ce7b50ac3e62f39075cce9d3e6ae73ee8d7306c0
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016-2019 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 typedef enum _tcp_output_next
20 {
21   TCP_OUTPUT_NEXT_DROP,
22   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP,
23   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE,
24   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP,
25   TCP_OUTPUT_N_NEXT
26 } tcp_output_next_t;
27
28 #define foreach_tcp4_output_next                \
29   _ (DROP, "error-drop")                        \
30   _ (IP_LOOKUP, "ip4-lookup")                   \
31   _ (IP_REWRITE, "ip4-rewrite")                 \
32   _ (IP_ARP, "ip4-arp")
33
34 #define foreach_tcp6_output_next                \
35   _ (DROP, "error-drop")                        \
36   _ (IP_LOOKUP, "ip6-lookup")                   \
37   _ (IP_REWRITE, "ip6-rewrite")                 \
38   _ (IP_ARP, "ip6-discover-neighbor")
39
40 static char *tcp_error_strings[] = {
41 #define tcp_error(n,s) s,
42 #include <vnet/tcp/tcp_error.def>
43 #undef tcp_error
44 };
45
46 typedef struct
47 {
48   tcp_header_t tcp_header;
49   tcp_connection_t tcp_connection;
50 } tcp_tx_trace_t;
51
52 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
53 u16 dummy_mtu = 1460;
54 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
55
56 static u8 *
57 format_tcp_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
58 {
59   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
60   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
61   tcp_tx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_tx_trace_t *);
62   u32 indent = format_get_indent (s);
63
64   s = format (s, "%U\n%U%U",
65               format_tcp_header, &t->tcp_header, 128,
66               format_white_space, indent,
67               format_tcp_connection, &t->tcp_connection, 1);
68
69   return s;
70 }
71
72 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
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) - 1);
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
257       if (opts->n_sack_blocks != 0)
258         {
259           *data++ = TCP_OPTION_SACK_BLOCK;
260           *data++ = 2 + opts->n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
261           for (i = 0; i < opts->n_sack_blocks; i++)
262             {
263               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].start);
264               clib_memcpy_fast (data, &buf, seq_len);
265               data += seq_len;
266               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].end);
267               clib_memcpy_fast (data, &buf, seq_len);
268               data += seq_len;
269             }
270           opts_len += 2 + opts->n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
271         }
272     }
273
274   /* Terminate TCP options */
275   if (opts_len % 4)
276     {
277       *data++ = TCP_OPTION_EOL;
278       opts_len += TCP_OPTION_LEN_EOL;
279     }
280
281   /* Pad with zeroes to a u32 boundary */
282   while (opts_len % 4)
283     {
284       *data++ = TCP_OPTION_NOOP;
285       opts_len += TCP_OPTION_LEN_NOOP;
286     }
287   return opts_len;
288 }
289
290 static int
291 tcp_make_syn_options (tcp_options_t * opts, u8 wnd_scale)
292 {
293   u8 len = 0;
294
295   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
296   opts->mss = dummy_mtu;        /*XXX discover that */
297   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
298
299   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
300   opts->wscale = wnd_scale;
301   len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
302
303   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
304   opts->tsval = tcp_time_now ();
305   opts->tsecr = 0;
306   len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
307
308   if (TCP_USE_SACKS)
309     {
310       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
311       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
312     }
313
314   /* Align to needed boundary */
315   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
316   return len;
317 }
318
319 static int
320 tcp_make_synack_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
321 {
322   u8 len = 0;
323
324   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
325   opts->mss = tc->mss;
326   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
327
328   if (tcp_opts_wscale (&tc->rcv_opts))
329     {
330       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
331       opts->wscale = tc->rcv_wscale;
332       len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
333     }
334
335   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
336     {
337       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
338       opts->tsval = tcp_time_now ();
339       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
340       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
341     }
342
343   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
344     {
345       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
346       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
347     }
348
349   /* Align to needed boundary */
350   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
351   return len;
352 }
353
354 static int
355 tcp_make_established_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
356 {
357   u8 len = 0;
358
359   opts->flags = 0;
360
361   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
362     {
363       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
364       opts->tsval = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
365       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
366       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
367     }
368   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
369     {
370       if (vec_len (tc->snd_sacks))
371         {
372           opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
373           if (tc->snd_sack_pos >= vec_len (tc->snd_sacks))
374             tc->snd_sack_pos = 0;
375           opts->sacks = &tc->snd_sacks[tc->snd_sack_pos];
376           opts->n_sack_blocks = vec_len (tc->snd_sacks) - tc->snd_sack_pos;
377           opts->n_sack_blocks = clib_min (opts->n_sack_blocks,
378                                           TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
379           tc->snd_sack_pos += opts->n_sack_blocks;
380           len += 2 + TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK * opts->n_sack_blocks;
381         }
382     }
383
384   /* Align to needed boundary */
385   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
386   return len;
387 }
388
389 always_inline int
390 tcp_make_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts,
391                   tcp_state_t state)
392 {
393   switch (state)
394     {
395     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
396     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
397     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
398     case TCP_STATE_LAST_ACK:
399     case TCP_STATE_CLOSING:
400     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
401     case TCP_STATE_TIME_WAIT:
402     case TCP_STATE_CLOSED:
403       return tcp_make_established_options (tc, opts);
404     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
405       return tcp_make_synack_options (tc, opts);
406     case TCP_STATE_SYN_SENT:
407       return tcp_make_syn_options (opts, tc->rcv_wscale);
408     default:
409       clib_warning ("State not handled! %d", state);
410       return 0;
411     }
412 }
413
414 /**
415  * Update burst send vars
416  *
417  * - Updates snd_mss to reflect the effective segment size that we can send
418  * by taking into account all TCP options, including SACKs.
419  * - Cache 'on the wire' options for reuse
420  * - Updates receive window which can be reused for a burst.
