sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Jeffrey M. Hsu.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  18  *    from this software without specific, prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 /*
  35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
  36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  37  *
  38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  39  * modification, are permitted provided that the following conditions
  40  * are met:
  41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  46  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  47  *    must display the following acknowledgement:
  48  *      This product includes software developed by the University of
  49  *      California, Berkeley and its contributors.
  50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  52  *    without specific prior written permission.
  53  *
  54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  64  * SUCH DAMAGE.
  65  *
  66  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
  68  */
  69
  70 #include "opt_inet.h"
  71 #include "opt_inet6.h"
  72 #include "opt_ipsec.h"
  73 #include "opt_tcpdebug.h"
  74
  75 #include <sys/param.h>
  76 #include <sys/systm.h>
  77 #include <sys/kernel.h>
  78 #include <sys/sysctl.h>
  79 #include <sys/mbuf.h>
  80 #include <sys/domain.h>
  81 #include <sys/protosw.h>
  82 #include <sys/socket.h>
  83 #include <sys/socketvar.h>
  84 #include <sys/in_cksum.h>
  85 #include <sys/thread.h>
  86 #include <sys/globaldata.h>
  87
  88 #include <net/if_var.h>
  89 #include <net/route.h>
  90 #include <net/netmsg2.h>
  91
  92 #include <netinet/in.h>
  93 #include <netinet/in_systm.h>
  94 #include <netinet/ip.h>
  95 #include <netinet/in_pcb.h>
  96 #include <netinet/ip_var.h>
  97 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  98 #include <netinet/ip6.h>
  99 #include <netinet6/ip6_var.h>
 100 #include <netinet/tcp.h>
 101 #define TCPOUTFLAGS
 102 #include <netinet/tcp_fsm.h>
 103 #include <netinet/tcp_seq.h>
 104 #include <netinet/tcp_timer.h>
 105 #include <netinet/tcp_timer2.h>
 106 #include <netinet/tcp_var.h>
 107 #include <netinet/tcpip.h>
 108 #ifdef TCPDEBUG
 109 #include <netinet/tcp_debug.h>
 110 #endif
 111
 112 #ifdef IPSEC
 113 #include <netinet6/ipsec.h>
 114 #endif /*IPSEC*/
 115
 116 #ifdef FAST_IPSEC
 117 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
 118 #define IPSEC
 119 #endif /*FAST_IPSEC*/
 120
 121 #ifdef notyet
 122 extern struct mbuf *m_copypack();
 123 #endif
 124
 125 int path_mtu_discovery = 0;
 126 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 127         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 128
 129 static int avoid_pure_win_update = 1;
 130 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
 131         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
 132
 133 int tcp_do_autosndbuf = 1;
 134 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
 135     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
 136
 137 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
 138 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
 139     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
 140
 141 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
 142 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
 143     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
 144
 145 static int tcp_idle_cwv = 1;
 146 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_cwv, CTLFLAG_RW,
 147     &tcp_idle_cwv, 0,
 148     "Congestion window validation after idle period (part of RFC2861)");
 149
 150 static int tcp_idle_restart = 1;
 151 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, idle_restart, CTLFLAG_RW,
 152     &tcp_idle_restart, 0, "Reset congestion window after idle period");
 153
 154 static int tcp_do_tso = 1;
 155 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tso, CTLFLAG_RW,
 156     &tcp_do_tso, 0, "Enable TCP Segmentation Offload (TSO)");
 157
 158 static int tcp_fairsend = 4;
 159 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, fairsend, CTLFLAG_RW,
 160     &tcp_fairsend, 0,
 161     "Amount of segments sent before yield to other senders or receivers");
 162
 163 static void     tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *);
 164
 165 static int      tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen);
 166 static void     tcp_output_sched(struct tcpcb *tp);
 167
 168 /*
 169  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 170  */
 171 int
 172 tcp_output(struct tcpcb *tp)
 173 {
 174         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 175         struct socket *so = inp->inp_socket;
 176         long len, recvwin, sendwin;
 177         int nsacked = 0;
 178         int off, flags, error = 0;
 179 #ifdef TCP_SIGNATURE
 180         int sigoff = 0;
 181 #endif
 182         struct mbuf *m;
 183         struct ip *ip;
 184         struct tcphdr *th;
 185         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 186         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
 187         int idle;
 188         boolean_t sendalot;
 189         struct ip6_hdr *ip6;
 190 #ifdef INET6
 191         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 192 #else
 193         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 194 #endif
 195         boolean_t can_tso = FALSE, use_tso;
 196         boolean_t report_sack, idle_cwv = FALSE;
 197         u_int segsz, tso_hlen, tso_lenmax = 0;
 198         int segcnt = 0;
 199         boolean_t need_sched = FALSE;
 200
 201         KKASSERT(so->so_port == &curthread->td_msgport);
 202
 203         /*
 204          * Determine length of data that should be transmitted,
 205          * and flags that will be used.
