Improvements to tcp rx path and debugging
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp.c
index de4edfa..a221415 100644 (file)
@@ -16,6 +16,7 @@
 #include <vnet/tcp/tcp.h>
 #include <vnet/session/session.h>
 #include <vnet/fib/fib.h>
+#include <vnet/dpo/load_balance.h>
 #include <math.h>
 
 tcp_main_t tcp_main;
@@ -73,8 +74,16 @@ static void
 tcp_connection_unbind (u32 listener_index)
 {
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_UNBIND,
-              pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index));
+  tcp_connection_t *tc;
+
+  tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
+
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_UNBIND, tc);
+
+  /* Poison the entry */
+  if (CLIB_DEBUG > 0)
+    memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
+
   pool_put_index (tm->listener_pool, listener_index);
 }
 
@@ -123,9 +132,20 @@ tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
 
   /* Check if half-open */
   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
-    pool_put (tm->half_open_connections, tc);
+    {
+      /* Poison the entry */
+      if (CLIB_DEBUG > 0)
+       memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
+      pool_put (tm->half_open_connections, tc);
+    }
   else
-    pool_put (tm->connections[tc->c_thread_index], tc);
+    {
+      int thread_index = tc->c_thread_index;
+      /* Poison the entry */
+      if (CLIB_DEBUG > 0)
+       memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
+      pool_put (tm->connections[thread_index], tc);
+    }
 }
 
 /**
@@ -143,6 +163,33 @@ tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
   tcp_connection_cleanup (tc);
 }
 
+/**
+ * Cleanup half-open connection
+ */
+void
+tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  if (CLIB_DEBUG)
+    memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
+  clib_spinlock_lock (&tm->half_open_lock);
+  pool_put (tm->half_open_connections, tc);
+  clib_spinlock_unlock (&tm->half_open_lock);
+}
+
+tcp_connection_t *
+tcp_connection_new (u8 thread_index)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  tcp_connection_t *tc;
+
+  pool_get (tm->connections[thread_index], tc);
+  memset (tc, 0, sizeof (*tc));
+  tc->c_c_index = tc - tm->connections[thread_index];
+  tc->c_thread_index = thread_index;
+  return tc;
+}
+
 /** Notify session that connection has been reset.
  *
  * Switch state to closed and wait for session to call cleanup.
@@ -150,11 +197,38 @@ tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
 void
 tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
 {
-  if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
-    return;
-
-  tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
-  stream_session_reset_notify (&tc->connection);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_RCVD, tc);
+  switch (tc->state)
+    {
+    case TCP_STATE_SYN_RCVD:
+      /* Cleanup everything. App wasn't notified yet */
+      stream_session_delete_notify (&tc->connection);
+      tcp_connection_cleanup (tc);
+      break;
+    case TCP_STATE_SYN_SENT:
+      /* XXX remove sst from call */
+      stream_session_connect_notify (&tc->connection, tc->connection.proto,
+                                    1 /* fail */ );
+      tcp_connection_cleanup (tc);
+      break;
+    case TCP_STATE_ESTABLISHED:
+    case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
+    case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
+    case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
+    case TCP_STATE_CLOSING:
+      tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
+
+      /* Make sure all timers are cleared */
+      tcp_connection_timers_reset (tc);
+      stream_session_reset_notify (&tc->connection);
+
+      /* Wait for cleanup from session layer but not forever */
+      tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
+      break;
+    case TCP_STATE_CLOSED:
+      return;
+    }
 }
 
 /**
@@ -176,8 +250,8 @@ tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CLOSE, tc);
 
   /* Send FIN if needed */
-  if (tc->state == TCP_STATE_ESTABLISHED || tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD
-      || tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
+  if (tc->state == TCP_STATE_ESTABLISHED
+      || tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD || tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
     tcp_send_fin (tc);
 
   /* Switch state */
@@ -187,6 +261,7 @@ tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
     tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
   else if (tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
     tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
 
   /* If in CLOSED and WAITCLOSE timer is not set, delete connection now */
   if (tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID
@@ -210,6 +285,7 @@ tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
 
   /* Wait for the session tx events to clear */
   tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
 }
 
@@ -247,7 +323,7 @@ ip_interface_get_first_ip (u32 sw_if_index, u8 is_ip4)
  * Allocate local port and add if successful add entry to local endpoint
  * table to mark the pair as used.
  */
-u16
+int
 tcp_allocate_local_port (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * ip)
 {
   transport_endpoint_t *tep;
@@ -258,6 +334,9 @@ tcp_allocate_local_port (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * ip)
   tries = max - min;
   time_now = tcp_time_now ();
 