421  *
422  * This should *only* be called when doing bursts
423  */
424 void
425 tcp_update_burst_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
426 {
427   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
428
429   /* Compute options to be used for connection. These may be reused when
430    * sending data or to compute the effective mss (snd_mss) */
431   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts,
432                                        TCP_STATE_ESTABLISHED);
433
434   /* XXX check if MTU has been updated */
435   tc->snd_mss = clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - tc->snd_opts_len;
436   ASSERT (tc->snd_mss > 0);
437
438   tcp_options_write (tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
439                      &tc->snd_opts);
440
441   tcp_update_rcv_wnd (tc);
442 }
443
444 void
445 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
446 {
447   u16 default_min_mss = 536;
448   tcp_update_rcv_mss (tc);
449
450   /* TODO cache mss and consider PMTU discovery */
451   tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
452
453   if (tc->snd_mss < 45)
454     {
455       /* Assume that at least the min default mss works */
456       tc->snd_mss = default_min_mss;
457       tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
458     }
459
460   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
461   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
462
463   /* If we use timestamp option, account for it */
464   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
465     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
466 }
467 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
468
469 static void *
470 tcp_reuse_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
471 {
472   if (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
473     vlib_buffer_free_one (vm, b->next_buffer);
474   /* Zero all flags but free list index and trace flag */
475   b->flags &= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT - 1;
476   b->current_data = 0;
477   b->current_length = 0;
478   b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
479   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
480
481   /* Leave enough space for headers */
482   return vlib_buffer_make_headroom (b, TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
483 }
484
485 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
486 static void *
487 tcp_init_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
488 {
489   ASSERT ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0);
490   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
491   b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
492   b->current_data = 0;
493   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
494   VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b);
495   /* Leave enough space for headers */
496   return vlib_buffer_make_headroom (b, TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
497 }
498
499 /**
500  * Prepare ACK
501  */
502 static inline void
503 tcp_make_ack_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b, tcp_state_t state,
504                 u8 flags)
505 {
506   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
507   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
508   tcp_header_t *th;
509   u16 wnd;
510
511   wnd = tcp_window_to_advertise (tc, state);
512
513   /* Make and write options */
514   tcp_opts_len = tcp_make_established_options (tc, snd_opts);
515   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
516
517   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
518                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags, wnd);
519
520   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
521   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
522 }
523
524 /**
525  * Convert buffer to ACK
526  */
527 static inline void
528 tcp_make_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
529 {
530   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, TCP_FLAG_ACK);
531   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_SENT, tc);
532   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
533 }
534
535 /**
536  * Convert buffer to FIN-ACK
537  */
538 void
539 tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
540 {
541   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK);
542
543   /* Reset flags, make sure ack is sent */
544   vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
545 }
546
547 /**
548  * Convert buffer to SYN
549  */
550 void
551 tcp_make_syn (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
552 {
553   u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
554   tcp_header_t *th;
555   u16 initial_wnd;
556   tcp_options_t snd_opts;
557
558   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
559
560   /* Make and write options */
561   clib_memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
562   tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
563   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
564
565   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
566                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
567                              initial_wnd);
568   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
569   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
570 }
571
572 /**
573  * Convert buffer to SYN-ACK
574  */
575 void
576 tcp_make_synack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
577 {
578   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
579   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
580   tcp_header_t *th;
581   u16 initial_wnd;
582
583   clib_memset (snd_opts, 0, sizeof (*snd_opts));
584   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
585   tcp_opts_len = tcp_make_synack_options (tc, snd_opts);
586   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
587
588   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
589                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len,
590                              TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, initial_wnd);
591   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
592
593   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
594 }
595
596 always_inline void
597 tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
598                             u8 is_ip4, u32 fib_index, u8 flush)
599 {
600   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
601   u32 *to_next, next_index;
602   vlib_frame_t *f;
603
604   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
605   b->error = 0;
606
607   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = fib_index;
608   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
609
610   /* Send to IP lookup */
611   next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
612   tcp_trajectory_add_start (b, 1);
613
614   f = wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4];
615   if (!f)
616     {
617       f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
618       ASSERT (f);
619       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = f;
620     }
621
622   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
623   to_next[f->n_vectors] = bi;
624   f->n_vectors += 1;
625   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
626     {
627       vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
628       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
629     }
630 }
631
632 static void
633 tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b,
634                               u32 bi, u8 is_ip4, u32 fib_index)
635 {
636   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 1);
637 }
638
639 static void
640 tcp_enqueue_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
641                           u8 is_ip4, u32 fib_index)
642 {
643   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 0);
644   if (wrk->vm->thread_index == 0 && vlib_num_workers ())
645     session_flush_frames_main_thread (wrk->vm);
646 }
647
648 always_inline void
649 tcp_enqueue_to_output_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
650                          u8 is_ip4, u8 flush)
651 {
652   u32 *to_next, next_index;
653   vlib_frame_t *f;
654
655   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
656   b->error = 0;
657
658   /* Decide where to send the packet */
659   next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
660   tcp_trajectory_add_start (b, 2);
661
662   /* Get frame to v4/6 output node */
663   f = wrk->tx_frames[!is_ip4];
664   if (!f)
665     {
666       f = vlib_get_frame_to_node (wrk->vm, next_index);
667       ASSERT (f);
668       wrk->tx_frames[!is_ip4] = f;
669     }
670   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
671   to_next[f->n_vectors] = bi;
672   f->n_vectors += 1;
673   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
674     {
675       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, f);
676       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
677     }
678 }
679
680 static void
681 tcp_enqueue_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
682                        u8 is_ip4)
683 {
684   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 0);
685 }
686
687 static void
688 tcp_enqueue_to_output_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
689                            u8 is_ip4)
690 {
691   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 1);
692 }
693 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
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 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
775 /**
776  *  Send reset without reusing existing buffer
777  *
778  *  It extracts connection info out of original packet
779  */
780 void
781 tcp_send_reset_w_pkt (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * pkt,
782                       u32 thread_index, u8 is_ip4)
783 {
784   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
785   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
786   vlib_buffer_t *b;
787   u32 bi, sw_if_index, fib_index;
788   u8 tcp_hdr_len, flags = 0;
789   tcp_header_t *th, *pkt_th;
790   u32 seq, ack;
791   ip4_header_t *ih4, *pkt_ih4;
792   ip6_header_t *ih6, *pkt_ih6;
793   fib_protocol_t fib_proto;
794
795   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
796     return;
797
798   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
799   sw_if_index = vnet_buffer (pkt)->sw_if_index[VLIB_RX];
800   fib_proto = is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
801   fib_index = fib_table_get_index_for_sw_if_index (fib_proto, sw_if_index);
802   tcp_init_buffer (vm, b);
803
804   /* Make and write options */
805   tcp_hdr_len = sizeof (tcp_header_t);
806
807   if (is_ip4)
808     {
809       pkt_ih4 = vlib_buffer_get_current (pkt);
810       pkt_th = ip4_next_header (pkt_ih4);
811     }
812   else
813     {
814       pkt_ih6 = vlib_buffer_get_current (pkt);
815       pkt_th = ip6_next_header (pkt_ih6);
816     }
817
818   if (tcp_ack (pkt_th))
819     {
820       flags = TCP_FLAG_RST;
821       seq = pkt_th->ack_number;
822       ack = (tc->state >= TCP_STATE_SYN_RCVD) ? tc->rcv_nxt : 0;
823     }
824   else
825     {
826       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
827       seq = 0;
828       ack = clib_host_to_net_u32 (vnet_buffer (pkt)->tcp.seq_end);
829     }
830
831   th = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b, pkt_th->dst_port, pkt_th->src_port,
832                                        seq, ack, tcp_hdr_len, flags, 0);
833
834   /* Swap src and dst ip */
835   if (is_ip4)
836     {
837       ASSERT ((pkt_ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
838       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &pkt_ih4->dst_address,
839                                   &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
840       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
841     }
842   else
843     {
844       int bogus = ~0;
845       ASSERT ((pkt_ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) ==
846               0x60);
847       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
848                                   &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
849       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
850       ASSERT (!bogus);
851     }
852
853   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index);
854   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
855 }
856
857 /**
858  * Build and set reset packet for connection
859  */
860 void
861 tcp_send_reset (tcp_connection_t * tc)
862 {
863   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
864   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
865   vlib_buffer_t *b;
866   u32 bi;
867   tcp_header_t *th;
868   u16 tcp_hdr_opts_len, advertise_wnd, opts_write_len;
869   u8 flags;
870
871   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
872     return;
873   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
874   tcp_init_buffer (vm, b);
875
876   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
877   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
878   advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, TCP_STATE_ESTABLISHED);
879   flags = TCP_FLAG_RST;
880   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
881                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
882                              advertise_wnd);
883   opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
884   ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
885   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
886   if (tc->c_is_ip4)
887     {
888       ip4_header_t *ih4;
889       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip4,
890                                   &tc->c_rmt_ip.ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 0);
891       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
892     }
893   else
894     {
895       int bogus = ~0;
896       ip6_header_t *ih6;
897       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip6,
898                                   &tc->c_rmt_ip.ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
899       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
900       ASSERT (!bogus);
901     }
902   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
903   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
904 }
905
906 static void
907 tcp_push_ip_hdr (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
908                  vlib_buffer_t * b)
909 {
910   tcp_header_t *th = vlib_buffer_get_current (b);
911   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
912   if (tc->c_is_ip4)
913     {
914       ip4_header_t *ih;
915       ih = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip4,
916                                  &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
917       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih);
918     }
919   else
920     {
921       ip6_header_t *ih;
922       int bogus = ~0;
923
924       ih = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip6,
925                                  &tc->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
926       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih, &bogus);
927       ASSERT (!bogus);
928     }
929 }
930
931 /**
932  *  Send SYN
933  *
934  *  Builds a SYN packet for a half-open connection and sends it to ipx_lookup.
