transport: cleanup
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <vnet/tcp/tcp.h>
17 #include <math.h>
18
19 vlib_node_registration_t tcp4_output_node;
20 vlib_node_registration_t tcp6_output_node;
21
22 typedef enum _tcp_output_next
23 {
24   TCP_OUTPUT_NEXT_DROP,
25   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP,
26   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE,
27   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP,
28   TCP_OUTPUT_N_NEXT
29 } tcp_output_next_t;
30
31 #define foreach_tcp4_output_next                \
32   _ (DROP, "error-drop")                        \
33   _ (IP_LOOKUP, "ip4-lookup")                   \
34   _ (IP_REWRITE, "ip4-rewrite")                 \
35   _ (IP_ARP, "ip4-arp")
36
37 #define foreach_tcp6_output_next                \
38   _ (DROP, "error-drop")                        \
39   _ (IP_LOOKUP, "ip6-lookup")                   \
40   _ (IP_REWRITE, "ip6-rewrite")                 \
41   _ (IP_ARP, "ip6-discover-neighbor")
42
43 static char *tcp_error_strings[] = {
44 #define tcp_error(n,s) s,
45 #include <vnet/tcp/tcp_error.def>
46 #undef tcp_error
47 };
48
49 typedef struct
50 {
51   tcp_header_t tcp_header;
52   tcp_connection_t tcp_connection;
53 } tcp_tx_trace_t;
54
55 u16 dummy_mtu = 1460;
56
57 u8 *
58 format_tcp_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
59 {
60   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
61   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
62   tcp_tx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_tx_trace_t *);
63   u32 indent = format_get_indent (s);
64
65   s = format (s, "%U\n%U%U",
66               format_tcp_header, &t->tcp_header, 128,
67               format_white_space, indent,
68               format_tcp_connection, &t->tcp_connection, 1);
69
70   return s;
71 }
72
73 static u8
74 tcp_window_compute_scale (u32 window)
75 {
76   u8 wnd_scale = 0;
77   while (wnd_scale < TCP_MAX_WND_SCALE && (window >> wnd_scale) > TCP_WND_MAX)
78     wnd_scale++;
79   return wnd_scale;
80 }
81
82 /**
83  * Update max segment size we're able to process.
84  *
85  * The value is constrained by our interface's MTU and IP options. It is
86  * also what we advertise to our peer.
87  */
88 void
89 tcp_update_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
90 {
91   /* TODO find our iface MTU */
92   tc->mss = dummy_mtu - sizeof (tcp_header_t);
93 }
94
95 /**
96  * TCP's initial window
97  */
98 always_inline u32
99 tcp_initial_wnd_unscaled (tcp_connection_t * tc)
100 {
101   /* RFC 6928 recommends the value lower. However at the time our connections
102    * are initialized, fifos may not be allocated. Therefore, advertise the
103    * smallest possible unscaled window size and update once fifos are
104    * assigned to the session.
105    */
106   /*
107      tcp_update_rcv_mss (tc);
108      TCP_IW_N_SEGMENTS * tc->mss;
109    */
110   return TCP_MIN_RX_FIFO_SIZE;
111 }
112
113 /**
114  * Compute initial window and scale factor. As per RFC1323, window field in
115  * SYN and SYN-ACK segments is never scaled.
116  */
117 u32
118 tcp_initial_window_to_advertise (tcp_connection_t * tc)
119 {
120   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
121   u32 max_fifo;
122
123   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated yet.
124    * Use some predefined value. For SYN-ACK we still want the
125    * scale to be computed in the same way */
126   max_fifo = tm->max_rx_fifo ? tm->max_rx_fifo : TCP_MAX_RX_FIFO_SIZE;
127
128   /* Compute rcv wscale only if peer advertised support for it */
129   if (tc->state != TCP_STATE_SYN_RCVD || tcp_opts_wscale (&tc->rcv_opts))
130     tc->rcv_wscale = tcp_window_compute_scale (max_fifo);
131
132   tc->rcv_wnd = tcp_initial_wnd_unscaled (tc);
133
134   return clib_min (tc->rcv_wnd, TCP_WND_MAX);
135 }
136
137 static void
138 tcp_update_rcv_wnd (tcp_connection_t * tc)
139 {
140   i32 observed_wnd;
141   u32 available_space, max_fifo, wnd;
142
143   /*
144    * Figure out how much space we have available
145    */
146   available_space = transport_max_rx_enqueue (&tc->connection);
147   max_fifo = transport_rx_fifo_size (&tc->connection);
148
149   ASSERT (tc->rcv_opts.mss < max_fifo);
150   if (available_space < tc->rcv_opts.mss && available_space < max_fifo >> 3)
151     available_space = 0;
152
153   /*
154    * Use the above and what we know about what we've previously advertised
155    * to compute the new window
156    */
157   observed_wnd = (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
158   if (observed_wnd < 0)
159     observed_wnd = 0;
160
161   /* Bad. Thou shalt not shrink */
162   if (available_space < observed_wnd)
163     {
164       wnd = observed_wnd;
165       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RCV_WND_SHRUNK, tc, observed_wnd, available_space);
166     }
167   else
168     {
169       wnd = available_space;
170     }
171
172   /* Make sure we have a multiple of rcv_wscale */
173   if (wnd && tc->rcv_wscale)
174     {
175       wnd &= ~(1 << tc->rcv_wscale);
176       if (wnd == 0)
177         wnd = 1 << tc->rcv_wscale;
178     }
179
180   tc->rcv_wnd = clib_min (wnd, TCP_WND_MAX << tc->rcv_wscale);
181 }
182
183 /**
184  * Compute and return window to advertise, scaled as per RFC1323
185  */
186 static u32
187 tcp_window_to_advertise (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t state)
188 {
189   if (state < TCP_STATE_ESTABLISHED)
190     return tcp_initial_window_to_advertise (tc);
191
192   tcp_update_rcv_wnd (tc);
193
194   if (tc->rcv_wnd == 0)
195     {
196       tc->flags |= TCP_CONN_SENT_RCV_WND0;
197     }
198   else
199     {
200       tc->flags &= ~TCP_CONN_SENT_RCV_WND0;
201     }
202
203   return tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
204 }
205
206 /**
207  * Write TCP options to segment.
