUFS;
 890                         goto after_th;
 891                 }
 892                 m->m_data += max_linkhdr;
 893                 m->m_len = hdrlen;
 894                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 895                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
 896                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 897                         m->m_len += len;
 898                 } else {
 899                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
 900                         if (m->m_next == NULL) {
 901                                 m_free(m);
 902                                 m = NULL;
 903                                 error = ENOBUFS;
 904                                 goto after_th;
 905                         }
 906                 }
 907 #endif
 908                 /*
 909                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 910                  * (This will keep happy those implementations which only
 911                  * give data to the user when a buffer fills or
 912                  * a PUSH comes in.)
 913                  */
 914                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
 915                         flags |= TH_PUSH;
 916         } else {
 917                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 918                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 919                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
 920                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 921                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 922                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 923                 else
 924                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 925
 926                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 927                 if (m == NULL) {
 928                         error = ENOBUFS;
 929                         goto after_th;
 930                 }
 931                 if (isipv6 &&
 932                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 933                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 934                 else
 935                         m->m_data += max_linkhdr;
 936                 m->m_len = hdrlen;
 937         }
 938         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
 939         if (isipv6) {
 940                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 941                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 942                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th, use_tso);
 943         } else {
 944                 ip = mtod(m, struct ip *);
 945                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 946                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 947                 tcp_fillheaders(tp, ip, th, use_tso);
 948         }
 949 after_th:
 950         /*
 951          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 952          * window for use in delaying messages about window sizes.
 953          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 954          */
 955         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 956             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 957                 tp->snd_nxt--;
 958
 959         if (th != NULL) {
 960                 /*
 961                  * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 962                  * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 963                  * packets, we do not want the sequence number of the
 964                  * retransmitted packet, we want the sequence number
 965                  * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 966                  * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 967                  * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 968                  * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 969                  * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 970                  * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 971                  * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 972                  */
 973                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
 974                     tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
 975                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 976                 else
 977                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 978                 th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 979                 if (optlen) {
 980                         bcopy(opt, th + 1, optlen);
 981                         th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 982                 }
 983                 th->th_flags = flags;
 984         }
 985
 986         /*
 987          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
 988          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
 989          * window is less then one segment.
 990          */
 991         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
 992             recvwin < (long)segsz)
 993                 recvwin = 0;
 994         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 995                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 996         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 997                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 998
 999         /*
1000          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1001          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1002          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1003          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1004          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
1005          * the connection.
1006          */
1007         if (recvwin == 0)
1008                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1009         else
1010                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1011
1012         if (th != NULL)
1013                 th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
1014
1015         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1016                 KASSERT(!use_tso, ("URG with TSO"));
1017                 if (th != NULL) {
1018                         th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1019                         th->th_flags |= TH_URG;
1020                 }
1021         } else {
1022                 /*
1023                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1024                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1025                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1026                  * number wraparound.
1027                  */
1028                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1029         }
1030
1031         if (th != NULL) {
1032 #ifdef TCP_SIGNATURE
1033                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1034                         tcpsignature_compute(m, len, optlen,
1035                             (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1036                 }
1037 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1038
1039                 /*
1040                  * Put TCP length in extended header, and then
1041                  * checksum extended header and data.
1042                  */
1043                 m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1044                 if (isipv6) {
1045                         /*
1046                          * ip6_plen is not need to be filled now, and will be
1047                          * filled in ip6_output().