 206          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 207          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 208          */
 209
 210         /*
 211          * If we have been idle for a while, the send congestion window
 212          * could be no longer representative of the current state of the
 213          * link; need to validate congestion window.  However, we should
 214          * not perform congestion window validation here, since we could
 215          * be asked to send pure ACK.
 216          */
 217         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
 218             (ticks - tp->snd_last) >= tp->t_rxtcur && tcp_idle_restart)
 219                 idle_cwv = TRUE;
 220
 221         /*
 222          * Calculate whether the transmit stream was previously idle
 223          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
 224          */
 225         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 226         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 227                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 228         else
 229                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 230
 231         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 232             !IN_FASTRECOVERY(tp))
 233                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
 234
 235         /*
 236          * Find out whether TSO could be used or not
 237          *
 238          * For TSO capable devices, the following assumptions apply to
 239          * the processing of TCP flags:
 240          * - If FIN is set on the large TCP segment, the device must set
 241          *   FIN on the last segment that it creates from the large TCP
 242          *   segment.
 243          * - If PUSH is set on the large TCP segment, the device must set
 244          *   PUSH on the last segment that it creates from the large TCP
 245          *   segment.
 246          */
 247 #if !defined(IPSEC) && !defined(FAST_IPSEC)
 248         if (tcp_do_tso
 249 #ifdef TCP_SIGNATURE
 250             && (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) == 0
 251 #endif
 252         ) {
 253                 if (!isipv6) {
 254                         struct rtentry *rt = inp->inp_route.ro_rt;
 255
 256                         if (rt != NULL && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 257                             (rt->rt_ifp->if_hwassist & CSUM_TSO)) {
 258                                 can_tso = TRUE;
 259                                 tso_lenmax = rt->rt_ifp->if_tsolen;
 260                         }
 261                 }
 262         }
 263 #endif  /* !IPSEC && !FAST_IPSEC */
 264
 265 again:
 266         m = NULL;
 267         ip = NULL;
 268         th = NULL;
 269         ip6 = NULL;
 270
 271         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
 272                 TF_SACK_PERMITTED &&
 273             (!TAILQ_EMPTY(&tp->t_segq) ||
 274              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
 275                 report_sack = TRUE;
 276         else
 277                 report_sack = FALSE;
 278
 279         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
 280         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 281             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
 282                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
 283
 284                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
 285                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
 286         }
 287
 288         sendalot = FALSE;
 289         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 290         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
 291         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 292
 293         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 294         /*
 295          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 296          * state flags.
 297          */
 298         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 299                 flags |= TH_FIN;
 300         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 301                 flags |= TH_SYN;
 302
 303         /*
 304          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 305          * Otherwise, if window is small but nonzero
 306          * and timer expired, we will send what we can
 307          * and go to transmit state.
 308          */
 309         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 310                 if (sendwin == 0) {
 311                         /*
 312                          * If we still have some data to send, then
 313                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 314                          * happen below when it realizes that we
 315                          * aren't sending all the data.  However,
 316                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 317                          * then it won't clear the FIN bit below,
 318                          * and if we are in persist state, we wind
 319                          * up sending the packet without recording
 320                          * that we sent the FIN bit.
 321                          *
 322                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 323                          * because if we don't have any more data
 324                          * to send then the probe will be the FIN
 325                          * itself.
 326                          */
 327                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
 328                                 flags &= ~TH_FIN;
 329                         sendwin = 1;
 330                 } else {
 331                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
 332                         tp->t_rxtshift = 0;
 333                 }
 334         }
 335
 336         /*
 337          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 338          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
 339          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 340          * its congestion window while receiving additional duplicate
 341          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 342          * to snd_max after the fast-retransmit.
 343          *
 344          * A negative length can also occur when we are in the
 345          * TCPS_SYN_RECEIVED state due to a simultanious connect where
 346          * our SYN has not been acked yet.
 347          *
 348          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 349          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 350          * wind up 0.
 351          */
 352         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
 353
 354         /*
 355          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 356          * is SYN-SENT state and if segment contains data, suppress sending
 357          * segment (sending the segment would be an option if we still
 358          * did TAO and the remote host supported it).
 359          */
 360         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 361                 flags &= ~TH_SYN;
 362                 off--, len++;
 363                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT) {
 364                         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
 365                         return 0;
 366                 }
 367         }
 368
 369         /*
 370          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
 371          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 372          * with not fully conformant TCP implementations.
 373          */
 374         if (flags & TH_SYN) {
 375                 len = 0;
 376                 flags &= ~TH_FIN;
 377         }
 378
 379         if (len < 0) {
 380                 /*
 381                  * A negative len can occur if our FIN has been sent but not
 382                  * acked, or if we are in a simultanious connect in the
 383                  * TCPS_SYN_RECEIVED state with our SYN sent but not yet
 384                  * acked.