208  */
209 static u32
210 tcp_options_write (u8 * data, tcp_options_t * opts)
211 {
212   u32 opts_len = 0;
213   u32 buf, seq_len = 4;
214
215   if (tcp_opts_mss (opts))
216     {
217       *data++ = TCP_OPTION_MSS;
218       *data++ = TCP_OPTION_LEN_MSS;
219       buf = clib_host_to_net_u16 (opts->mss);
220       clib_memcpy_fast (data, &buf, sizeof (opts->mss));
221       data += sizeof (opts->mss);
222       opts_len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
223     }
224
225   if (tcp_opts_wscale (opts))
226     {
227       *data++ = TCP_OPTION_WINDOW_SCALE;
228       *data++ = TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
229       *data++ = opts->wscale;
230       opts_len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
231     }
232
233   if (tcp_opts_sack_permitted (opts))
234     {
235       *data++ = TCP_OPTION_SACK_PERMITTED;
236       *data++ = TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
237       opts_len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
238     }
239
240   if (tcp_opts_tstamp (opts))
241     {
242       *data++ = TCP_OPTION_TIMESTAMP;
243       *data++ = TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
244       buf = clib_host_to_net_u32 (opts->tsval);
245       clib_memcpy_fast (data, &buf, sizeof (opts->tsval));
246       data += sizeof (opts->tsval);
247       buf = clib_host_to_net_u32 (opts->tsecr);
248       clib_memcpy_fast (data, &buf, sizeof (opts->tsecr));
249       data += sizeof (opts->tsecr);
250       opts_len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
251     }
252
253   if (tcp_opts_sack (opts))
254     {
255       int i;
256       u32 n_sack_blocks = clib_min (vec_len (opts->sacks),
257                                     TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
258
259       if (n_sack_blocks != 0)
260         {
261           *data++ = TCP_OPTION_SACK_BLOCK;
262           *data++ = 2 + n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
263           for (i = 0; i < n_sack_blocks; i++)
264             {
265               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].start);
266               clib_memcpy_fast (data, &buf, seq_len);
267               data += seq_len;
268               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].end);
269               clib_memcpy_fast (data, &buf, seq_len);
270               data += seq_len;
271             }
272           opts_len += 2 + n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
273         }
274     }
275
276   /* Terminate TCP options */
277   if (opts_len % 4)
278     {
279       *data++ = TCP_OPTION_EOL;
280       opts_len += TCP_OPTION_LEN_EOL;
281     }
282
283   /* Pad with zeroes to a u32 boundary */
284   while (opts_len % 4)
285     {
286       *data++ = TCP_OPTION_NOOP;
287       opts_len += TCP_OPTION_LEN_NOOP;
288     }
289   return opts_len;
290 }
291
292 static int
293 tcp_make_syn_options (tcp_options_t * opts, u8 wnd_scale)
294 {
295   u8 len = 0;
296
297   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
298   opts->mss = dummy_mtu;        /*XXX discover that */
299   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
300
301   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
302   opts->wscale = wnd_scale;
303   len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
304
305   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
306   opts->tsval = tcp_time_now ();
307   opts->tsecr = 0;
308   len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
309
310   if (TCP_USE_SACKS)
311     {
312       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
313       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
314     }
315
316   /* Align to needed boundary */
317   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
318   return len;
319 }
320
321 static int
322 tcp_make_synack_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
323 {
324   u8 len = 0;
325
326   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
327   opts->mss = tc->mss;
328   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
329
330   if (tcp_opts_wscale (&tc->rcv_opts))
331     {
332       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
333       opts->wscale = tc->rcv_wscale;
334       len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
335     }
336
337   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
338     {
339       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
340       opts->tsval = tcp_time_now ();
341       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
342       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
343     }
344
345   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
346     {
347       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
348       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
349     }
350
351   /* Align to needed boundary */
352   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
353   return len;
354 }
355
356 static int
357 tcp_make_established_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
358 {
359   u8 len = 0;
360
361   opts->flags = 0;
362
363   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
364     {
365       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
366       opts->tsval = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
367       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
368       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
369     }
370   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
371     {
372       if (vec_len (tc->snd_sacks))
373         {
374           opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
375           opts->sacks = tc->snd_sacks;
376           opts->n_sack_blocks = clib_min (vec_len (tc->snd_sacks),
377                                           TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
378           len += 2 + TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK * opts->n_sack_blocks;
379         }
380     }
381
382   /* Align to needed boundary */
383   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
384   return len;
385 }
386
387 always_inline int
388 tcp_make_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts,
389                   tcp_state_t state)
390 {
391   switch (state)
392     {
393     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
394     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
395     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
396     case TCP_STATE_LAST_ACK:
397     case TCP_STATE_CLOSING:
398     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
399     case TCP_STATE_TIME_WAIT:
400     case TCP_STATE_CLOSED:
401       return tcp_make_established_options (tc, opts);
402     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
403       return tcp_make_synack_options (tc, opts);
404     case TCP_STATE_SYN_SENT:
405       return tcp_make_syn_options (opts, tc->rcv_wscale);
406     default:
407       clib_warning ("State not handled! %d", state);
408       return 0;
409     }
410 }
411
412 /**
413  * Update burst send vars
414  *
415  * - Updates snd_mss to reflect the effective segment size that we can send
416  * by taking into account all TCP options, including SACKs.
417  * - Cache 'on the wire' options for reuse
418  * - Updates receive window which can be reused for a burst.
419  *
420  * This should *only* be called when doing bursts
421  */
422 void
423 tcp_update_burst_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
424 {
425   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
426
427   /* Compute options to be used for connection. These may be reused when
428    * sending data or to compute the effective mss (snd_mss) */
429   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts,
430                                        TCP_STATE_ESTABLISHED);
431
432   /* XXX check if MTU has been updated */
433   tc->snd_mss = clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - tc->snd_opts_len;
434   ASSERT (tc->snd_mss > 0);
435
436   tcp_options_write (tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
437                      &tc->snd_opts);
438
439   tcp_update_rcv_wnd (tc);
440 }
441
442 void
443 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
444 {
445   u16 default_min_mss = 536;
446   tcp_update_rcv_mss (tc);
447
448   /* TODO cache mss and consider PMTU discovery */
449   tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
450
451   if (tc->snd_mss < 45)
452     {
453       /* Assume that at least the min default mss works */
454       tc->snd_mss = default_min_mss;
455       tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
456     }
457
458   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
459   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
460
461   /* If we use timestamp option, account for it */
462   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
463     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
464 }
465
466 static void *
467 tcp_reuse_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
468 {
469   if (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
470     vlib_buffer_free_one (vm, b->next_buffer);
471   /* Zero all flags but free list index and trace flag */
472   b->flags &= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT - 1;
473   b->current_data = 0;
474   b->current_length = 0;
475   b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
476   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
477
478   /* Leave enough space for headers */
479   return vlib_buffer_make_headroom (b, TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
480 }
481
482 static void *
483 tcp_init_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
484 {
485   ASSERT ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0);
486   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
487   b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
488   b->current_data = 0;
489   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
490   VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b);
491   /* Leave enough space for headers */
492   return vlib_buffer_make_headroom (b, TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
493 }
494
495 /**
496  * Prepare ACK
497  */
498 static inline void
499 tcp_make_ack_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b, tcp_state_t state,
500                 u8 flags)
501 {
502   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
503   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
504   tcp_header_t *th;
505   u16 wnd;
506
507   wnd = tcp_window_to_advertise (tc, state);
508
509   /* Make and write options */
510   tcp_opts_len = tcp_make_established_options (tc, snd_opts);
511   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
512
513   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
514                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags, wnd);
515
516   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
517   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
518 }
519
520 /**
521  * Convert buffer to ACK
522  */
523 static inline void
524 tcp_make_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
525 {
526   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, TCP_FLAG_ACK);
527   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_SENT, tc);
528   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
529 }
530
531 /**
532  * Convert buffer to FIN-ACK
533  */
534 void
535 tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
536 {
537   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK);
538
539   /* Reset flags, make sure ack is sent */
540   vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
541 }
542
543 /**
544  * Convert buffer to SYN
545  */
546 void
547 tcp_make_syn (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
548 {
549   u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
550   tcp_header_t *th;
551   u16 initial_wnd;
552   tcp_options_t snd_opts;
553
554   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
555
556   /* Make and write options */
557   clib_memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
558   tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
559   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
560
561   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
562                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
563                              initial_wnd);
564   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
565   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
566 }
567
568 /**
569  * Convert buffer to SYN-ACK
570  */
571 void