935  *  The packet is not forwarded through tcpx_output to avoid doing lookups
936  *  in the half_open pool.
937  */
938 void
939 tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc)
940 {
941   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
942   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
943   vlib_buffer_t *b;
944   u32 bi;
945
946   /*
947    * Setup retransmit and establish timers before requesting buffer
948    * such that we can return if we've ran out.
949    */
950   tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH_AO, TCP_ESTABLISH_TIME);
951   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
952                     tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
953
954   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
955     {
956       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN, 1);
957       return;
958     }
959
960   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
961   tcp_init_buffer (vm, b);
962   tcp_make_syn (tc, b);
963
964   /* Measure RTT with this */
965   tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (vlib_num_workers ()? 1 : 0);
966   tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
967   tc->rto_boff = 0;
968
969   tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
970   tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
971   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_SENT, tc);
972 }
973
974 void
975 tcp_send_synack (tcp_connection_t * tc)
976 {
977   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
978   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
979   vlib_buffer_t *b;
980   u32 bi;
981
982   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
983
984   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
985     {
986       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
987       return;
988     }
989
990   tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
991   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
992   tcp_init_buffer (vm, b);
993   tcp_make_synack (tc, b);
994   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
995   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_SENT, tc);
996 }
997
998 /**
999  * Flush tx frame populated by retransmits and timer pops
1000  */
1001 void
1002 tcp_flush_frame_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1003 {
1004   if (wrk->tx_frames[!is_ip4])
1005     {
1006       u32 next_index;
1007       next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
1008       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, wrk->tx_frames[!is_ip4]);
1009       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
1010     }
1011 }
1012
1013 /**
1014  * Flush ip lookup tx frames populated by timer pops
1015  */
1016 static void
1017 tcp_flush_frame_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1018 {
1019   if (wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4])
1020     {
1021       u32 next_index;
1022       next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
1023       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index,
1024                               wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4]);
1025       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
1026     }
1027 }
1028
1029 /**
1030  * Flush v4 and v6 tcp and ip-lookup tx frames for thread index
1031  */
1032 void
1033 tcp_flush_frames_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1034 {
1035   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 1);
1036   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 0);
1037   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 1);
1038   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 0);
1039 }
1040
1041 /**
1042  *  Send FIN
1043  */
1044 void
1045 tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc)
1046 {
1047   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1048   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1049   vlib_buffer_t *b;
1050   u32 bi;
1051   u8 fin_snt = 0;
1052
1053   fin_snt = tc->flags & TCP_CONN_FINSNT;
1054   if (fin_snt)
1055     tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1056
1057   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1058     {
1059       /* Out of buffers so program fin retransmit ASAP */
1060       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
1061       if (fin_snt)
1062         tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1063       else
1064         /* Make sure retransmit retries a fin not data */
1065         tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
1066       return;
1067     }
1068
1069   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1070   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1071   tcp_init_buffer (vm, b);
1072   tcp_make_fin (tc, b);
1073   tcp_enqueue_to_output_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1074   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_SENT, tc);
1075
1076   if (!fin_snt)
1077     {
1078       tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
1079       tc->flags &= ~TCP_CONN_FINPNDG;
1080       /* Account for the FIN */
1081       tc->snd_una_max += 1;
1082       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1083     }
1084   else
1085     {
1086       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1087     }
1088 }
1089
1090 /**
1091  * Push TCP header and update connection variables. Should only be called
1092  * for segments with data, not for 'control' packets.