 385                  *
 386                  * If our window has contracted to 0 in the FIN case
 387                  * (which can only occur if we have NOT been called to
 388                  * retransmit as per code a few paragraphs up) then we
 389                  * want to shift the retransmit timer over to the
 390                  * persist timer.
 391                  *
 392                  * However, if we are in the TCPS_SYN_RECEIVED state
 393                  * (the SYN case) we will be in a simultanious connect and
 394                  * the window may be zero degeneratively.  In this case we
 395                  * do not want to shift to the persist timer after the SYN
 396                  * or the SYN+ACK transmission.
 397                  */
 398                 len = 0;
 399                 if (sendwin == 0 && tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED) {
 400                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
 401                         tp->t_rxtshift = 0;
 402                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 403                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
 404                                 tcp_setpersist(tp);
 405                 }
 406         }
 407
 408         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
 409         /*
 410          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
 411          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
 412          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
 413          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
 414          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
 415          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
 416          * especially with many connections on busy servers.
 417          *
 418          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
 419          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
 420          *     (with a fudge factor of 5/4th);
 421          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
 422          *     have data to make use of it);
 423          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
 424          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
 425          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
 426          *
 427          * The remote host receive window scaling factor may limit the
 428          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
 429          * maximum.
 430          *
 431          * It scales directly with slow start or congestion window
 432          * and does at most one step per received ACK.  This fast
 433          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
 434          * what is strictly necessary to make full use of a given
 435          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
 436          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
 437          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
 438          * socket buffer memory.
 439          *
 440          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
 441          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
 442          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
 443          */
 444         if (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
 445                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
 446                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
 447                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
 448                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
 449                         u_long newsize;
 450
 451                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
 452                                          tcp_autosndbuf_inc,
 453                                         tcp_autosndbuf_max);
 454                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
 455                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
 456                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
 457                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
 458                 }
 459         }
 460
 461         /*
 462          * Don't use TSO, if:
 463          * - Congestion window needs validation
 464          * - There are SACK blocks to report
 465          * - RST or SYN flags is set
 466          * - URG will be set
 467          *
 468          * XXX
 469          * Checking for SYN|RST looks overkill, just to be safe than sorry
 470          */
 471         use_tso = can_tso;
 472         if (report_sack || idle_cwv || (flags & (TH_RST | TH_SYN)))
 473                 use_tso = FALSE;
 474         if (use_tso) {
 475                 tcp_seq ugr_nxt = tp->snd_nxt;
 476
 477                 if ((flags & TH_FIN) && (tp->t_flags & TF_SENTFIN) &&
 478                     tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 479                         --ugr_nxt;
 480
 481                 if (SEQ_GT(tp->snd_up, ugr_nxt))
 482                         use_tso = FALSE;
 483         }
 484
 485         if (use_tso) {
 486                 /*
 487                  * Find out segment size and header length for TSO
 488                  */
 489                 error = tcp_tso_getsize(tp, &segsz, &tso_hlen);
 490                 if (error)
 491                         use_tso = FALSE;
 492         }
 493         if (!use_tso) {
 494                 segsz = tp->t_maxseg;
 495                 tso_hlen = 0; /* not used */
 496         }
 497
 498         /*
 499          * Truncate to the maximum segment length if not TSO, and ensure that
 500          * FIN is removed if the length no longer contains the last data byte.
 501          */
 502         if (len > segsz) {
 503                 if (!use_tso) {
 504                         len = segsz;
 505                         ++segcnt;
 506                 } else {
 507                         int nsegs;
 508
 509                         if (__predict_false(tso_lenmax < segsz))
 510                                 tso_lenmax = segsz << 1;
 511
 512                         /*
 513                          * Truncate TSO transfers to (IP_MAXPACKET - iphlen -
 514                          * thoff), and make sure that we send equal size
 515                          * transfers down the stack (rather than big-small-
 516                          * big-small-...).
 517                          */
 518                         len = min(len, tso_lenmax);
 519                         nsegs = min(len, (IP_MAXPACKET - tso_hlen)) / segsz;
 520                         KKASSERT(nsegs > 0);
 521
 522                         len = nsegs * segsz;
 523
 524                         if (len <= segsz) {
 525                                 use_tso = FALSE;
 526                                 ++segcnt;
 527                         } else {
 528                                 segcnt += nsegs;
 529                         }
 530                 }
 531                 sendalot = TRUE;
 532         } else {
 533                 use_tso = FALSE;
 534                 if (len > 0)
 535                         ++segcnt;
 536         }
 537         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
 538                 flags &= ~TH_FIN;
 539
 540         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
 541
 542         /*
 543          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 544          * conditions when len is non-zero:
 545          *
 546          *      - We have a full segment
 547          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 548          *        either idle or running NODELAY
 549          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 550          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 551          *        data (receiver may be limiting the window size)
 552          *      - we need to retransmit
 553          */
 554         if (len) {
 555                 if (len >= segsz)
 556                         goto send;
 557                 /*
 558                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 559                  * end may occur synchronously with the output and cause
 560                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 561                  *
 562                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 563                  */
 564                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 565                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 566                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
 567                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 568                         goto send;
 569                 }
 570                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 571                         goto send;
 572                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 573                         goto send;
 574                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 575                         goto send;
 576                 if (tp->t_flags & TF_XMITNOW)
 577                         goto send;
 578         }
 579
 580         /*
 581          * Compare available window to amount of window
 582          * known to peer (as advertised window less
 583          * next expected input).  If the difference is at least two
 584          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 585          * window, then want to send a window update to peer.