572 tcp_make_synack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
573 {
574   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
575   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
576   tcp_header_t *th;
577   u16 initial_wnd;
578
579   clib_memset (snd_opts, 0, sizeof (*snd_opts));
580   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
581   tcp_opts_len = tcp_make_synack_options (tc, snd_opts);
582   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
583
584   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
585                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len,
586                              TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, initial_wnd);
587   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
588
589   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
590
591   /* Init retransmit timer. Use update instead of set because of
592    * retransmissions */
593   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
594   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_SENT, tc);
595 }
596
597 always_inline void
598 tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
599                             u8 is_ip4, u32 fib_index, u8 flush)
600 {
601   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
602   u32 *to_next, next_index;
603   vlib_frame_t *f;
604
605   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
606   b->error = 0;
607
608   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = fib_index;
609   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
610
611   /* Send to IP lookup */
612   next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
613   tcp_trajectory_add_start (b, 1);
614
615   f = wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4];
616   if (!f)
617     {
618       f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
619       ASSERT (f);
620       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = f;
621     }
622
623   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
624   to_next[f->n_vectors] = bi;
625   f->n_vectors += 1;
626   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
627     {
628       vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
629       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
630     }
631 }
632
633 static void
634 tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b,
635                               u32 bi, u8 is_ip4, u32 fib_index)
636 {
637   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 1);
638 }
639
640 static void
641 tcp_enqueue_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
642                           u8 is_ip4, u32 fib_index)
643 {
644   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 0);
645   if (wrk->vm->thread_index == 0 && vlib_num_workers ())
646     session_flush_frames_main_thread (wrk->vm);
647 }
648
649 always_inline void
650 tcp_enqueue_to_output_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
651                          u8 is_ip4, u8 flush)
652 {
653   u32 *to_next, next_index;
654   vlib_frame_t *f;
655
656   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
657   b->error = 0;
658
659   /* Decide where to send the packet */
660   next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
661   tcp_trajectory_add_start (b, 2);
662
663   /* Get frame to v4/6 output node */
664   f = wrk->tx_frames[!is_ip4];
665   if (!f)
666     {
667       f = vlib_get_frame_to_node (wrk->vm, next_index);
668       ASSERT (f);
669       wrk->tx_frames[!is_ip4] = f;
670     }
671   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
672   to_next[f->n_vectors] = bi;
673   f->n_vectors += 1;
674   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
675     {
676       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, f);
677       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
678     }
679 }
680
681 static void
682 tcp_enqueue_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
683                        u8 is_ip4)
684 {
685   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 0);
686 }
687
688 static void
689 tcp_enqueue_to_output_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
690                            u8 is_ip4)
691 {
692   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 1);
693 }
694
695 static int
696 tcp_make_reset_in_place (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
697                          tcp_state_t state, u8 thread_index, u8 is_ip4)
698 {
699   ip4_header_t *ih4;
700   ip6_header_t *ih6;
701   tcp_header_t *th0;
702   ip4_address_t src_ip40, dst_ip40;
703   ip6_address_t src_ip60, dst_ip60;
704   u16 src_port, dst_port;
705   u32 tmp;
706   u32 seq, ack;
707   u8 flags;
708
709   /* Find IP and TCP headers */
710   th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
711
712   /* Save src and dst ip */
713   if (is_ip4)
714     {
715       ih4 = vlib_buffer_get_current (b0);
716       ASSERT ((ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
717       src_ip40.as_u32 = ih4->src_address.as_u32;
718       dst_ip40.as_u32 = ih4->dst_address.as_u32;
719     }
720   else
721     {
722       ih6 = vlib_buffer_get_current (b0);
723       ASSERT ((ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) == 0x60);
724       clib_memcpy_fast (&src_ip60, &ih6->src_address, sizeof (ip6_address_t));
725       clib_memcpy_fast (&dst_ip60, &ih6->dst_address, sizeof (ip6_address_t));
726     }
727
728   src_port = th0->src_port;
729   dst_port = th0->dst_port;
730
731   /* Try to determine what/why we're actually resetting */
732   if (state == TCP_STATE_CLOSED)
733     {
734       if (!tcp_syn (th0))
735         return -1;
736
737       tmp = clib_net_to_host_u32 (th0->seq_number);
738
739       /* Got a SYN for no listener. */
740       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
741       ack = clib_host_to_net_u32 (tmp + 1);
742       seq = 0;
743     }
744   else
745     {
746       flags = TCP_FLAG_RST;
747       seq = th0->ack_number;
748       ack = 0;
749     }
750
751   tcp_reuse_buffer (vm, b0);
752   tcp_trajectory_add_start (b0, 4);
753   th0 = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b0, dst_port, src_port, seq, ack,
754                                         sizeof (tcp_header_t), flags, 0);
755
756   if (is_ip4)
757     {
758       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &dst_ip40, &src_ip40,
759                                   IP_PROTOCOL_TCP, 1);
760       th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih4);
761     }
762   else
763     {
764       int bogus = ~0;
765       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &dst_ip60, &src_ip60,
766                                   IP_PROTOCOL_TCP);
767       th0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b0, ih6, &bogus);
768       ASSERT (!bogus);
769     }
770
771   return 0;
772 }
773
774 /**
775  *  Send reset without reusing existing buffer
776  *
777  *  It extracts connection info out of original packet
778  */
779 void
780 tcp_send_reset_w_pkt (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
781 {
782   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
783   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
784   vlib_buffer_t *b;
785   u32 bi, sw_if_index, fib_index;
786   u8 tcp_hdr_len, flags = 0;
787   tcp_header_t *th, *pkt_th;
788   u32 seq, ack;
789   ip4_header_t *ih4, *pkt_ih4;
790   ip6_header_t *ih6, *pkt_ih6;
791   fib_protocol_t fib_proto;
792
793   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
794     return;
795
796   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
797   sw_if_index = vnet_buffer (pkt)->sw_if_index[VLIB_RX];
798   fib_proto = is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
799   fib_index = fib_table_get_index_for_sw_if_index (fib_proto, sw_if_index);
800   tcp_init_buffer (vm, b);
801
802   /* Make and write options */
803   tcp_hdr_len = sizeof (tcp_header_t);
804
805   if (is_ip4)
806     {
807       pkt_ih4 = vlib_buffer_get_current (pkt);
808       pkt_th = ip4_next_header (pkt_ih4);
809     }
810   else
811     {
812       pkt_ih6 = vlib_buffer_get_current (pkt);
813       pkt_th = ip6_next_header (pkt_ih6);
814     }
815
816   if (tcp_ack (pkt_th))
817     {
818       flags = TCP_FLAG_RST;
819       seq = pkt_th->ack_number;
820       ack = (tc->state >= TCP_STATE_SYN_RCVD) ? tc->rcv_nxt : 0;
821     }
822   else
823     {
824       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
825       seq = 0;
826       ack = clib_host_to_net_u32 (vnet_buffer (pkt)->tcp.seq_end);
827     }
828
829   th = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b, pkt_th->dst_port, pkt_th->src_port,
830                                        seq, ack, tcp_hdr_len, flags, 0);
831
832   /* Swap src and dst ip */
833   if (is_ip4)
834     {
835       ASSERT ((pkt_ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
836       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &pkt_ih4->dst_address,
837                                   &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
838       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
839     }
840   else
841     {
842       int bogus = ~0;
843       ASSERT ((pkt_ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) ==
844               0x60);
845       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
846                                   &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
847       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
848       ASSERT (!bogus);
849     }
850
851   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index);
852   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
853 }
854
855 /**
856  * Build and set reset packet for connection
857  */
858 void
859 tcp_send_reset (tcp_connection_t * tc)
860 {
861   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
862   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
863   vlib_buffer_t *b;
864   u32 bi;
865   tcp_header_t *th;
866   u16 tcp_hdr_opts_len, advertise_wnd, opts_write_len;
867   u8 flags;
868
869   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
870     return;
871   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
872   tcp_init_buffer (vm, b);
873
874   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
875   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
876   advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, TCP_STATE_ESTABLISHED);
877   flags = TCP_FLAG_RST;
878   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
879                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
880                              advertise_wnd);
881   opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
882   ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
883   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
884   if (tc->c_is_ip4)
885     {
886       ip4_header_t *ih4;
887       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip4,
888                                   &tc->c_rmt_ip.ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 0);
889       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
890     }
891   else
892     {
893       int bogus = ~0;
894       ip6_header_t *ih6;
895       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip6,
896                                   &tc->c_rmt_ip.ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
897       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
898       ASSERT (!bogus);
899     }
900   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
901   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
902 }
903
904 static void
905 tcp_push_ip_hdr (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
906                  vlib_buffer_t * b)
907 {
908   tcp_header_t *th = vlib_buffer_get_current (b);
909   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
910   if (tc->c_is_ip4)
911     {
912       ip4_header_t *ih;
913       ih = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip4,
914                                  &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
915       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih);
916     }
917   else
918     {
919       ip6_header_t *ih;
920       int bogus = ~0;
921
922       ih = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip6,
923                                  &tc->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
924       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih, &bogus);
925       ASSERT (!bogus);
926     }
927 }
928
929 /**
930  *  Send SYN
931  *
932  *  Builds a SYN packet for a half-open connection and sends it to ipx_lookup.