1093  */
1094 always_inline void
1095 tcp_push_hdr_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
1096                 tcp_state_t next_state, u8 compute_opts, u8 maybe_burst)
1097 {
1098   u8 tcp_hdr_opts_len, flags = TCP_FLAG_ACK;
1099   u32 advertise_wnd, data_len;
1100   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1101   tcp_header_t *th;
1102
1103   data_len = b->current_length;
1104   if (PREDICT_FALSE (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
1105     data_len += b->total_length_not_including_first_buffer;
1106
1107   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
1108   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
1109
1110   if (compute_opts)
1111     tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1112
1113   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
1114
1115   if (maybe_burst)
1116     advertise_wnd = tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
1117   else
1118     advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, next_state);
1119
1120   if (PREDICT_FALSE (tc->flags & TCP_CONN_PSH_PENDING))
1121     {
1122       if (seq_geq (tc->psh_seq, tc->snd_nxt)
1123           && seq_lt (tc->psh_seq, tc->snd_nxt + data_len))
1124         flags |= TCP_FLAG_PSH;
1125     }
1126   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
1127                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
1128                              advertise_wnd);
1129
1130   if (maybe_burst)
1131     {
1132       clib_memcpy_fast ((u8 *) (th + 1),
1133                         tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
1134                         tc->snd_opts_len);
1135     }
1136   else
1137     {
1138       u8 len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
1139       ASSERT (len == tc->snd_opts_len);
1140     }
1141
1142   /*
1143    * Update connection variables
1144    */
1145
1146   tc->snd_nxt += data_len;
1147   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
1148
1149   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PKTIZE, tc);
1150 }
1151
1152 u32
1153 tcp_session_push_header (transport_connection_t * tconn, vlib_buffer_t * b)
1154 {
1155   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) tconn;
1156   tcp_push_hdr_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, /* compute opts */ 0,
1157                   /* burst */ 1);
1158   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1159   ASSERT (seq_leq (tc->snd_una_max, tc->snd_una + tc->snd_wnd));
1160   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1161   /* If not tracking an ACK, start tracking */
1162   if (tc->rtt_ts == 0 && !tcp_in_cong_recovery (tc))
1163     {
1164       tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
1165       tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1166     }
1167   if (PREDICT_FALSE (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)))
1168     {
1169       tcp_retransmit_timer_set (tc);
1170       tc->rto_boff = 0;
1171     }
1172   tcp_trajectory_add_start (b, 3);
1173   return 0;
1174 }
1175
1176 void
1177 tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
1178 {
1179   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1180   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1181   vlib_buffer_t *b;
1182   u32 bi;
1183
1184   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1185     {
1186       tcp_update_rcv_wnd (tc);
1187       return;
1188     }
1189   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1190   tcp_init_buffer (vm, b);
1191   tcp_make_ack (tc, b);
1192   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1193 }
1194
1195 void
1196 tcp_program_ack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1197 {
1198   if (!(tc->flags & TCP_CONN_SNDACK))
1199     {
1200       vec_add1 (wrk->pending_acks, tc->c_c_index);
1201       tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
1202     }
1203 }
1204
1205 void
1206 tcp_program_dupack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1207 {
1208   if (!(tc->flags & TCP_CONN_SNDACK))
1209     {
1210       vec_add1 (wrk->pending_acks, tc->c_c_index);
1211       tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
1212     }
1213   if (tc->pending_dupacks < 255)
1214     tc->pending_dupacks += 1;
1215 }
1216
1217 void
1218 tcp_send_acks (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1219 {
1220   u32 thread_index, *pending_acks;
1221   tcp_connection_t *tc;
1222   int i, j, n_acks;
1223
1224   if (!vec_len (wrk->pending_acks))
1225     return;
1226
1227   thread_index = wrk->vm->thread_index;
1228   pending_acks = wrk->pending_acks;
1229   for (i = 0; i < vec_len (pending_acks); i++)
1230     {
1231       tc = tcp_connection_get (pending_acks[i], thread_index);
1232       tc->flags &= ~TCP_CONN_SNDACK;
1233       if (!tc->pending_dupacks)
1234         {
1235           tcp_send_ack (tc);
1236           continue;
1237         }
1238
1239       /* If we're supposed to send dupacks but have no ooo data
1240        * send only one ack */
1241       if (!vec_len (tc->snd_sacks))
1242         {
1243           tcp_send_ack (tc);
1244           continue;
1245         }
1246
1247       /* Start with first sack block */
1248       tc->snd_sack_pos = 0;
1249
1250       /* Generate enough dupacks to cover all sack blocks. Do not generate
1251        * more sacks than the number of packets received. But do generate at
1252        * least 3, i.e., the number needed to signal congestion, if needed. */
1253       n_acks = vec_len (tc->snd_sacks) / TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS;
1254       n_acks = clib_min (n_acks, tc->pending_dupacks);
1255       n_acks = clib_max (n_acks, clib_min (tc->pending_dupacks, 3));
1256       for (j = 0; j < n_acks; j++)
1257         tcp_send_ack (tc);
1258
1259       tc->pending_dupacks = 0;
1260       tc->snd_sack_pos = 0;
1261     }
1262   _vec_len (wrk->pending_acks) = 0;
1263 }
1264
1265 /**
1266  * Delayed ack timer handler
1267  *
1268  * Sends delayed ACK when timer expires
1269  */
1270 void
1271 tcp_timer_delack_handler (u32 index)
1272 {
1273   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1274   tcp_connection_t *tc;
1275
1276   tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1277   tc->timers[TCP_TIMER_DELACK] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1278   tcp_send_ack (tc);
1279 }
1280
1281 /**
1282  * Allocate a new buffer and build a new tcp segment
1283  *
1284  * @param wrk           tcp worker
1285  * @param tc            connection for which the segment will be allocated
1286  * @param offset        offset of the first byte in the tx fifo
1287  * @param max_deq_byte  segment size
1288  * @param[out] b        pointer to buffer allocated
1289  *
1290  * @return      the number of bytes in the segment or 0 if buffer cannot be
1291  *              allocated or no data available
1292  */
1293 static int
1294 tcp_prepare_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1295                      u32 offset, u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1296 {
1297   u32 bytes_per_buffer = vnet_get_tcp_main ()->bytes_per_buffer;
1298   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1299   u32 bi, seg_size;
1300   int n_bytes = 0;
1301   u8 *data;
1302
1303   seg_size = max_deq_bytes + TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN;
1304
1305   /*
1306    * Prepare options
1307    */
1308   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1309
1310   /*
1311    * Allocate and fill in buffer(s)
1312    */
1313
1314   /* Easy case, buffer size greater than mss */
1315   if (PREDICT_TRUE (seg_size <= bytes_per_buffer))
1316     {
1317       if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1318         return 0;
1319       *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1320       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1321       n_bytes = session_tx_fifo_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1322                                             max_deq_bytes);
1323       ASSERT (n_bytes == max_deq_bytes);
1324       b[0]->current_length = n_bytes;
1325       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1326       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1327         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1328     }
1329   /* Split mss into multiple buffers */
1330   else
1331     {
1332       u32 chain_bi = ~0, n_bufs_per_seg, n_bufs;
1333       u16 n_peeked, len_to_deq;
1334       vlib_buffer_t *chain_b, *prev_b;
1335       int i;
1336
1337       /* Make sure we have enough buffers */
1338       n_bufs_per_seg = ceil ((double) seg_size / bytes_per_buffer);
1339       vec_validate_aligned (wrk->tx_buffers, n_bufs_per_seg - 1,
1340                             CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1341       n_bufs = vlib_buffer_alloc (vm, wrk->tx_buffers, n_bufs_per_seg);
1342       if (PREDICT_FALSE (n_bufs != n_bufs_per_seg))
1343         {
1344           if (n_bufs)
1345             vlib_buffer_free (vm, wrk->tx_buffers, n_bufs);
1346           return 0;
1347         }
1348
1349       *b = vlib_get_buffer (vm, wrk->tx_buffers[--n_bufs]);
1350       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1351       n_bytes = session_tx_fifo_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1352                                             bytes_per_buffer -
1353                                             TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
1354       b[0]->current_length = n_bytes;
1355       b[0]->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
1356       b[0]->total_length_not_including_first_buffer = 0;
1357       max_deq_bytes -= n_bytes;
1358
1359       chain_b = *b;
1360       for (i = 1; i < n_bufs_per_seg; i++)
1361         {
1362           prev_b = chain_b;
1363           len_to_deq = clib_min (max_deq_bytes, bytes_per_buffer);
1364           chain_bi = wrk->tx_buffers[--n_bufs];
1365           chain_b = vlib_get_buffer (vm, chain_bi);
1366           chain_b->current_data = 0;
1367           data = vlib_buffer_get_current (chain_b);
1368           n_peeked = session_tx_fifo_peek_bytes (&tc->connection, data,
1369                                                  offset + n_bytes,
1370                                                  len_to_deq);
1371           ASSERT (n_peeked == len_to_deq);
1372           n_bytes += n_peeked;
1373           chain_b->current_length = n_peeked;
1374           chain_b->next_buffer = 0;
1375
1376           /* update previous buffer */
1377           prev_b->next_buffer = chain_bi;