 586          */
 587         if (recvwin > 0) {
 588                 /*
 589                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 590                  * taking into account that we are limited by
 591                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 592                  */
 593                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 594                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 595                 long hiwat;
 596
 597                 /*
 598                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 599                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 600                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 601                  * ONLY updates the tcp window.
 602                  *
 603                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 604                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 605                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 606                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 607                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 608                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 609                  *
 610                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 611                  */
 612                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
 613                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
 614                         if (adv >= (long) (2 * segsz)) {
 615                                 goto send;
 616                         }
 617                 }
 618                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
 619                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
 620                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
 621                 if (adv >= hiwat / 2)
 622                         goto send;
 623         }
 624
 625         /*
 626          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 627          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 628          */
 629         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 630                 goto send;
 631         if ((flags & TH_RST) ||
 632             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 633                 goto send;
 634         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 635                 goto send;
 636         /*
 637          * If our state indicates that FIN should be sent
 638          * and we have not yet done so, then we need to send.
 639          */
 640         if ((flags & TH_FIN) &&
 641             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 642                 goto send;
 643
 644         /*
 645          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 646          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 647          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 648          *      idle                    not doing retransmits or persists
 649          *      persisting              to move a small or zero window
 650          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 651          *
 652          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
 653          *      is true when we are in persist state.
 654          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 655          *      is set when we are called to send a persist packet.
 656          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
 657          *      is set when we are retransmitting
 658          * The output side is idle when both timers are zero.
 659          *
 660          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 661          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 662          *
 663          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 664          * if window is nonzero, transmit what we can, otherwise force out
 665          * a byte.
 666          *
 667          * Don't try to set the persist state if we are in TCPS_SYN_RECEIVED
 668          * with data pending.  This situation can occur during a
 669          * simultanious connect.
 670          */
 671         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
 672             tp->t_state != TCPS_SYN_RECEIVED &&
 673             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
 674             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
 675                 tp->t_rxtshift = 0;
 676                 tcp_setpersist(tp);
 677         }
 678
 679         /*
 680          * No reason to send a segment, just return.
 681          */
 682         tp->t_flags &= ~TF_XMITNOW;
 683         return (0);
 684
 685 send:
 686         if (need_sched && len > 0) {
 687                 tcp_output_sched(tp);
 688                 return 0;
 689         }
 690
 691         /*
 692          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 693          * unless TCP set not to do any options.
 694          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 695          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 696          * link header, i.e.
 697          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 698          */
 699         optlen = 0;
 700         if (isipv6)
 701                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 702         else
 703                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 704         if (flags & TH_SYN) {
 705                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 706                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 707                         u_short mss;
 708
 709                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 710                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 711                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 712                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
 713                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 714
 715                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 716                             (!(flags & TH_ACK) ||
 717                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 718                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 719                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 720                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 721                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 722                                         tp->request_r_scale);
 723                                 optlen += 4;
 724                         }
 725
 726                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
 727                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
 728                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
 729
 730                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
 731                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
 732                         }
 733                 }
 734         }
 735
 736         /*
 737          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 738          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 739          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 740          */
 741         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 742             !(flags & TH_RST) &&
 743             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 744                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 745
 746                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 747                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 748                 *lp++ = htonl(ticks);
 749                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 750                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 751         }
 752
 753         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
 754         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
 755                 tp->rfbuf_ts = ticks;
 756
 757         /*
 758          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
 759          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
 760          */
 761         if (report_sack)
 762                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
 763
 764 #ifdef TCP_SIGNATURE
 765         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
 766                 int i;
 767                 u_char *bp;
 768                 /*
 769                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
 770                  */
 771                 bp = (u_char *)opt + optlen;
 772                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
 773                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
 774                 sigoff = optlen + 2;
 775                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
 776                         *bp++ = 0;
 777                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
 778                 /*
 779                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
 780                  */
 781                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
 782                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
 783                 optlen += 2;
 784         }
 785 #endif /* TCP_SIGNATURE */
 786         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
 787         hdrlen += optlen;
 788
 789         if (isipv6) {
 790                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 791         } else {
 792                 if (inp->inp_options) {
 793                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 794                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 795                 } else {
 796                         ipoptlen = 0;
 797                 }
 798         }
 799 #ifdef IPSEC
 800         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 801 #endif
 802
 803         if (use_tso) {
 804                 /* TSO segment length must be multiple of segment size */
 805                 KASSERT(len >= (2 * segsz) && (len % segsz == 0),
 806                     ("invalid TSO len %ld, segsz %u", len, segsz));
 807         } else {
 808                 KASSERT(len <= segsz,
 809                     ("invalid len %ld, segsz %u", len, segsz));
 810
 811                 /*
 812                  * Adjust data length if insertion of options will bump
 813                  * the packet length beyond the t_maxopd length.  Clear
 814                  * FIN to prevent premature closure since there is still
 815                  * more data to send after this (now truncated) packet.
