Die Flags, die fcntl bearbeitet, haben afaik ein anderes Format als diejenigen, die send als Parameter nimmt, siehe zum Beispiel man 2 send.

Vielleicht ist Dein Problem auch gerade das O_NONBLOCK-Flag. Es bewirkt ja, dass nur so viele Daten gesendet werden, wie instantan möglich ist. Der Rest wird einfach nicht geschickt, und send gibt die Länge der geschickten Daten zurück. Wenn Du mehr schicken möchtest, musst Du dann warten, bis wieder Platz da ist. Oder halt einfach auf O_NONBLOCK verzichten.