1378           prev_b->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1379
1380           max_deq_bytes -= n_peeked;
1381           b[0]->total_length_not_including_first_buffer += n_peeked;
1382         }
1383
1384       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1385       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1386         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1387
1388       if (PREDICT_FALSE (n_bufs))
1389         {
1390           clib_warning ("not all buffers consumed");
1391           vlib_buffer_free (vm, wrk->tx_buffers, n_bufs);
1392         }
1393     }
1394
1395   ASSERT (n_bytes > 0);
1396   ASSERT (((*b)->current_data + (*b)->current_length) <= bytes_per_buffer);
1397
1398   return n_bytes;
1399 }
1400
1401 /**
1402  * Build a retransmit segment
1403  *
1404  * @return the number of bytes in the segment or 0 if there's nothing to
1405  *         retransmit
1406  */
1407 static u32
1408 tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk,
1409                                 tcp_connection_t * tc, u32 offset,
1410                                 u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1411 {
1412   u32 start, available_bytes;
1413   int n_bytes = 0;
1414
1415   ASSERT (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED);
1416   ASSERT (max_deq_bytes != 0);
1417
1418   /*
1419    * Make sure we can retransmit something
1420    */
1421   available_bytes = transport_max_tx_dequeue (&tc->connection);
1422   ASSERT (available_bytes >= offset);
1423   available_bytes -= offset;
1424   if (!available_bytes)
1425     return 0;
1426
1427   max_deq_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_deq_bytes);
1428   max_deq_bytes = clib_min (available_bytes, max_deq_bytes);
1429
1430   /* Start is beyond snd_congestion */
1431   start = tc->snd_una + offset;
1432   if (seq_geq (start, tc->snd_congestion))
1433     goto done;
1434
1435   /* Don't overshoot snd_congestion */
1436   if (seq_gt (start + max_deq_bytes, tc->snd_congestion))
1437     {
1438       max_deq_bytes = tc->snd_congestion - start;
1439       if (max_deq_bytes == 0)
1440         goto done;
1441     }
1442
1443   n_bytes = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, max_deq_bytes, b);
1444   if (!n_bytes)
1445     return 0;
1446
1447   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1448     tc->snd_rxt_bytes += n_bytes;
1449
1450 done:
1451   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_RTX, tc, offset, n_bytes);
1452   return n_bytes;
1453 }
1454
1455 /**
1456  * Reset congestion control, switch cwnd to loss window and try again.
1457  */
1458 static void
1459 tcp_rxt_timeout_cc (tcp_connection_t * tc)
1460 {
1461   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 6);
1462   tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
1463   tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
1464
1465   /* Cleanly recover cc (also clears up fast retransmit) */
1466   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1467     {
1468       /* TODO be less aggressive about this */
1469       scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1470       tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
1471     }
1472   else
1473     tc->rcv_dupacks = 0;
1474
1475   /* Start again from the beginning */
1476   tc->cc_algo->congestion (tc);
1477   tc->cwnd = tcp_loss_wnd (tc);
1478   tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1479   tc->rtt_ts = 0;
1480   tc->cwnd_acc_bytes = 0;
1481   tcp_connection_tx_pacer_reset (tc, tc->cwnd, 2 * tc->snd_mss);
1482   tcp_recovery_on (tc);
1483 }
1484
1485 static inline void
1486 tcp_timer_retransmit_handler_i (u32 index, u8 is_syn)
1487 {
1488   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1489   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1490   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1491   tcp_connection_t *tc;
1492   vlib_buffer_t *b = 0;
1493   u32 bi, n_bytes;
1494
1495   if (is_syn)
1496     {
1497       tc = tcp_half_open_connection_get (index);
1498       /* Note: the connection may have transitioned to ESTABLISHED... */
1499       if (PREDICT_FALSE (tc == 0 || tc->state != TCP_STATE_SYN_SENT))
1500         return;
1501       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1502     }
1503   else
1504     {
1505       tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1506       /* Note: the connection may have been closed and pool_put */
1507       if (PREDICT_FALSE (tc == 0 || tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT))
1508         return;
1509       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1510       /* Wait-close and retransmit could pop at the same time */
1511       if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
1512         return;
1513     }
1514
1515   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1516     {
1517       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1518
1519       /* Lost FIN, retransmit and return */
1520       if (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT)
1521         {
1522           tcp_send_fin (tc);
1523           tc->rto_boff += 1;
1524           tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1525           return;
1526         }
1527
1528       /* Shouldn't be here. This condition is tricky because it has to take
1529        * into account boff > 0 due to persist timeout. */
1530       if ((tc->rto_boff == 0 && tc->snd_una == tc->snd_una_max)
1531           || (tc->rto_boff > 0 && seq_geq (tc->snd_una, tc->snd_congestion)
1532               && !tcp_flight_size (tc)))
1533         {
1534           ASSERT (!tcp_in_recovery (tc));
1535           tc->rto_boff = 0;
1536           return;
1537         }
1538
1539       /* We're not in recovery so make sure rto_boff is 0. Can be non 0 due
1540        * to persist timer timeout */
1541       if (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0)
1542         {
1543           tc->rto_boff = 0;
1544           tcp_update_rto (tc);
1545         }
1546
1547       /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) and go back
1548        * to first un-acked byte  */
1549       tc->rto_boff += 1;
1550
1551       /* First retransmit timeout */
1552       if (tc->rto_boff == 1)
1553         tcp_rxt_timeout_cc (tc);
1554       else
1555         scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1556
1557       /* If we've sent beyond snd_congestion, update it */
1558       if (seq_gt (tc->snd_una_max, tc->snd_congestion))
1559         tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1560
1561       tc->snd_una_max = tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1562       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1563
1564       /* Send one segment. Note that n_bytes may be zero due to buffer
1565        * shortfall */
1566       n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1567       if (!n_bytes)
1568         {
1569           tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
1570           return;
1571         }
1572
1573       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1574
1575       /* For first retransmit, record timestamp (Eifel detection RFC3522) */
1576       if (tc->rto_boff == 1)
1577         tc->snd_rxt_ts = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
1578
1579       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1580       tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1581     }
1582   /* Retransmit for SYN */
1583   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
1584     {
1585       /* Half-open connection actually moved to established but we were
1586        * waiting for syn retransmit to pop to call cleanup from the right
1587        * thread. */
1588       if (tc->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE)
1589         {
1590           if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
1591             TCP_DBG ("could not remove half-open connection");
1592           return;
1593         }
1594
1595       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1596
1597       /* Try without increasing RTO a number of times. If this fails,
1598        * start growing RTO exponentially */
1599       tc->rto_boff += 1;
1600       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1601         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1602
1603       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
1604                         tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
1605
1606       if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1607         {
1608           tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN, 1);
1609           return;
1610         }
1611
1612       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1613       tcp_init_buffer (vm, b);
1614       tcp_make_syn (tc, b);
1615
1616       tc->rtt_ts = 0;
1617       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 0);
1618
1619       /* This goes straight to ipx_lookup. Retransmit timer set already */
1620       tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
1621       tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
1622     }
1623   /* Retransmit SYN-ACK */
1624   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
1625     {
1626       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1627
1628       tc->rto_boff += 1;
1629       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1630         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1631       tc->rtt_ts = 0;
1632
1633       tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1634
1635       if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1636         {
1637           tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
1638           return;
1639         }
1640
1641       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1642       tcp_init_buffer (vm, b);
1643       tcp_make_synack (tc, b);
1644       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 1);
1645
1646       /* Retransmit timer already updated, just enqueue to output */
1647       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1648     }
1649   else
1650     {
1651       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_CLOSED);
1652       return;
1653     }
1654 }
1655
1656 void
1657 tcp_timer_retransmit_handler (u32 index)
1658 {
1659   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 0);
1660 }
1661
1662 void
1663 tcp_timer_retransmit_syn_handler (u32 index)
1664 {
1665   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 1);
1666 }
1667
1668 /**
1669  * Got 0 snd_wnd from peer, try to do something about it.