933  *  The packet is not forwarded through tcpx_output to avoid doing lookups
934  *  in the half_open pool.
935  */
936 void
937 tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc)
938 {
939   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
940   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
941   vlib_buffer_t *b;
942   u32 bi;
943
944   /*
945    * Setup retransmit and establish timers before requesting buffer
946    * such that we can return if we've ran out.
947    */
948   tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH_AO, TCP_ESTABLISH_TIME);
949   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
950                     tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
951
952   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
953     return;
954
955   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
956   tcp_init_buffer (vm, b);
957   tcp_make_syn (tc, b);
958
959   /* Measure RTT with this */
960   tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (vlib_num_workers ()? 1 : 0);
961   tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
962   tc->rto_boff = 0;
963
964   tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
965   tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
966   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_SENT, tc);
967 }
968
969 void
970 tcp_send_synack (tcp_connection_t * tc)
971 {
972   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
973   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
974   vlib_buffer_t *b;
975   u32 bi;
976
977   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
978     return;
979
980   tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
981   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
982   tcp_init_buffer (vm, b);
983   tcp_make_synack (tc, b);
984   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
985 }
986
987 /**
988  * Flush tx frame populated by retransmits and timer pops
989  */
990 void
991 tcp_flush_frame_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
992 {
993   if (wrk->tx_frames[!is_ip4])
994     {
995       u32 next_index;
996       next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
997       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, wrk->tx_frames[!is_ip4]);
998       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
999     }
1000 }
1001
1002 /**
1003  * Flush ip lookup tx frames populated by timer pops
1004  */
1005 static void
1006 tcp_flush_frame_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1007 {
1008   if (wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4])
1009     {
1010       u32 next_index;
1011       next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
1012       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index,
1013                               wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4]);
1014       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
1015     }
1016 }
1017
1018 /**
1019  * Flush v4 and v6 tcp and ip-lookup tx frames for thread index
1020  */
1021 void
1022 tcp_flush_frames_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1023 {
1024   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 1);
1025   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 0);
1026   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 1);
1027   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 0);
1028 }
1029
1030 /**
1031  *  Send FIN
1032  */
1033 void
1034 tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc)
1035 {
1036   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1037   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1038   vlib_buffer_t *b;
1039   u32 bi;
1040   u8 fin_snt = 0;
1041
1042   fin_snt = tc->flags & TCP_CONN_FINSNT;
1043   if (fin_snt)
1044     tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1045
1046   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1047     {
1048       /* Out of buffers so program fin retransmit ASAP */
1049       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
1050       if (fin_snt)
1051         tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1052       return;
1053     }
1054
1055   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1056   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1057   tcp_init_buffer (vm, b);
1058   tcp_make_fin (tc, b);
1059   tcp_enqueue_to_output_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1060   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_SENT, tc);
1061
1062   if (!fin_snt)
1063     {
1064       tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
1065       tc->flags &= ~TCP_CONN_FINPNDG;
1066       /* Account for the FIN */
1067       tc->snd_una_max += 1;
1068       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1069     }
1070   else
1071     {
1072       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1073     }
1074 }
1075
1076 always_inline u8
1077 tcp_make_state_flags (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t next_state)
1078 {
1079   switch (next_state)
1080     {
1081     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
1082     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1083     case TCP_STATE_TIME_WAIT:
1084     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
1085       return TCP_FLAG_ACK;
1086     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
1087       return TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK;
1088     case TCP_STATE_SYN_SENT:
1089       return TCP_FLAG_SYN;
1090     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1091     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1092     case TCP_STATE_CLOSING:
1093       if (tc->snd_nxt + 1 < tc->snd_una_max)
1094         return TCP_FLAG_ACK;
1095       else
1096         return TCP_FLAG_FIN;
1097     default:
1098       clib_warning ("Shouldn't be here!");
1099     }
1100   return 0;
1101 }
1102
1103 /**
1104  * Push TCP header and update connection variables
1105  */
1106 always_inline void
1107 tcp_push_hdr_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
1108                 tcp_state_t next_state, u8 compute_opts, u8 maybe_burst)
1109 {
1110   u32 advertise_wnd, data_len;
1111   u8 tcp_hdr_opts_len, flags;
1112   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1113   tcp_header_t *th;
1114
1115   data_len = b->current_length;
1116   if (PREDICT_FALSE (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
1117     data_len += b->total_length_not_including_first_buffer;
1118
1119   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
1120   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
1121
1122   if (compute_opts)
1123     tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1124
1125   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
1126
1127   if (maybe_burst)
1128     advertise_wnd = tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
1129   else
1130     advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, next_state);
1131
1132   flags = tcp_make_state_flags (tc, next_state);
1133   if (PREDICT_FALSE (tc->flags & TCP_CONN_PSH_PENDING))
1134     {
1135       if (seq_geq (tc->psh_seq, tc->snd_nxt)
1136           && seq_lt (tc->psh_seq, tc->snd_nxt + data_len))
1137         flags |= TCP_FLAG_PSH;
1138     }
1139   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
1140                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
1141                              advertise_wnd);
1142
1143   if (maybe_burst)
1144     {
1145       clib_memcpy_fast ((u8 *) (th + 1),
1146                         tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
1147                         tc->snd_opts_len);
1148     }
1149   else
1150     {
1151       u8 len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
1152       ASSERT (len == tc->snd_opts_len);
1153     }
1154
1155   /*
1156    * Update connection variables
1157    */
1158
1159   tc->snd_nxt += data_len;
1160   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
1161
1162   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PKTIZE, tc);
1163 }
1164
1165 u32
1166 tcp_push_header (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
1167 {
1168   tcp_push_hdr_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, /* compute opts */ 0,
1169                   /* burst */ 1);
1170   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1171   ASSERT (seq_leq (tc->snd_una_max, tc->snd_una + tc->snd_wnd));
1172   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1173   /* If not tracking an ACK, start tracking */
1174   if (tc->rtt_ts == 0 && !tcp_in_cong_recovery (tc))
1175     {
1176       tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
1177       tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1178     }
1179   if (PREDICT_FALSE (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)))
1180     {
1181       tcp_retransmit_timer_set (tc);
1182       tc->rto_boff = 0;
1183     }
1184   tcp_trajectory_add_start (b, 3);
1185   return 0;
1186 }
1187
1188 void
1189 tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
1190 {