 816                  *
 817                  * If just the options do not fit we are in a no-win
 818                  * situation and we treat it as an unreachable host.
 819                  */
 820                 if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 821                         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
 822                                 static time_t last_optlen_report;
 823
 824                                 if (last_optlen_report != time_second) {
 825                                         last_optlen_report = time_second;
 826                                         kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too "
 827                                             "small to hold options!\n",
 828                                             tp, tp->t_maxopd);
 829                                 }
 830                                 error = EHOSTUNREACH;
 831                                 goto out;
 832                         } else {
 833                                 flags &= ~TH_FIN;
 834                                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 835                                 sendalot = TRUE;
 836                         }
 837                 }
 838         }
 839
 840 #ifdef INET6
 841         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 842 #else
 843         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 844 #endif
 845
 846         /*
 847          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 848          * be transmitted, and initialize the header from
 849          * the template for sends on this connection.
 850          */
 851         if (len) {
 852                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 853                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 854                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 855                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
 856                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
 857                         if (nsacked) {
 858                                 tcpstat.tcps_sndsackrtopack++;
 859                                 tcpstat.tcps_sndsackrtobyte += len;
 860                         }
 861                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 862                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 863                 } else {
 864                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 865                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 866                 }
 867                 if (idle_cwv) {
 868                         idle_cwv = FALSE;
 869                         tcp_idle_cwnd_validate(tp);
 870                 }
 871                 /* Update last send time after CWV */
 872                 tp->snd_last = ticks;
 873 #ifdef notyet
 874                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
 875                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
 876                         error = ENOBUFS;
 877                         goto after_th;
 878                 }
 879                 /*
 880                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 881                  */
 882                 m->m_len += hdrlen;
 883                 m->m_data -= hdrlen;
 884 #else
 885 #ifndef INET6
 886                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 887 #else
 888                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
 889                            M_PKTHDR, NULL);
 890 #endif
 891                 if (m == NULL) {
 892                         error = ENOBUFS;
 893                         goto after_th;
 894                 }
 895                 m->m_data += max_linkhdr;
 896                 m->m_len = hdrlen;
 897                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 898                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
 899                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 900                         m->m_len += len;
 901                 } else {
 902                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
 903                         if (m->m_next == NULL) {
 904                                 m_free(m);
 905                                 m = NULL;
 906                                 error = ENOBUFS;
 907                                 goto after_th;
 908                         }
 909                 }
 910 #endif
 911                 /*
 912                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 913                  * (This will keep happy those implementations which only
 914                  * give data to the user when a buffer fills or
 915                  * a PUSH comes in.)
 916                  */
 917                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
 918                         flags |= TH_PUSH;
 919         } else {
 920                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 921                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 922                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
 923                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 924                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 925                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 926                 else
 927                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 928
 929                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 930                 if (m == NULL) {
 931                         error = ENOBUFS;
 932                         goto after_th;
 933                 }
 934                 if (isipv6 &&
 935                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 936                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 937                 else
 938                         m->m_data += max_linkhdr;
 939                 m->m_len = hdrlen;
 940         }
 941         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
 942         if (isipv6) {
 943                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 944                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 945                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th, use_tso);
 946         } else {
 947                 ip = mtod(m, struct ip *);
 948                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 949                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 950                 tcp_fillheaders(tp, ip, th, use_tso);
 951         }
 952 after_th:
 953         /*
 954          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 955          * window for use in delaying messages about window sizes.
 956          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 957          */
 958         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 959             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 960                 tp->snd_nxt--;
 961
 962         if (th != NULL) {
 963                 /*
 964                  * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 965                  * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 966                  * packets, we do not want the sequence number of the
 967                  * retransmitted packet, we want the sequence number
 968                  * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 969                  * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 970                  * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 971                  * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 972                  * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 973                  * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 974                  * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 975                  */
 976                 if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
 977                     tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
 978                         th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 979                 else
 980                         th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 981                 th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 982                 if (optlen) {
 983                         bcopy(opt, th + 1, optlen);
 984                         th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 985                 }
 986                 th->th_flags = flags;
 987         }
 988
 989         /*
 990          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
 991          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
 992          * window is less then one segment.