1670  *
1671  */
1672 void
1673 tcp_timer_persist_handler (u32 index)
1674 {
1675   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1676   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1677   u32 bi, max_snd_bytes, available_bytes, offset;
1678   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1679   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1680   tcp_connection_t *tc;
1681   vlib_buffer_t *b;
1682   int n_bytes = 0;
1683   u8 *data;
1684
1685   tc = tcp_connection_get_if_valid (index, thread_index);
1686   if (!tc)
1687     return;
1688
1689   /* Make sure timer handle is set to invalid */
1690   tc->timers[TCP_TIMER_PERSIST] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1691
1692   /* Problem already solved or worse */
1693   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED || tc->snd_wnd > tc->snd_mss
1694       || (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT))
1695     return;
1696
1697   available_bytes = transport_max_tx_dequeue (&tc->connection);
1698   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1699
1700   /* Reprogram persist if no new bytes available to send. We may have data
1701    * next time */
1702   if (!available_bytes)
1703     {
1704       tcp_persist_timer_set (tc);
1705       return;
1706     }
1707
1708   if (available_bytes <= offset)
1709     {
1710       ASSERT (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT));
1711       return;
1712     }
1713
1714   /* Increment RTO backoff */
1715   tc->rto_boff += 1;
1716   tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1717
1718   /*
1719    * Try to force the first unsent segment (or buffer)
1720    */
1721   if (PREDICT_FALSE (!vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1)))
1722     {
1723       tcp_persist_timer_set (tc);
1724       return;
1725     }
1726   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1727   data = tcp_init_buffer (vm, b);
1728
1729   tcp_validate_txf_size (tc, offset);
1730   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1731   max_snd_bytes = clib_min (tc->snd_mss,
1732                             tm->bytes_per_buffer - TRANSPORT_MAX_HDRS_LEN);
1733   n_bytes = session_tx_fifo_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1734                                         max_snd_bytes);
1735   b->current_length = n_bytes;
1736   ASSERT (n_bytes != 0 && (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)
1737                            || tc->snd_nxt == tc->snd_una_max
1738                            || tc->rto_boff > 1));
1739
1740   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1741   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1742   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1743   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1744
1745   /* Just sent new data, enable retransmit */
1746   tcp_retransmit_timer_update (tc);
1747 }
1748
1749 /**
1750  * Retransmit first unacked segment
1751  */
1752 int
1753 tcp_retransmit_first_unacked (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1754 {
1755   u32 bi, old_snd_nxt, n_bytes;
1756   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1757   vlib_buffer_t *b;
1758
1759   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1760   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1761
1762   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 1);
1763
1764   n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1765   if (!n_bytes)
1766     return -1;
1767
1768   bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1769   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1770   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1771
1772   return 0;
1773 }
1774
1775 static int
1776 tcp_fast_retransmit_unsent (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1777                             u32 burst_size)
1778 {
1779   u32 offset, n_segs = 0, n_written, bi;
1780   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1781   vlib_buffer_t *b = 0;
1782
1783   tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1784   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1785   while (n_segs < burst_size)
1786     {
1787       n_written = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, tc->snd_mss, &b);
1788       if (!n_written)
1789         goto done;
1790
1791       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1792       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1793       offset += n_written;
1794       n_segs += 1;
1795     }
1796
1797 done:
1798   return n_segs;
1799 }
1800
1801 #define scoreboard_rescue_rxt_valid(_sb, _tc)                   \
1802     (seq_geq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_una)                    \
1803         && seq_leq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_congestion))
1804
1805 /**
1806  * Do fast retransmit with SACKs
1807  */
1808 int
1809 tcp_fast_retransmit_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1810                           u32 burst_size)
1811 {
1812   u32 n_written = 0, offset, max_bytes, n_segs = 0, n_segs_now;
1813   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1814   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1815   vlib_buffer_t *b = 0;
1816   sack_scoreboard_t *sb;
1817   u32 bi, old_snd_nxt;
1818   int snd_space;
1819   u32 max_deq;
1820   u8 snd_limited = 0, can_rescue = 0;
1821
1822   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1823
1824   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1825   if (snd_space < tc->snd_mss)
1826     {
1827       tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1828       return 0;
1829     }
1830
1831   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1832   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1833   sb = &tc->sack_sb;
1834   hole = scoreboard_get_hole (sb, sb->cur_rxt_hole);
1835
1836   max_deq = transport_max_tx_dequeue (&tc->connection);
1837   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1838
1839   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1840     {
1841       hole = scoreboard_next_rxt_hole (sb, hole, max_deq, &can_rescue,
1842                                        &snd_limited);
1843       if (!hole)
1844         {
1845           if (max_deq)
1846             {
1847               snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1848               burst_size = clib_min (burst_size - n_segs,
1849                                      snd_space / tc->snd_mss);
1850               n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1851               if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1852                 tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1853               n_segs += n_segs_now;
1854               goto done;
1855             }
1856
1857           if (!can_rescue || scoreboard_rescue_rxt_valid (sb, tc))
1858             break;
1859
1860           /* If rescue rxt undefined or less than snd_una then one segment of
1861            * up to SMSS octets that MUST include the highest outstanding
1862            * unSACKed sequence number SHOULD be returned, and RescueRxt set to
1863            * RecoveryPoint. HighRxt MUST NOT be updated.