1191   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1192   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1193   vlib_buffer_t *b;
1194   u32 bi;
1195
1196   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1197     return;
1198   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1199   tcp_init_buffer (vm, b);
1200   tcp_make_ack (tc, b);
1201   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1202 }
1203
1204 void
1205 tcp_program_ack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1206 {
1207   if (!(tc->flags & TCP_CONN_SNDACK))
1208     {
1209       vec_add1 (wrk->pending_acks, tc->c_c_index);
1210       tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
1211     }
1212 }
1213
1214 void
1215 tcp_program_dupack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1216 {
1217   if (!(tc->flags & TCP_CONN_SNDACK))
1218     {
1219       vec_add1 (wrk->pending_acks, tc->c_c_index);
1220       tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
1221     }
1222   if (tc->pending_dupacks < 255)
1223     tc->pending_dupacks += 1;
1224 }
1225
1226 void
1227 tcp_send_acks (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1228 {
1229   u32 thread_index, *pending_acks;
1230   tcp_connection_t *tc;
1231   int i, j, n_acks;
1232
1233   if (!vec_len (wrk->pending_acks))
1234     return;
1235
1236   thread_index = wrk->vm->thread_index;
1237   pending_acks = wrk->pending_acks;
1238   for (i = 0; i < vec_len (pending_acks); i++)
1239     {
1240       tc = tcp_connection_get (pending_acks[i], thread_index);
1241       tc->flags &= ~TCP_CONN_SNDACK;
1242       n_acks = clib_max (1, tc->pending_dupacks);
1243       /* If we're supposed to send dupacks but have no ooo data
1244        * send only one ack */
1245       if (tc->pending_dupacks && !vec_len (tc->snd_sacks))
1246         n_acks = 1;
1247       for (j = 0; j < n_acks; j++)
1248         tcp_send_ack (tc);
1249       tc->pending_dupacks = 0;
1250     }
1251   _vec_len (wrk->pending_acks) = 0;
1252 }
1253
1254 /**
1255  * Delayed ack timer handler
1256  *
1257  * Sends delayed ACK when timer expires
1258  */
1259 void
1260 tcp_timer_delack_handler (u32 index)
1261 {
1262   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1263   tcp_connection_t *tc;
1264
1265   tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1266   tc->timers[TCP_TIMER_DELACK] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1267   tcp_send_ack (tc);
1268 }
1269
1270 /**
1271  * Allocate a new buffer and build a new tcp segment
1272  *
1273  * @param wrk           tcp worker
1274  * @param tc            connection for which the segment will be allocated
1275  * @param offset        offset of the first byte in the tx fifo
1276  * @param max_deq_byte  segment size
1277  * @param[out] b        pointer to buffer allocated
1278  *
1279  * @return      the number of bytes in the segment or 0 if buffer cannot be
1280  *              allocated or no data available
1281  */
1282 static int
1283 tcp_prepare_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1284                      u32 offset, u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1285 {
1286   u32 bytes_per_buffer = vnet_get_tcp_main ()->bytes_per_buffer;
1287   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1288   u32 bi, seg_size;
1289   int n_bytes = 0;
1290   u8 *data;
1291
1292   seg_size = max_deq_bytes + TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN;
1293
1294   /*
1295    * Prepare options
1296    */
1297   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1298
1299   /*
1300    * Allocate and fill in buffer(s)
1301    */
1302
1303   /* Easy case, buffer size greater than mss */
1304   if (PREDICT_TRUE (seg_size <= bytes_per_buffer))
1305     {
1306       if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1307         return 0;
1308       *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1309       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1310       n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1311                                            max_deq_bytes);
1312       ASSERT (n_bytes == max_deq_bytes);
1313       b[0]->current_length = n_bytes;
1314       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1315       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1316         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1317     }
1318   /* Split mss into multiple buffers */
1319   else
1320     {
1321       u32 chain_bi = ~0, n_bufs_per_seg, n_bufs;
1322       u16 n_peeked, len_to_deq;
1323       vlib_buffer_t *chain_b, *prev_b;
1324       int i;
1325
1326       /* Make sure we have enough buffers */
1327       n_bufs_per_seg = ceil ((double) seg_size / bytes_per_buffer);
1328       vec_validate_aligned (wrk->tx_buffers, n_bufs_per_seg - 1,
1329                             CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1330       n_bufs = vlib_buffer_alloc (vm, wrk->tx_buffers, n_bufs_per_seg);
1331       if (PREDICT_FALSE (n_bufs != n_bufs_per_seg))
1332         {
1333           if (n_bufs)
1334             vlib_buffer_free (vm, wrk->tx_buffers, n_bufs);
1335           return 0;
1336         }
1337
1338       *b = vlib_get_buffer (vm, wrk->tx_buffers[--n_bufs]);
1339       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1340       n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1341                                            bytes_per_buffer -
1342                                            TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
1343       b[0]->current_length = n_bytes;
1344       b[0]->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
1345       b[0]->total_length_not_including_first_buffer = 0;
1346       max_deq_bytes -= n_bytes;
1347
1348       chain_b = *b;
1349       for (i = 1; i < n_bufs_per_seg; i++)
1350         {
1351           prev_b = chain_b;
1352           len_to_deq = clib_min (max_deq_bytes, bytes_per_buffer);
1353           chain_bi = wrk->tx_buffers[--n_bufs];
1354           chain_b = vlib_get_buffer (vm, chain_bi);
1355           chain_b->current_data = 0;
1356           data = vlib_buffer_get_current (chain_b);
1357           n_peeked = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data,
1358                                                 offset + n_bytes, len_to_deq);
1359           ASSERT (n_peeked == len_to_deq);
1360           n_bytes += n_peeked;
1361           chain_b->current_length = n_peeked;
1362           chain_b->next_buffer = 0;
1363
1364           /* update previous buffer */
1365           prev_b->next_buffer = chain_bi;
1366           prev_b->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1367
1368           max_deq_bytes -= n_peeked;
1369           b[0]->total_length_not_including_first_buffer += n_peeked;
1370         }
1371
1372       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1373       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1374         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1375
1376       if (PREDICT_FALSE (n_bufs))
1377         {
1378           clib_warning ("not all buffers consumed");
1379           vlib_buffer_free (vm, wrk->tx_buffers, n_bufs);
1380         }
1381     }
1382
1383   ASSERT (n_bytes > 0);
1384   ASSERT (((*b)->current_data + (*b)->current_length) <= bytes_per_buffer);
1385
1386   return n_bytes;
1387 }
1388
1389 /**
1390  * Build a retransmit segment
1391  *
1392  * @return the number of bytes in the segment or 0 if there's nothing to
1393  *         retransmit
1394  */
1395 static u32
1396 tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk,
1397                                 tcp_connection_t * tc, u32 offset,
1398                                 u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1399 {
1400   u32 start, available_bytes;
1401   int n_bytes = 0;
1402
1403   ASSERT (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED);
1404   ASSERT (max_deq_bytes != 0);
1405
1406   /*
1407    * Make sure we can retransmit something
1408    */
1409   available_bytes = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1410   ASSERT (available_bytes >= offset);
1411   available_bytes -= offset;
1412   if (!available_bytes)
1413     return 0;
1414
1415   max_deq_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_deq_bytes);
1416   max_deq_bytes = clib_min (available_bytes, max_deq_bytes);
1417
1418   /* Start is beyond snd_congestion */
1419   start = tc->snd_una + offset;
1420   if (seq_geq (start, tc->snd_congestion))
1421     goto done;
1422
1423   /* Don't overshoot snd_congestion */
1424   if (seq_gt (start + max_deq_bytes, tc->snd_congestion))
1425     {
1426       max_deq_bytes = tc->snd_congestion - start;
1427       if (max_deq_bytes == 0)
1428         goto done;
1429     }
1430
1431   n_bytes = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, max_deq_bytes, b);
1432   if (!n_bytes)
1433     return 0;
1434
1435   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1436     tc->snd_rxt_bytes += n_bytes;
1437
1438 done:
1439   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_RTX, tc, offset, n_bytes);
1440   return n_bytes;
1441 }
1442
1443 /**
1444  * Reset congestion control, switch cwnd to loss window and try again.