1048                          */
1049                         th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
1050                             sizeof(struct ip6_hdr),
1051                             sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1052                 } else {
1053                         m->m_pkthdr.csum_thlen = sizeof(struct tcphdr) + optlen;
1054                         if (use_tso) {
1055                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TSO;
1056                                 m->m_pkthdr.tso_segsz = segsz;
1057                         } else {
1058                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1059                                 m->m_pkthdr.csum_data =
1060                                     offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1061                                 if (len + optlen) {
1062                                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
1063                                             htons((u_short)(optlen + len)));
1064                                 }
1065                         }
1066
1067                         /*
1068                          * IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking
1069                          * later
1070                          */
1071                         KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1072                             ("%s: IP version incorrect: %d",
1073                              __func__, ip->ip_v));
1074                 }
1075         }
1076
1077         /*
1078          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1079          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1080          */
1081         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1082             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1083                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1084
1085                 /*
1086                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1087                  */
1088                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
1089                         if (flags & TH_SYN)
1090                                 tp->snd_nxt++;
1091                         if (flags & TH_FIN) {
1092                                 tp->snd_nxt++;
1093                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1094                         }
1095                 }
1096                 tp->snd_nxt += len;
1097                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1098                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1099                         /*
1100                          * Time this transmission if not a retransmission and
1101                          * not currently timing anything.
1102                          */
1103                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1104                                 tp->t_rtttime = ticks;
1105                                 tp->t_rtseq = startseq;
1106                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
1107                         }
1108                 }
1109
1110                 /*
1111                  * Set retransmit timer if not currently set,
1112                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1113                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1114                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1115                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1116                  * of retransmit time.
1117                  */
1118                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1119                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
1120                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1121                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
1122                                 tp->t_rxtshift = 0;
1123                         }
1124                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
1125                             tcp_timer_rexmt);
1126                 }
1127         } else {
1128                 /*
1129                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1130                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1131                  */
1132                 int xlen = len;
1133                 if (flags & TH_SYN)
1134                         panic("tcp_output: persist timer to send SYN");
1135                 if (flags & TH_FIN) {
1136                         ++xlen;
1137                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1138                 }
1139                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1140                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1141         }
1142
1143         if (th != NULL) {
1144 #ifdef TCPDEBUG
1145                 /* Trace. */
1146                 if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1147                         tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp,
1148                             mtod(m, void *), th, 0);
1149                 }
1150 #endif
1151
1152                 /*
1153                  * Fill in IP length and desired time to live and
1154                  * send to IP level.  There should be a better way
1155                  * to handle ttl and tos; we could keep them in
1156                  * the template, but need a way to checksum without them.
1157                  */
1158                 /*
1159                  * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum
1160                  * calcuration, because in6_cksum() need it.
1161                  */
1162                 if (isipv6) {
1163                         /*
1164                          * we separately set hoplimit for every segment,
1165                          * since the user might want to change the value
1166                          * via setsockopt.  Also, desired default hop
1167                          * limit might be changed via Neighbor Discovery.
1168                          */
1169                         ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
1170                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1171                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1172
1173                         /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1174                         error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts,
1175                             &inp->in6p_route, (so->so_options & SO_DONTROUTE),
1176                             NULL, NULL, inp);
1177                 } else {
1178                         struct rtentry *rt;
1179                         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1180 #ifdef INET6
1181                         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1182                                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
1183                                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
1184                                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1185                         else
1186 #endif
1187                                 ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1188
1189                         ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1190                         /*
1191                          * See if we should do MTU discovery.
1192                          * We do it only if the following are true:
1193                          *      1) we have a valid route to the destination
1194                          *      2) the MTU is not locked (if it is,
1195                          *         then discovery has been disabled)
1196                          */
1197                         if (path_mtu_discovery &&
1198                             (rt = inp->inp_route.ro_rt) &&
1199                             (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1200                             !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1201                                 ip->ip_off |= IP_DF;
1202
1203                         error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1204                                           (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1205                                           IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1206                 }
1207         } else {
1208                 KASSERT(error != 0, ("no error, but th not set"));
1209         }
1210         if (error) {
1211                 tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1212
1213                 /*
1214                  * We know that the packet was lost, so back out the
1215                  * sequence number advance, if any.
1216                  */
1217                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1218                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1219                         /*
1220                          * No need to check for TH_FIN here because
1221                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1222                          */
1223                         if (!(flags & TH_SYN))
1224                                 tp->snd_nxt -= len;
1225                 }
1226
1227 out:
1228                 if (error == ENOBUFS) {
1229                         /*
1230                          * If we can't send, make sure there is something
1231                          * to get us going again later.