1864            */
1865           max_bytes = clib_min (tc->snd_mss,
1866                                 tc->snd_congestion - tc->snd_una);
1867           max_bytes = clib_min (max_bytes, snd_space);
1868           offset = tc->snd_congestion - tc->snd_una - max_bytes;
1869           sb->rescue_rxt = tc->snd_congestion;
1870           tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
1871           n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1872                                                       max_bytes, &b);
1873           if (!n_written)
1874             goto done;
1875
1876           bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1877           tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1878           n_segs += 1;
1879           break;
1880         }
1881
1882       max_bytes = clib_min (hole->end - sb->high_rxt, snd_space);
1883       max_bytes = snd_limited ? clib_min (max_bytes, tc->snd_mss) : max_bytes;
1884       if (max_bytes == 0)
1885         break;
1886
1887       offset = sb->high_rxt - tc->snd_una;
1888       tc->snd_nxt = sb->high_rxt;
1889       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset, max_bytes,
1890                                                   &b);
1891       ASSERT (n_written <= snd_space);
1892
1893       /* Nothing left to retransmit */
1894       if (n_written == 0)
1895         break;
1896
1897       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1898       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1899
1900       sb->high_rxt += n_written;
1901       snd_space -= n_written;
1902       n_segs += 1;
1903     }
1904
1905   if (hole)
1906     tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1907
1908 done:
1909   /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
1910   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1911   return n_segs;
1912 }
1913
1914 /**
1915  * Fast retransmit without SACK info
1916  */
1917 int
1918 tcp_fast_retransmit_no_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1919                              u32 burst_size)
1920 {
1921   u32 n_written = 0, offset = 0, bi, old_snd_nxt, max_deq, n_segs_now;
1922   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1923   int snd_space, n_segs = 0;
1924   vlib_buffer_t *b;
1925
1926   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1927   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1928   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1929
1930   if (!tcp_fastrecovery_first (tc))
1931     goto send_unsent;
1932
1933   /* RFC 6582: [If a partial ack], retransmit the first unacknowledged
1934    * segment. */
1935   snd_space = tc->sack_sb.last_bytes_delivered;
1936   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1937   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1938     {
1939       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1940                                                   tc->snd_mss, &b);
1941
1942       /* Nothing left to retransmit */
1943       if (n_written == 0)
1944         break;
1945
1946       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1947       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1948       snd_space -= n_written;
1949       offset += n_written;
1950       n_segs += 1;
1951     }
1952
1953   if (n_segs == burst_size)
1954     goto done;
1955
1956 send_unsent:
1957
1958   /* RFC 6582: Send a new segment if permitted by the new value of cwnd. */
1959   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1960   if (snd_space < tc->snd_mss || tc->snd_mss == 0)
1961     goto done;
1962
1963   max_deq = transport_max_tx_dequeue (&tc->connection);
1964   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1965   if (max_deq)
1966     {
1967       snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1968       burst_size = clib_min (burst_size - n_segs, snd_space / tc->snd_mss);
1969       n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1970       if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1971         tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1972       n_segs += n_segs_now;
1973     }
1974
1975   /* Restore snd_nxt */
1976   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1977
1978 done:
1979   tcp_fastrecovery_first_off (tc);
1980   return n_segs;
1981 }
1982
1983 /**
1984  * Do fast retransmit
1985  */
1986 int
1987 tcp_fast_retransmit (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1988                      u32 burst_size)
1989 {
1990   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
1991     return tcp_fast_retransmit_sack (wrk, tc, burst_size);
1992   else
1993     return tcp_fast_retransmit_no_sack (wrk, tc, burst_size);
1994 }
1995 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
1996
1997 static void
1998 tcp_output_handle_link_local (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
1999                               u16 * next0, u32 * error0)
2000 {
2001   ip_adjacency_t *adj;
2002   adj_index_t ai;
2003
2004   /* Not thread safe but as long as the connection exists the adj should
2005    * not be removed */
2006   ai = adj_nbr_find (FIB_PROTOCOL_IP6, VNET_LINK_IP6, &tc0->c_rmt_ip,
2007                      tc0->sw_if_index);
2008   if (ai == ADJ_INDEX_INVALID)
2009     {
2010       vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
2011       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2012       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
2013       return;
2014     }
2015
2016   adj = adj_get (ai);
2017   if (PREDICT_TRUE (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_REWRITE))
2018     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE;
2019   else if (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_ARP)
2020     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP;
2021   else
2022     {
2023       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2024       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
2025     }
2026   vnet_buffer (b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = ai;
2027 }
2028
2029 static void
2030 tcp46_output_trace_frame (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2031                           u32 * to_next, u32 n_bufs)
2032 {
2033   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
2034   tcp_connection_t *tc;
2035   tcp_tx_trace_t *t;
2036   vlib_buffer_t *b;
2037   tcp_header_t *th;
2038   int i;
2039
2040   for (i = 0; i < clib_min (n_trace, n_bufs); i++)
2041     {
2042       b = vlib_get_buffer (vm, to_next[i]);
2043       th = vlib_buffer_get_current (b);
2044       tc = tcp_connection_get (vnet_buffer (b)->tcp.connection_index,
2045                                vm->thread_index);
2046       t = vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*t));
2047       clib_memcpy_fast (&t->tcp_header, th, sizeof (t->tcp_header));
2048       clib_memcpy_fast (&t->tcp_connection, tc, sizeof (t->tcp_connection));
2049     }
2050 }
2051
2052 always_inline void
2053 tcp_output_push_ip (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
2054                     tcp_connection_t * tc0, u8 is_ip4)
2055 {
2056   tcp_header_t *th0 = 0;
2057
2058   th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2059   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OUTPUT, tc0, th0->flags, b0->current_length);
2060   if (is_ip4)
2061     {
2062       vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4, &tc0->c_rmt_ip4,
2063                             IP_PROTOCOL_TCP, 1);
2064       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2065       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2066       th0->checksum = 0;
2067     }
2068   else
2069     {
2070       ip6_header_t *ih0;
2071       ih0 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip6,
2072                                   &tc0->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
2073       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2074       vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = (u8 *) ih0 - b0->data;
2075       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2076       th0->checksum = 0;
2077     }
2078 }
2079
2080 always_inline void
2081 tcp_output_handle_packet (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
2082                           u32 * error0, u16 * next0, u8 is_ip4)
2083 {
2084
2085   if (PREDICT_FALSE (tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
2086     {
2087       *error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
2088       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2089       return;
2090     }
2091
2092   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = tc0->c_fib_index;
2093   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
2094
2095   if (!is_ip4)
2096     {
2097       if (PREDICT_FALSE (ip6_address_is_link_local_unicast (&tc0->c_rmt_ip6)))
2098         tcp_output_handle_link_local (tc0, b0, next0, error0);
2099     }
2100
2101   if (!TCP_ALWAYS_ACK)
2102     tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
2103 }
2104
2105 always_inline uword
2106 tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2107                      vlib_frame_t * frame, int is_ip4)
2108 {
2109   u32 n_left_from, *from, thread_index = vm->thread_index;
2110   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b;