1445  */
1446 static void
1447 tcp_rxt_timeout_cc (tcp_connection_t * tc)
1448 {
1449   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 6);
1450   tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
1451   tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
1452
1453   /* Cleanly recover cc (also clears up fast retransmit) */
1454   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1455     {
1456       /* TODO be less aggressive about this */
1457       scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1458       tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
1459     }
1460
1461   /* Start again from the beginning */
1462   tc->cc_algo->congestion (tc);
1463   tc->cwnd = tcp_loss_wnd (tc);
1464   tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1465   tc->rtt_ts = 0;
1466   tc->cwnd_acc_bytes = 0;
1467   tcp_connection_tx_pacer_reset (tc, tc->cwnd, 2 * tc->snd_mss);
1468   tcp_recovery_on (tc);
1469 }
1470
1471 static inline void
1472 tcp_timer_retransmit_handler_i (u32 index, u8 is_syn)
1473 {
1474   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1475   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1476   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1477   tcp_connection_t *tc;
1478   vlib_buffer_t *b = 0;
1479   u32 bi, n_bytes;
1480
1481   if (is_syn)
1482     {
1483       tc = tcp_half_open_connection_get (index);
1484       /* Note: the connection may have transitioned to ESTABLISHED... */
1485       if (PREDICT_FALSE (tc == 0 || tc->state != TCP_STATE_SYN_SENT))
1486         return;
1487       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1488     }
1489   else
1490     {
1491       tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1492       /* Note: the connection may have been closed and pool_put */
1493       if (PREDICT_FALSE (tc == 0 || tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT))
1494         return;
1495       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1496       /* Wait-close and retransmit could pop at the same time */
1497       if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
1498         return;
1499     }
1500
1501   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1502     {
1503       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1504
1505       /* Lost FIN, retransmit and return */
1506       if (tcp_is_lost_fin (tc))
1507         {
1508           tcp_send_fin (tc);
1509           tc->rto_boff += 1;
1510           tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1511           return;
1512         }
1513
1514       /* Shouldn't be here. This condition is tricky because it has to take
1515        * into account boff > 0 due to persist timeout. */
1516       if ((tc->rto_boff == 0 && tc->snd_una == tc->snd_una_max)
1517           || (tc->rto_boff > 0 && seq_geq (tc->snd_una, tc->snd_congestion)
1518               && !tcp_flight_size (tc)))
1519         {
1520           ASSERT (!tcp_in_recovery (tc));
1521           tc->rto_boff = 0;
1522           return;
1523         }
1524
1525       /* We're not in recovery so make sure rto_boff is 0. Can be non 0 due
1526        * to persist timer timeout */
1527       if (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0)
1528         {
1529           tc->rto_boff = 0;
1530           tcp_update_rto (tc);
1531         }
1532
1533       /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) and go back
1534        * to first un-acked byte  */
1535       tc->rto_boff += 1;
1536
1537       /* First retransmit timeout */
1538       if (tc->rto_boff == 1)
1539         tcp_rxt_timeout_cc (tc);
1540       else
1541         scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1542
1543       /* If we've sent beyond snd_congestion, update it */
1544       if (seq_gt (tc->snd_una_max, tc->snd_congestion))
1545         tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1546
1547       tc->snd_una_max = tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1548       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1549
1550       /* Send one segment. Note that n_bytes may be zero due to buffer
1551        * shortfall */
1552       n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1553       if (!n_bytes)
1554         {
1555           tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1556           return;
1557         }
1558
1559       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1560
1561       /* For first retransmit, record timestamp (Eifel detection RFC3522) */
1562       if (tc->rto_boff == 1)
1563         tc->snd_rxt_ts = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
1564
1565       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1566       tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1567     }
1568   /* Retransmit for SYN */
1569   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
1570     {
1571       /* Half-open connection actually moved to established but we were
1572        * waiting for syn retransmit to pop to call cleanup from the right
1573        * thread. */
1574       if (tc->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE)
1575         {
1576           if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
1577             TCP_DBG ("could not remove half-open connection");
1578           return;
1579         }
1580
1581       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1582
1583       /* Try without increasing RTO a number of times. If this fails,
1584        * start growing RTO exponentially */
1585       tc->rto_boff += 1;
1586       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1587         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1588
1589       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
1590                         tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
1591
1592       if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1593         return;
1594
1595       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1596       tcp_init_buffer (vm, b);
1597       tcp_make_syn (tc, b);
1598
1599       tc->rtt_ts = 0;
1600       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 0);
1601
1602       /* This goes straight to ipx_lookup. Retransmit timer set already */
1603       tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
1604       tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
1605     }
1606   /* Retransmit SYN-ACK */
1607   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
1608     {
1609       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1610
1611       tc->rto_boff += 1;
1612       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1613         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1614       tc->rtt_ts = 0;
1615
1616       if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1617         {
1618           tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1619           return;
1620         }
1621
1622       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1623       tcp_init_buffer (vm, b);
1624       tcp_make_synack (tc, b);
1625       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 1);
1626
1627       /* Retransmit timer already updated, just enqueue to output */
1628       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1629     }
1630   else
1631     {
1632       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_CLOSED);
1633       return;
1634     }
1635 }
1636
1637 void
1638 tcp_timer_retransmit_handler (u32 index)
1639 {
1640   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 0);
1641 }
1642
1643 void
1644 tcp_timer_retransmit_syn_handler (u32 index)
1645 {
1646   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 1);
1647 }
1648
1649 /**
1650  * Got 0 snd_wnd from peer, try to do something about it.
1651  *
1652  */
1653 void
1654 tcp_timer_persist_handler (u32 index)
1655 {
1656   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1657   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1658   u32 bi, max_snd_bytes, available_bytes, offset;
1659   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1660   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1661   tcp_connection_t *tc;
1662   vlib_buffer_t *b;
1663   int n_bytes = 0;
1664   u8 *data;
1665
1666   tc = tcp_connection_get_if_valid (index, thread_index);
1667
1668   if (!tc)
1669     return;
1670
1671   /* Make sure timer handle is set to invalid */
1672   tc->timers[TCP_TIMER_PERSIST] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1673
1674   /* Problem already solved or worse */
1675   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED || tc->state > TCP_STATE_ESTABLISHED
1676       || tc->snd_wnd > tc->snd_mss)
1677     return;
1678
1679   available_bytes = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1680   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1681
1682   /* Reprogram persist if no new bytes available to send. We may have data
1683    * next time */
1684   if (!available_bytes)
1685     {
1686       tcp_persist_timer_set (tc);
1687       return;
1688     }
1689
1690   if (available_bytes <= offset)
1691     {
1692       ASSERT (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT));
1693       return;
1694     }
1695
1696   /* Increment RTO backoff */
1697   tc->rto_boff += 1;
1698   tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1699
1700   /*
1701    * Try to force the first unsent segment (or buffer)
1702    */
1703   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1704     {
1705       tcp_persist_timer_set (tc);
1706       return;
1707     }
1708   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1709   data = tcp_init_buffer (vm, b);
1710
1711   tcp_validate_txf_size (tc, offset);
1712   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1713   max_snd_bytes =
1714     clib_min (tc->snd_mss, tm->bytes_per_buffer - TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
1715   n_bytes =
1716     stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset, max_snd_bytes);
1717   b->current_length = n_bytes;
1718   ASSERT (n_bytes != 0 && (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)
1719                            || tc->snd_nxt == tc->snd_una_max
1720                            || tc->rto_boff > 1));
1721
1722   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1723   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1724   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1725   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1726
1727   /* Just sent new data, enable retransmit */
1728   tcp_retransmit_timer_update (tc);
1729 }
1730
1731 /**
1732  * Retransmit first unacked segment
1733  */
1734 int
1735 tcp_retransmit_first_unacked (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1736 {
1737   u32 bi, old_snd_nxt, n_bytes;
1738   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1739   vlib_buffer_t *b;
1740
1741   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1742   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1743
1744   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 1);
1745
1746   n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1747   if (!n_bytes)
1748     return -1;
1749
1750   bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1751   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1752   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1753
1754   return 0;
1755 }
1756
1757 static int
1758 tcp_fast_retransmit_unsent (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1759                             u32 burst_size)
1760 {
1761   u32 offset, n_segs = 0, n_written, bi;
1762   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1763   vlib_buffer_t *b = 0;
1764
1765   tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1766   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1767   while (n_segs < burst_size)
1768     {
1769       n_written = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, tc->snd_mss, &b);
1770       if (!n_written)
1771         goto done;
1772
1773       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1774       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1775       offset += n_written;
1776       n_segs += 1;
1777     }
1778
1779 done:
1780   return n_segs;
1781 }
1782
1783 #define scoreboard_rescue_rxt_valid(_sb, _tc)                   \
1784     (seq_geq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_una)                    \
1785         && seq_leq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_congestion))
1786
1787 /**
1788  * Do fast retransmit with SACKs
1789  */
1790 int
1791 tcp_fast_retransmit_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1792                           u32 burst_size)
1793 {
1794   u32 n_written = 0, offset, max_bytes, n_segs = 0, n_segs_now;
1795   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1796   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1797   vlib_buffer_t *b = 0;
1798   sack_scoreboard_t *sb;
1799   u32 bi, old_snd_nxt;
1800   int snd_space;
1801   u32 max_deq;
1802   u8 snd_limited = 0, can_rescue = 0;
1803
1804   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1805
1806   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1807   if (snd_space < tc->snd_mss)
1808     {
1809       tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1810       return 0;
1811     }
1812
1813   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1814   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1815   sb = &tc->sack_sb;
1816   hole = scoreboard_get_hole (sb, sb->cur_rxt_hole);
1817
1818   max_deq = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1819   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1820
1821   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1822     {
1823       hole = scoreboard_next_rxt_hole (sb, hole, max_deq, &can_rescue,
1824                                        &snd_limited);
1825       if (!hole)
1826         {
1827           if (max_deq)
1828             {
1829               snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1830               burst_size = clib_min (burst_size - n_segs,
1831                                      snd_space / tc->snd_mss);
1832               n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1833               if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1834                 tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1835               n_segs += n_segs_now;
1836               goto done;
1837             }
1838
1839           if (!can_rescue || scoreboard_rescue_rxt_valid (sb, tc))
1840             break;
1841
1842           /* If rescue rxt undefined or less than snd_una then one segment of
1843            * up to SMSS octets that MUST include the highest outstanding
1844            * unSACKed sequence number SHOULD be returned, and RescueRxt set to
1845            * RecoveryPoint. HighRxt MUST NOT be updated.