1232                          *
1233                          * The persist timer isn't necessarily allowed in all
1234                          * states, use the rexmt timer.
1235                          */
1236                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1237                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1238                                 tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt,
1239                                                   tp->t_rxtcur,
1240                                                   tcp_timer_rexmt);
1241 #if 0
1242                                 tp->t_rxtshift = 0;
1243                                 tcp_setpersist(tp);
1244 #endif
1245                         }
1246                         tcp_quench(inp, 0);
1247                         return (0);
1248                 }
1249                 if (error == EMSGSIZE) {
1250                         /*
1251                          * ip_output() will have already fixed the route
1252                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1253                          * initiate retransmission, so it is important to
1254                          * not do so here.
1255                          */
1256                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1257                         return 0;
1258                 }
1259                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1260                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1261                         tp->t_softerror = error;
1262                         return (0);
1263                 }
1264                 return (error);
1265         }
1266         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1267
1268         /*
1269          * Data sent (as far as we can tell).
1270          *
1271          * If this advertises a larger window than any other segment,
1272          * then remember the size of the advertised window.
1273          *
1274          * Any pending ACK has now been sent.
1275          */
1276         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1277                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1278                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1279         }
1280         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1281         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1282         if (tcp_delack_enabled)
1283                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1284         if (sendalot) {
1285                 if (tcp_fairsend > 0 && (tp->t_flags & TF_FAIRSEND) &&
1286                     segcnt >= tcp_fairsend)
1287                         need_sched = TRUE;
1288                 goto again;
1289         }
1290         return (0);
1291 }
1292
1293 void
1294 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1295 {
1296         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1297         int tt;
1298
1299         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ||
1300             tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) {
1301                 panic("tcp_setpersist: not established yet, current %s",
1302                       tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ?
1303                       "SYN_SENT" : "SYN_RECEIVED");
1304         }
1305
1306         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1307                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1308         /*
1309          * Start/restart persistance timer.
1310          */
1311         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1312                       TCPTV_PERSMAX);
1313         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1314         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1315                 tp->t_rxtshift++;
1316 }
1317
1318 static void
1319 tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *tp)
1320 {
1321         u_long initial_cwnd = tcp_initial_window(tp);
1322         u_long min_cwnd;
1323
1324         tcpstat.tcps_sndidle++;
1325
1326         /* According to RFC5681: RW=min(IW,cwnd) */
1327         min_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
1328
1329         if (tcp_idle_cwv) {
1330                 u_long idle_time, decay_cwnd;
1331
1332                 /*
1333                  * RFC2861, but only after idle period.
1334                  */
1335
1336                 /*
1337                  * Before the congestion window is reduced, ssthresh
1338                  * is set to the maximum of its current value and 3/4
1339                  * cwnd.  If the sender then has more data to send
1340                  * than the decayed cwnd allows, the TCP will slow-
1341                  * start (perform exponential increase) at least
1342                  * half-way back up to the old value of cwnd.
1343                  */
1344                 tp->snd_ssthresh = max(tp->snd_ssthresh,
1345                     (3 * tp->snd_cwnd) / 4);
1346
1347                 /*
1348                  * Decay the congestion window by half for every RTT
1349                  * that the flow remains inactive.
1350                  *
1351                  * The difference between our implementation and
1352                  * RFC2861 is that we don't allow cwnd to go below
1353                  * the value allowed by RFC5681 (min_cwnd).
1354                  */
1355                 idle_time = ticks - tp->snd_last;
1356                 decay_cwnd = tp->snd_cwnd;
1357                 while (idle_time >= tp->t_rxtcur &&
1358                     decay_cwnd > min_cwnd) {
1359                         decay_cwnd >>= 1;
1360                         idle_time -= tp->t_rxtcur;
1361                 }
1362                 tp->snd_cwnd = max(decay_cwnd, min_cwnd);
1363         } else {
1364                 /*
1365                  * Slow-start from scratch to re-determine the send
1366                  * congestion window.