 993          */
 994         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
 995             recvwin < (long)segsz)
 996                 recvwin = 0;
 997         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 998                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 999         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
1000                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
1001
1002         /*
1003          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
1004          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
1005          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
1006          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
1007          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
1008          * the connection.
1009          */
1010         if (recvwin == 0)
1011                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
1012         else
1013                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
1014
1015         if (th != NULL)
1016                 th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
1017
1018         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
1019                 KASSERT(!use_tso, ("URG with TSO"));
1020                 if (th != NULL) {
1021                         th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
1022                         th->th_flags |= TH_URG;
1023                 }
1024         } else {
1025                 /*
1026                  * If no urgent pointer to send, then we pull
1027                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
1028                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
1029                  * number wraparound.
1030                  */
1031                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
1032         }
1033
1034         if (th != NULL) {
1035 #ifdef TCP_SIGNATURE
1036                 if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
1037                         tcpsignature_compute(m, len, optlen,
1038                             (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1039                 }
1040 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1041
1042                 /*
1043                  * Put TCP length in extended header, and then
1044                  * checksum extended header and data.
1045                  */
1046                 m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
1047                 if (isipv6) {
1048                         /*
1049                          * ip6_plen is not need to be filled now, and will be
1050                          * filled in ip6_output().
1051                          */
1052                         th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
1053                             sizeof(struct ip6_hdr),
1054                             sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
1055                 } else {
1056                         m->m_pkthdr.csum_thlen = sizeof(struct tcphdr) + optlen;
1057                         if (use_tso) {
1058                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TSO;
1059                                 m->m_pkthdr.tso_segsz = segsz;
1060                         } else {
1061                                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1062                                 m->m_pkthdr.csum_data =
1063                                     offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1064                                 if (len + optlen) {
1065                                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
1066                                             htons((u_short)(optlen + len)));
1067                                 }
1068                         }
1069
1070                         /*
1071                          * IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking
1072                          * later
1073                          */
1074                         KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
1075                             ("%s: IP version incorrect: %d",
1076                              __func__, ip->ip_v));
1077                 }
1078         }
1079
1080         /*
1081          * In transmit state, time the transmission and arrange for
1082          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
1083          */
1084         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1085             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1086                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
1087
1088                 /*
1089                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
1090                  */
1091                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
1092                         if (flags & TH_SYN)
1093                                 tp->snd_nxt++;
1094                         if (flags & TH_FIN) {
1095                                 tp->snd_nxt++;
1096                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1097                         }
1098                 }
1099                 tp->snd_nxt += len;
1100                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
1101                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
1102                         /*
1103                          * Time this transmission if not a retransmission and
1104                          * not currently timing anything.
1105                          */
1106                         if (tp->t_rtttime == 0) {
1107                                 tp->t_rtttime = ticks;
1108                                 tp->t_rtseq = startseq;
1109                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
1110                         }
1111                 }
1112
1113                 /*
1114                  * Set retransmit timer if not currently set,
1115                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
1116                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
1117                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
1118                  * Initialize shift counter which is used for backoff
1119                  * of retransmit time.
1120                  */
1121                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1122                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
1123                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1124                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
1125                                 tp->t_rxtshift = 0;
1126                         }
1127                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
1128                             tcp_timer_rexmt);
1129                 }
1130         } else {
1131                 /*
1132                  * Persist case, update snd_max but since we are in
1133                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
1134                  */
1135                 int xlen = len;
1136                 if (flags & TH_SYN)
1137                         panic("tcp_output: persist timer to send SYN");
1138                 if (flags & TH_FIN) {
1139                         ++xlen;
1140                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
1141                 }
1142                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
1143                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
1144         }
1145
1146         if (th != NULL) {
1147 #ifdef TCPDEBUG
1148                 /* Trace. */
1149                 if (so->so_options & SO_DEBUG) {
1150                         tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp,
1151                             mtod(m, void *), th, 0);
1152                 }
1153 #endif
1154
1155                 /*
1156                  * Fill in IP length and desired time to live and
1157                  * send to IP level.  There should be a better way
1158                  * to handle ttl and tos; we could keep them in
1159                  * the template, but need a way to checksum without them.
1160                  */
1161                 /*
1162                  * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum
1163                  * calcuration, because in6_cksum() need it.
1164                  */
1165                 if (isipv6) {
1166                         /*
1167                          * we separately set hoplimit for every segment,
1168                          * since the user might want to change the value
1169                          * via setsockopt.  Also, desired default hop
1170                          * limit might be changed via Neighbor Discovery.