1846            */
1847           max_bytes = clib_min (tc->snd_mss,
1848                                 tc->snd_congestion - tc->snd_una);
1849           max_bytes = clib_min (max_bytes, snd_space);
1850           offset = tc->snd_congestion - tc->snd_una - max_bytes;
1851           sb->rescue_rxt = tc->snd_congestion;
1852           tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
1853           n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1854                                                       max_bytes, &b);
1855           if (!n_written)
1856             goto done;
1857
1858           bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1859           tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1860           n_segs += 1;
1861           break;
1862         }
1863
1864       max_bytes = clib_min (hole->end - sb->high_rxt, snd_space);
1865       max_bytes = snd_limited ? clib_min (max_bytes, tc->snd_mss) : max_bytes;
1866       if (max_bytes == 0)
1867         break;
1868
1869       offset = sb->high_rxt - tc->snd_una;
1870       tc->snd_nxt = sb->high_rxt;
1871       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset, max_bytes,
1872                                                   &b);
1873       ASSERT (n_written <= snd_space);
1874
1875       /* Nothing left to retransmit */
1876       if (n_written == 0)
1877         break;
1878
1879       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1880       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1881
1882       sb->high_rxt += n_written;
1883       snd_space -= n_written;
1884       n_segs += 1;
1885     }
1886
1887   if (hole)
1888     tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1889
1890 done:
1891   /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
1892   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1893   return n_segs;
1894 }
1895
1896 /**
1897  * Fast retransmit without SACK info
1898  */
1899 int
1900 tcp_fast_retransmit_no_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1901                              u32 burst_size)
1902 {
1903   u32 n_written = 0, offset = 0, bi, old_snd_nxt, max_deq, n_segs_now;
1904   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1905   int snd_space, n_segs = 0;
1906   vlib_buffer_t *b;
1907
1908   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1909   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1910   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1911
1912   if (!tcp_fastrecovery_first (tc))
1913     goto send_unsent;
1914
1915   /* RFC 6582: [If a partial ack], retransmit the first unacknowledged
1916    * segment. */
1917   snd_space = tc->sack_sb.last_bytes_delivered;
1918   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1919   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1920     {
1921       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1922                                                   tc->snd_mss, &b);
1923
1924       /* Nothing left to retransmit */
1925       if (n_written == 0)
1926         break;
1927
1928       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1929       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1930       snd_space -= n_written;
1931       offset += n_written;
1932       n_segs += 1;
1933     }
1934
1935   if (n_segs == burst_size)
1936     goto done;
1937
1938 send_unsent:
1939
1940   /* RFC 6582: Send a new segment if permitted by the new value of cwnd. */
1941   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1942   if (snd_space < tc->snd_mss || tc->snd_mss == 0)
1943     goto done;
1944
1945   max_deq = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1946   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1947   if (max_deq)
1948     {
1949       snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1950       burst_size = clib_min (burst_size - n_segs, snd_space / tc->snd_mss);
1951       n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1952       if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1953         tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1954       n_segs += n_segs_now;
1955     }
1956
1957   /* Restore snd_nxt */
1958   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1959
1960 done:
1961   tcp_fastrecovery_first_off (tc);
1962   return n_segs;
1963 }
1964
1965 /**
1966  * Do fast retransmit
1967  */
1968 int
1969 tcp_fast_retransmit (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1970                      u32 burst_size)
1971 {
1972   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
1973     return tcp_fast_retransmit_sack (wrk, tc, burst_size);
1974   else
1975     return tcp_fast_retransmit_no_sack (wrk, tc, burst_size);
1976 }
1977
1978 static void
1979 tcp_output_handle_link_local (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
1980                               u16 * next0, u32 * error0)
1981 {
1982   ip_adjacency_t *adj;
1983   adj_index_t ai;
1984
1985   /* Not thread safe but as long as the connection exists the adj should
1986    * not be removed */
1987   ai = adj_nbr_find (FIB_PROTOCOL_IP6, VNET_LINK_IP6, &tc0->c_rmt_ip,
1988                      tc0->sw_if_index);
1989   if (ai == ADJ_INDEX_INVALID)
1990     {
1991       vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
1992       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
1993       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
1994       return;
1995     }
1996
1997   adj = adj_get (ai);
1998   if (PREDICT_TRUE (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_REWRITE))
1999     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE;
2000   else if (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_ARP)
2001     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP;
2002   else
2003     {
2004       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2005       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
2006     }
2007   vnet_buffer (b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = ai;
2008 }
2009
2010 static void
2011 tcp46_output_trace_frame (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2012                           u32 * to_next, u32 n_bufs)
2013 {
2014   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
2015   tcp_connection_t *tc;
2016   tcp_tx_trace_t *t;
2017   vlib_buffer_t *b;
2018   tcp_header_t *th;
2019   int i;
2020
2021   for (i = 0; i < clib_min (n_trace, n_bufs); i++)
2022     {
2023       b = vlib_get_buffer (vm, to_next[i]);
2024       th = vlib_buffer_get_current (b);
2025       tc = tcp_connection_get (vnet_buffer (b)->tcp.connection_index,
2026                                vm->thread_index);
2027       t = vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*t));
2028       clib_memcpy_fast (&t->tcp_header, th, sizeof (t->tcp_header));
2029       clib_memcpy_fast (&t->tcp_connection, tc, sizeof (t->tcp_connection));
2030     }
2031 }
2032
2033 always_inline void
2034 tcp_output_push_ip (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
2035                     tcp_connection_t * tc0, u8 is_ip4)
2036 {
2037   tcp_header_t *th0 = 0;
2038
2039   th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2040   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OUTPUT, tc0, th0->flags, b0->current_length);
2041   if (is_ip4)
2042     {
2043       vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4, &tc0->c_rmt_ip4,
2044                             IP_PROTOCOL_TCP, 1);
2045       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2046       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2047       th0->checksum = 0;
2048     }
2049   else
2050     {
2051       ip6_header_t *ih0;
2052       ih0 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip6,
2053                                   &tc0->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
2054       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2055       vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = (u8 *) ih0 - b0->data;
2056       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2057       th0->checksum = 0;
2058     }
2059 }
2060
2061 always_inline void
2062 tcp_output_handle_packet (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
2063                           u32 * error0, u16 * next0, u8 is_ip4)
2064 {
2065
2066   if (PREDICT_FALSE (tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
2067     {
2068       *error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
2069       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2070       return;
2071     }
2072
2073   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = tc0->c_fib_index;
2074   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
2075
2076   if (!is_ip4)
2077     {
2078       if (PREDICT_FALSE (ip6_address_is_link_local_unicast (&tc0->c_rmt_ip6)))
2079         tcp_output_handle_link_local (tc0, b0, next0, error0);
2080     }
2081
2082   if (!TCP_ALWAYS_ACK)
2083     tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
2084 }
2085
2086 always_inline uword
2087 tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2088                      vlib_frame_t * frame, int is_ip4)
2089 {
2090   u32 n_left_from, *from, thread_index = vm->thread_index;
2091   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b;
2092   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next;
2093
2094   from = vlib_frame_vector_args (frame);
2095   n_left_from = frame->n_vectors;
2096   tcp_set_time_now (tcp_get_worker (thread_index));
2097