1367                  */
1368                 tp->snd_cwnd = min_cwnd;
1369         }
1370
1371         /* Restart ABC counting during congestion avoidance */
1372         tp->snd_wacked = 0;
1373 }
1374
1375 static int
1376 tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen0)
1377 {
1378         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
1379 #ifdef INET6
1380         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
1381 #else
1382         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1383 #endif
1384         unsigned int ipoptlen, optlen;
1385         u_int hlen;
1386
1387         hlen = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr);
1388
1389         if (isipv6) {
1390                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
1391         } else {
1392                 if (inp->inp_options) {
1393                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
1394                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
1395                 } else {
1396                         ipoptlen = 0;
1397                 }
1398         }
1399 #ifdef IPSEC
1400         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
1401 #endif
1402         hlen += ipoptlen;
1403
1404         optlen = 0;
1405         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
1406             (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))
1407                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1408         hlen += optlen;
1409
1410         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen)
1411                 return EHOSTUNREACH;
1412
1413         *segsz = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
1414         *hlen0 = hlen;
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 static void
1419 tcp_output_sched_handler(netmsg_t nmsg)
1420 {
1421         struct tcpcb *tp = nmsg->lmsg.u.ms_resultp;
1422
1423         /* Reply ASAP */
1424         crit_enter();
1425         lwkt_replymsg(&nmsg->lmsg, 0);
1426         crit_exit();
1427
1428         tcp_output_fair(tp);
1429 }
1430
1431 void
1432 tcp_output_init(struct tcpcb *tp)
1433 {
1434         netmsg_init(tp->tt_sndmore, NULL, &netisr_adone_rport, MSGF_DROPABLE,
1435             tcp_output_sched_handler);
1436         tp->tt_sndmore->lmsg.u.ms_resultp = tp;
1437 }
1438
1439 void
1440 tcp_output_cancel(struct tcpcb *tp)
1441 {
1442         /*
1443          * This message is still pending to be processed;
1444          * drop it.  Optimized.
1445          */
1446         crit_enter();
1447         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0) {
1448                 lwkt_dropmsg(&tp->tt_sndmore->lmsg);
1449         }
1450         crit_exit();
1451 }
1452
1453 boolean_t
1454 tcp_output_pending(struct tcpcb *tp)
1455 {
1456         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0)
1457                 return TRUE;
1458         else
1459                 return FALSE;
1460 }
1461
1462 static void
1463 tcp_output_sched(struct tcpcb *tp)
1464 {
1465         crit_enter();
1466         if (tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE)
1467                 lwkt_sendmsg(netisr_cpuport(mycpuid), &tp->tt_sndmore->lmsg);
1468         crit_exit();
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Fairsend
1473  *
1474  * Yield to other senders or receivers on the same netisr if the current
1475  * TCP stream has sent tcp_fairsend segments and is going to burst more
1476  * segments.  Bursting large amount of segements in a single TCP stream
1477  * could delay other senders' segments and receivers' ACKs quite a lot,
1478  * if others segments and ACKs are queued on to the same hardware transmit
1479  * queue; thus cause unfairness between senders and suppress receiving
1480  * performance.
1481  *
1482  * Fairsend should be performed at the places that do not affect segment
1483  * sending during congestion control, e.g.
1484  * - User requested output
1485  * - ACK input triggered output
1486  *
1487  * NOTE:
1488  * For devices that are TSO capable, their TSO aggregation size limit could
1489  * affect fairsend.
1490  */
1491 int
1492 tcp_output_fair(struct tcpcb *tp)
1493 {
1494         int ret;
1495
1496         tp->t_flags |= TF_FAIRSEND;
1497         ret = tcp_output(tp);
1498         tp->t_flags &= ~TF_FAIRSEND;
1499
1500         return ret;
1501 }