1171                          */
1172                         ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
1173                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1174                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1175
1176                         /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1177                         error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts,
1178                             &inp->in6p_route, (so->so_options & SO_DONTROUTE),
1179                             NULL, NULL, inp);
1180                 } else {
1181                         struct rtentry *rt;
1182                         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1183 #ifdef INET6
1184                         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1185                                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
1186                                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
1187                                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1188                         else
1189 #endif
1190                                 ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1191
1192                         ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1193                         /*
1194                          * See if we should do MTU discovery.
1195                          * We do it only if the following are true:
1196                          *      1) we have a valid route to the destination
1197                          *      2) the MTU is not locked (if it is,
1198                          *         then discovery has been disabled)
1199                          */
1200                         if (path_mtu_discovery &&
1201                             (rt = inp->inp_route.ro_rt) &&
1202                             (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1203                             !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1204                                 ip->ip_off |= IP_DF;
1205
1206                         error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1207                                           (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1208                                           IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1209                 }
1210         } else {
1211                 KASSERT(error != 0, ("no error, but th not set"));
1212         }
1213         if (error) {
1214                 tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1215
1216                 /*
1217                  * We know that the packet was lost, so back out the
1218                  * sequence number advance, if any.
1219                  */
1220                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1221                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1222                         /*
1223                          * No need to check for TH_FIN here because
1224                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1225                          */
1226                         if (!(flags & TH_SYN))
1227                                 tp->snd_nxt -= len;
1228                 }
1229
1230 out:
1231                 if (error == ENOBUFS) {
1232                         /*
1233                          * If we can't send, make sure there is something
1234                          * to get us going again later.
1235                          *
1236                          * The persist timer isn't necessarily allowed in all
1237                          * states, use the rexmt timer.
1238                          */
1239                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1240                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1241                                 tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt,
1242                                                   tp->t_rxtcur,
1243                                                   tcp_timer_rexmt);
1244 #if 0
1245                                 tp->t_rxtshift = 0;
1246                                 tcp_setpersist(tp);
1247 #endif
1248                         }
1249                         tcp_quench(inp, 0);
1250                         return (0);
1251                 }
1252                 if (error == EMSGSIZE) {
1253                         /*
1254                          * ip_output() will have already fixed the route
1255                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1256                          * initiate retransmission, so it is important to
1257                          * not do so here.
1258                          */
1259                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1260                         return 0;
1261                 }
1262                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1263                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1264                         tp->t_softerror = error;
1265                         return (0);
1266                 }
1267                 return (error);
1268         }
1269         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1270
1271         /*
1272          * Data sent (as far as we can tell).
1273          *
1274          * If this advertises a larger window than any other segment,
1275          * then remember the size of the advertised window.
1276          *
1277          * Any pending ACK has now been sent.
1278          */
1279         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1280                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1281                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1282         }
1283         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1284         tp->t_flags &= ~(TF_ACKNOW | TF_XMITNOW);
1285         if (tcp_delack_enabled)
1286                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1287         if (sendalot) {
1288                 if (tcp_fairsend > 0 && (tp->t_flags & TF_FAIRSEND) &&
1289                     segcnt >= tcp_fairsend)
1290                         need_sched = TRUE;
1291                 goto again;
1292         }
1293         return (0);
1294 }
1295
1296 void
1297 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1298 {
1299         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1300         int tt;
1301
1302         if (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ||
1303             tp->t_state == TCPS_SYN_RECEIVED) {
1304                 panic("tcp_setpersist: not established yet, current %s",
1305                       tp->t_state == TCPS_SYN_SENT ?
1306                       "SYN_SENT" : "SYN_RECEIVED");
1307         }
1308
1309         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1310                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1311         /*
1312          * Start/restart persistance timer.
1313          */
1314         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1315                       TCPTV_PERSMAX);
1316         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1317         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1318                 tp->t_rxtshift++;
1319 }
1320
1321 static void
1322 tcp_idle_cwnd_validate(struct tcpcb *tp)
1323 {
1324         u_long initial_cwnd = tcp_initial_window(tp);
1325         u_long min_cwnd;
1326
1327         tcpstat.tcps_sndidle++;
1328
1329         /* According to RFC5681: RW=min(IW,cwnd) */
1330         min_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
1331
1332         if (tcp_idle_cwv) {
1333                 u_long idle_time, decay_cwnd;
1334
1335                 /*
1336                  * RFC2861, but only after idle period.
1337                  */
1338
1339                 /*
1340                  * Before the congestion window is reduced, ssthresh
1341                  * is set to the maximum of its current value and 3/4
1342                  * cwnd.  If the sender then has more data to send
1343                  * than the decayed cwnd allows, the TCP will slow-
1344                  * start (perform exponential increase) at least
1345                  * half-way back up to the old value of cwnd.