2098   if (PREDICT_FALSE (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE))
2099     tcp46_output_trace_frame (vm, node, from, n_left_from);
2100
2101   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
2102   b = bufs;
2103   next = nexts;
2104
2105   while (n_left_from >= 4)
2106     {
2107       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT, error1 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2108       tcp_connection_t *tc0, *tc1;
2109
2110       {
2111         vlib_prefetch_buffer_header (b[2], STORE);
2112         CLIB_PREFETCH (b[2]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2113
2114         vlib_prefetch_buffer_header (b[3], STORE);
2115         CLIB_PREFETCH (b[3]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2116       }
2117
2118       next[0] = next[1] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2119
2120       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2121                                 thread_index);
2122       tc1 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[1])->tcp.connection_index,
2123                                 thread_index);
2124
2125       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2126       tcp_output_push_ip (vm, b[1], tc1, is_ip4);
2127
2128       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2129       tcp_output_handle_packet (tc1, b[1], &error1, &next[1], is_ip4);
2130
2131       b += 2;
2132       next += 2;
2133       n_left_from -= 2;
2134     }
2135   while (n_left_from > 0)
2136     {
2137       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2138       tcp_connection_t *tc0;
2139
2140       if (n_left_from > 1)
2141         {
2142           vlib_prefetch_buffer_header (b[1], STORE);
2143           CLIB_PREFETCH (b[1]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2144         }
2145
2146       next[0] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2147       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2148                                 thread_index);
2149
2150       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2151       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2152
2153       b += 1;
2154       next += 1;
2155       n_left_from -= 1;
2156     }
2157
2158   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
2159   return frame->n_vectors;
2160 }
2161
2162 static uword
2163 tcp4_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2164              vlib_frame_t * from_frame)
2165 {
2166   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 1 /* is_ip4 */ );
2167 }
2168
2169 static uword
2170 tcp6_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2171              vlib_frame_t * from_frame)
2172 {
2173   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 0 /* is_ip4 */ );
2174 }
2175
2176 /* *INDENT-OFF* */
2177 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_output_node) =
2178 {
2179   .function = tcp4_output,
2180   .name = "tcp4-output",
2181   /* Takes a vector of packets. */
2182   .vector_size = sizeof (u32),
2183   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2184   .protocol_hint = VLIB_NODE_PROTO_HINT_TCP,
2185   .error_strings = tcp_error_strings,
2186   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2187   .next_nodes = {
2188 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2189     foreach_tcp4_output_next
2190 #undef _
2191   },
2192   .format_buffer = format_tcp_header,
2193   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2194 };
2195 /* *INDENT-ON* */
2196
2197 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_output_node, tcp4_output);
2198
2199 /* *INDENT-OFF* */
2200 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_output_node) =
2201 {
2202   .function = tcp6_output,
2203   .name = "tcp6-output",
2204     /* Takes a vector of packets. */
2205   .vector_size = sizeof (u32),
2206   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2207   .protocol_hint = VLIB_NODE_PROTO_HINT_TCP,
2208   .error_strings = tcp_error_strings,
2209   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2210   .next_nodes = {
2211 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2212     foreach_tcp6_output_next
2213 #undef _
2214   },
2215   .format_buffer = format_tcp_header,
2216   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2217 };
2218 /* *INDENT-ON* */
2219
2220 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_output_node, tcp6_output);
2221
2222 typedef enum _tcp_reset_next
2223 {
2224   TCP_RESET_NEXT_DROP,
2225   TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP,
2226   TCP_RESET_N_NEXT
2227 } tcp_reset_next_t;
2228
2229 #define foreach_tcp4_reset_next         \
2230   _(DROP, "error-drop")                 \
2231   _(IP_LOOKUP, "ip4-lookup")
2232
2233 #define foreach_tcp6_reset_next         \
2234   _(DROP, "error-drop")                 \
2235   _(IP_LOOKUP, "ip6-lookup")
2236
2237 static uword
2238 tcp46_send_reset_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2239                          vlib_frame_t * from_frame, u8 is_ip4)
2240 {
2241   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
2242   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
2243
2244   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
2245   n_left_from = from_frame->n_vectors;
2246
2247   next_index = node->cached_next_index;
2248
2249   while (n_left_from > 0)
2250     {
2251       u32 n_left_to_next;
2252
2253       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
2254
2255       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
2256         {
2257           u32 bi0;
2258           vlib_buffer_t *b0;
2259           tcp_tx_trace_t *t0;
2260           tcp_header_t *th0;
2261           u32 error0 = TCP_ERROR_RST_SENT, next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2262
2263           bi0 = from[0];
2264           to_next[0] = bi0;
2265           from += 1;
2266           to_next += 1;
2267           n_left_from -= 1;
2268           n_left_to_next -= 1;
2269
2270           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
2271
2272           if (tcp_make_reset_in_place (vm, b0, vnet_buffer (b0)->tcp.flags,
2273                                        my_thread_index, is_ip4))
2274             {
2275               error0 = TCP_ERROR_LOOKUP_DROPS;
2276               next0 = TCP_RESET_NEXT_DROP;
2277               goto done;
2278             }
2279
2280           /* Prepare to send to IP lookup */
2281           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
2282           next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2283
2284         done:
2285           b0->error = node->errors[error0];
2286           b0->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
2287           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
2288             {
2289               th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2290               if (is_ip4)
2291                 th0 = ip4_next_header ((ip4_header_t *) th0);
2292               else
2293                 th0 = ip6_next_header ((ip6_header_t *) th0);
2294               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
2295               clib_memcpy_fast (&t0->tcp_header, th0,
2296                                 sizeof (t0->tcp_header));
2297             }
2298
2299           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
2300                                            n_left_to_next, bi0, next0);
2301         }
2302       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
2303     }
2304   return from_frame->n_vectors;
2305 }
2306
2307 static uword
2308 tcp4_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2309                  vlib_frame_t * from_frame)
2310 {
2311   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 1);
2312 }
2313
2314 static uword
2315 tcp6_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2316                  vlib_frame_t * from_frame)
2317 {
2318   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 0);
2319 }
2320
2321 /* *INDENT-OFF* */
2322 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_reset_node) = {
2323   .function = tcp4_send_reset,
2324   .name = "tcp4-reset",
2325   .vector_size = sizeof (u32),
2326   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2327   .error_strings = tcp_error_strings,
2328   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2329   .next_nodes = {
2330 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2331     foreach_tcp4_reset_next
2332 #undef _
2333   },
2334   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2335 };
2336 /* *INDENT-ON* */
2337
2338 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_reset_node, tcp4_send_reset);
2339
2340 /* *INDENT-OFF* */
2341 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_reset_node) = {
2342   .function = tcp6_send_reset,
2343   .name = "tcp6-reset",
2344   .vector_size = sizeof (u32),
2345   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2346   .error_strings = tcp_error_strings,
2347   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2348   .next_nodes = {
2349 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2350     foreach_tcp6_reset_next
2351 #undef _
2352   },
2353   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2354 };
2355 /* *INDENT-ON* */
2356
2357 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_reset_node, tcp6_send_reset);
2358
2359 /*
2360  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2361  *
2362  * Local Variables:
2363  * eval: (c-set-style "gnu")
2364  * End:
2365  */