2111   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next;
2112
2113   from = vlib_frame_vector_args (frame);
2114   n_left_from = frame->n_vectors;
2115   tcp_set_time_now (tcp_get_worker (thread_index));
2116
2117   if (PREDICT_FALSE (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE))
2118     tcp46_output_trace_frame (vm, node, from, n_left_from);
2119
2120   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
2121   b = bufs;
2122   next = nexts;
2123
2124   while (n_left_from >= 4)
2125     {
2126       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT, error1 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2127       tcp_connection_t *tc0, *tc1;
2128
2129       {
2130         vlib_prefetch_buffer_header (b[2], STORE);
2131         CLIB_PREFETCH (b[2]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2132
2133         vlib_prefetch_buffer_header (b[3], STORE);
2134         CLIB_PREFETCH (b[3]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2135       }
2136
2137       next[0] = next[1] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2138
2139       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2140                                 thread_index);
2141       tc1 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[1])->tcp.connection_index,
2142                                 thread_index);
2143
2144       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2145       tcp_output_push_ip (vm, b[1], tc1, is_ip4);
2146
2147       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2148       tcp_output_handle_packet (tc1, b[1], &error1, &next[1], is_ip4);
2149
2150       b += 2;
2151       next += 2;
2152       n_left_from -= 2;
2153     }
2154   while (n_left_from > 0)
2155     {
2156       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2157       tcp_connection_t *tc0;
2158
2159       if (n_left_from > 1)
2160         {
2161           vlib_prefetch_buffer_header (b[1], STORE);
2162           CLIB_PREFETCH (b[1]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2163         }
2164
2165       next[0] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2166       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2167                                 thread_index);
2168
2169       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2170       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2171
2172       b += 1;
2173       next += 1;
2174       n_left_from -= 1;
2175     }
2176
2177   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
2178   return frame->n_vectors;
2179 }
2180
2181 VLIB_NODE_FN (tcp4_output_node) (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2182                                  vlib_frame_t * from_frame)
2183 {
2184   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 1 /* is_ip4 */ );
2185 }
2186
2187 VLIB_NODE_FN (tcp6_output_node) (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2188                                  vlib_frame_t * from_frame)
2189 {
2190   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 0 /* is_ip4 */ );
2191 }
2192
2193 /* *INDENT-OFF* */
2194 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_output_node) =
2195 {
2196   .name = "tcp4-output",
2197   /* Takes a vector of packets. */
2198   .vector_size = sizeof (u32),
2199   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2200   .protocol_hint = VLIB_NODE_PROTO_HINT_TCP,
2201   .error_strings = tcp_error_strings,
2202   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2203   .next_nodes = {
2204 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2205     foreach_tcp4_output_next
2206 #undef _
2207   },
2208   .format_buffer = format_tcp_header,
2209   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2210 };
2211 /* *INDENT-ON* */
2212
2213 /* *INDENT-OFF* */
2214 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_output_node) =
2215 {
2216   .name = "tcp6-output",
2217     /* Takes a vector of packets. */
2218   .vector_size = sizeof (u32),
2219   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2220   .protocol_hint = VLIB_NODE_PROTO_HINT_TCP,
2221   .error_strings = tcp_error_strings,
2222   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2223   .next_nodes = {
2224 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2225     foreach_tcp6_output_next
2226 #undef _
2227   },
2228   .format_buffer = format_tcp_header,
2229   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2230 };
2231 /* *INDENT-ON* */
2232
2233 typedef enum _tcp_reset_next
2234 {
2235   TCP_RESET_NEXT_DROP,
2236   TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP,
2237   TCP_RESET_N_NEXT
2238 } tcp_reset_next_t;
2239
2240 #define foreach_tcp4_reset_next         \
2241   _(DROP, "error-drop")                 \
2242   _(IP_LOOKUP, "ip4-lookup")
2243
2244 #define foreach_tcp6_reset_next         \
2245   _(DROP, "error-drop")                 \
2246   _(IP_LOOKUP, "ip6-lookup")
2247
2248 static uword
2249 tcp46_send_reset_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2250                          vlib_frame_t * from_frame, u8 is_ip4)
2251 {
2252   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
2253   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
2254
2255   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
2256   n_left_from = from_frame->n_vectors;
2257
2258   next_index = node->cached_next_index;
2259
2260   while (n_left_from > 0)
2261     {
2262       u32 n_left_to_next;
2263
2264       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
2265
2266       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
2267         {
2268           u32 bi0;
2269           vlib_buffer_t *b0;
2270           tcp_tx_trace_t *t0;
2271           tcp_header_t *th0;
2272           u32 error0 = TCP_ERROR_RST_SENT, next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2273
2274           bi0 = from[0];
2275           to_next[0] = bi0;
2276           from += 1;
2277           to_next += 1;
2278           n_left_from -= 1;
2279           n_left_to_next -= 1;
2280
2281           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
2282
2283           if (tcp_make_reset_in_place (vm, b0, vnet_buffer (b0)->tcp.flags,
2284                                        my_thread_index, is_ip4))
2285             {
2286               error0 = TCP_ERROR_LOOKUP_DROPS;
2287               next0 = TCP_RESET_NEXT_DROP;
2288               goto done;
2289             }
2290
2291           /* Prepare to send to IP lookup */
2292           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
2293           next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2294
2295         done:
2296           b0->error = node->errors[error0];
2297           b0->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
2298           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
2299             {
2300               th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2301               if (is_ip4)
2302                 th0 = ip4_next_header ((ip4_header_t *) th0);
2303               else
2304                 th0 = ip6_next_header ((ip6_header_t *) th0);
2305               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
2306               clib_memcpy_fast (&t0->tcp_header, th0,
2307                                 sizeof (t0->tcp_header));
2308             }
2309
2310           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
2311                                            n_left_to_next, bi0, next0);
2312         }
2313       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
2314     }
2315   return from_frame->n_vectors;
2316 }
2317
2318 VLIB_NODE_FN (tcp4_reset_node) (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2319                                 vlib_frame_t * from_frame)
2320 {
2321   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 1);
2322 }
2323
2324 VLIB_NODE_FN (tcp6_reset_node) (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2325                                 vlib_frame_t * from_frame)
2326 {
2327   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 0);
2328 }
2329
2330 /* *INDENT-OFF* */
2331 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_reset_node) = {
2332   .name = "tcp4-reset",
2333   .vector_size = sizeof (u32),
2334   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2335   .error_strings = tcp_error_strings,
2336   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2337   .next_nodes = {
2338 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2339     foreach_tcp4_reset_next
2340 #undef _
2341   },
2342   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2343 };
2344 /* *INDENT-ON* */
2345
2346 /* *INDENT-OFF* */
2347 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_reset_node) = {
2348   .name = "tcp6-reset",
2349   .vector_size = sizeof (u32),
2350   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2351   .error_strings = tcp_error_strings,
2352   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2353   .next_nodes = {
2354 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2355     foreach_tcp6_reset_next
2356 #undef _
2357   },
2358   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2359 };
2360 /* *INDENT-ON* */
2361
2362 /*
2363  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2364  *
2365  * Local Variables:
2366  * eval: (c-set-style "gnu")
2367  * End:
2368  */