1346                  */
1347                 tp->snd_ssthresh = max(tp->snd_ssthresh,
1348                     (3 * tp->snd_cwnd) / 4);
1349
1350                 /*
1351                  * Decay the congestion window by half for every RTT
1352                  * that the flow remains inactive.
1353                  *
1354                  * The difference between our implementation and
1355                  * RFC2861 is that we don't allow cwnd to go below
1356                  * the value allowed by RFC5681 (min_cwnd).
1357                  */
1358                 idle_time = ticks - tp->snd_last;
1359                 decay_cwnd = tp->snd_cwnd;
1360                 while (idle_time >= tp->t_rxtcur &&
1361                     decay_cwnd > min_cwnd) {
1362                         decay_cwnd >>= 1;
1363                         idle_time -= tp->t_rxtcur;
1364                 }
1365                 tp->snd_cwnd = max(decay_cwnd, min_cwnd);
1366         } else {
1367                 /*
1368                  * Slow-start from scratch to re-determine the send
1369                  * congestion window.
1370                  */
1371                 tp->snd_cwnd = min_cwnd;
1372         }
1373
1374         /* Restart ABC counting during congestion avoidance */
1375         tp->snd_wacked = 0;
1376 }
1377
1378 static int
1379 tcp_tso_getsize(struct tcpcb *tp, u_int *segsz, u_int *hlen0)
1380 {
1381         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
1382 #ifdef INET6
1383         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
1384 #else
1385         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1386 #endif
1387         unsigned int ipoptlen, optlen;
1388         u_int hlen;
1389
1390         hlen = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr);
1391
1392         if (isipv6) {
1393                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
1394         } else {
1395                 if (inp->inp_options) {
1396                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
1397                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
1398                 } else {
1399                         ipoptlen = 0;
1400                 }
1401         }
1402 #ifdef IPSEC
1403         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
1404 #endif
1405         hlen += ipoptlen;
1406
1407         optlen = 0;
1408         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
1409             (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))
1410                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1411         hlen += optlen;
1412
1413         if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen)
1414                 return EHOSTUNREACH;
1415
1416         *segsz = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
1417         *hlen0 = hlen;
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 static void
1422 tcp_output_sched_handler(netmsg_t nmsg)
1423 {
1424         struct tcpcb *tp = nmsg->lmsg.u.ms_resultp;
1425
1426         /* Reply ASAP */
1427         crit_enter();
1428         lwkt_replymsg(&nmsg->lmsg, 0);
1429         crit_exit();
1430
1431         tcp_output_fair(tp);
1432 }
1433
1434 void
1435 tcp_output_init(struct tcpcb *tp)
1436 {
1437         netmsg_init(tp->tt_sndmore, NULL, &netisr_adone_rport, MSGF_DROPABLE,
1438             tcp_output_sched_handler);
1439         tp->tt_sndmore->lmsg.u.ms_resultp = tp;
1440 }
1441
1442 void
1443 tcp_output_cancel(struct tcpcb *tp)
1444 {
1445         /*
1446          * This message is still pending to be processed;
1447          * drop it.  Optimized.
1448          */
1449         crit_enter();
1450         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0) {
1451                 lwkt_dropmsg(&tp->tt_sndmore->lmsg);
1452         }
1453         crit_exit();
1454 }
1455
1456 boolean_t
1457 tcp_output_pending(struct tcpcb *tp)
1458 {
1459         if ((tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE) == 0)
1460                 return TRUE;
1461         else
1462                 return FALSE;
1463 }
1464
1465 static void
1466 tcp_output_sched(struct tcpcb *tp)
1467 {
1468         crit_enter();
1469         if (tp->tt_sndmore->lmsg.ms_flags & MSGF_DONE)
1470                 lwkt_sendmsg(netisr_cpuport(mycpuid), &tp->tt_sndmore->lmsg);
1471         crit_exit();
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Fairsend
1476  *
1477  * Yield to other senders or receivers on the same netisr if the current
1478  * TCP stream has sent tcp_fairsend segments and is going to burst more
1479  * segments.  Bursting large amount of segements in a single TCP stream
1480  * could delay other senders' segments and receivers' ACKs quite a lot,
1481  * if others segments and ACKs are queued on to the same hardware transmit
1482  * queue; thus cause unfairness between senders and suppress receiving
1483  * performance.
1484  *
1485  * Fairsend should be performed at the places that do not affect segment
1486  * sending during congestion control, e.g.
1487  * - User requested output
1488  * - ACK input triggered output
1489  *
1490  * NOTE:
1491  * For devices that are TSO capable, their TSO aggregation size limit could
1492  * affect fairsend.
1493  */
1494 int
1495 tcp_output_fair(struct tcpcb *tp)
1496 {
1497         int ret;
1498
1499         tp->t_flags |= TF_FAIRSEND;
1500         ret = tcp_output(tp);
1501         tp->t_flags &= ~TF_FAIRSEND;
1502
1503         return ret;
1504 }