+  /* Only support active opens from thread 0 */
+  ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
+
   /* Start at random point or max */
   pool_get (tm->local_endpoints, tep);
   clib_memcpy (&tep->ip, ip, sizeof (*ip));
@@ -323,6 +402,101 @@ tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc)
     }
 }
 
+#if 0
+typedef struct ip4_tcp_hdr
+{
+  ip4_header_t ip;
+  tcp_header_t tcp;
+} ip4_tcp_hdr_t;
+
+typedef struct ip6_tcp_hdr
+{
+  ip6_header_t ip;
+  tcp_header_t tcp;
+} ip6_tcp_hdr_t;
+
+static void
+tcp_connection_select_lb_bucket (tcp_connection_t * tc, const dpo_id_t * dpo,
+                                dpo_id_t * result)
+{
+  const dpo_id_t *choice;
+  load_balance_t *lb;
+  int hash;
+
+  lb = load_balance_get (dpo->dpoi_index);
+  if (tc->c_is_ip4)
+    {
+      ip4_tcp_hdr_t hdr;
+      memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
+      hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
+      hdr.ip.address_pair.src.as_u32 = tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32;
+      hdr.ip.address_pair.dst.as_u32 = tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
+      hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
+      hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
+      hash = ip4_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
+    }
+  else
+    {
+      ip6_tcp_hdr_t hdr;
+      memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
+      hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
+      clib_memcpy (&hdr.ip.src_address, &tc->c_lcl_ip.ip6,
+                  sizeof (ip6_address_t));
+      clib_memcpy (&hdr.ip.dst_address, &tc->c_rmt_ip.ip6,
+                  sizeof (ip6_address_t));
+      hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
+      hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
+      hash = ip6_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
+    }
+  choice = load_balance_get_bucket_i (lb, hash & lb->lb_n_buckets_minus_1);
+  dpo_copy (result, choice);
+}
+
+fib_node_index_t
+tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
+{
+  fib_prefix_t prefix;
+
+  clib_memcpy (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
+  prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
+  prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
+  return fib_table_lookup (0, &prefix);
+}
+
+static int
+tcp_connection_stack_on_fib_entry (tcp_connection_t * tc)
+{
+  dpo_id_t choice = DPO_INVALID;
+  u32 output_node_index;
+  fib_entry_t *fe;
+
+  fe = fib_entry_get (tc->c_rmt_fei);
+  if (fe->fe_lb.dpoi_type != DPO_LOAD_BALANCE)
+    return -1;
+
+  tcp_connection_select_lb_bucket (tc, &fe->fe_lb, &choice);
+
+  output_node_index =
+    tc->c_is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
+  dpo_stack_from_node (output_node_index, &tc->c_rmt_dpo, &choice);
+  return 0;
+}
+
+/** Stack tcp connection on peer's fib entry.
+ *
+ * This ultimately populates the dpo the connection will use to send packets.
+ */
+static void
+tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
+{
+  tc->c_rmt_fei = tcp_lookup_rmt_in_fib (tc);
+
+  ASSERT (tc->c_rmt_fei != FIB_NODE_INDEX_INVALID);
+
+  tcp_connection_stack_on_fib_entry (tc);
+}
+#endif /* 0 */
+
 /** Initialize tcp connection variables
  *
  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
@@ -331,9 +505,10 @@ void
 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
 {
   tcp_connection_timers_init (tc);
-  tcp_set_snd_mss (tc);
+  tcp_init_mss (tc);
   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
   tcp_cc_init (tc);
+  //  tcp_connection_fib_attach (tc);
 }
 
 int
@@ -342,9 +517,10 @@ tcp_connection_open (ip46_address_t * rmt_addr, u16 rmt_port, u8 is_ip4)
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   tcp_connection_t *tc;
   fib_prefix_t prefix;
-  u32 fei, sw_if_index;
+  fib_node_index_t fei;
+  u32 sw_if_index;
   ip46_address_t lcl_addr;
-  u16 lcl_port;
+  int lcl_port;
 
   /*
    * Find the local address and allocate port
@@ -360,24 +536,55 @@ tcp_connection_open (ip46_address_t * rmt_addr, u16 rmt_port, u8 is_ip4)
 
   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
-    return -1;
+    {
+      clib_warning ("no route to destination");
+      return -1;
+    }
 
   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
 
   if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
-    return -1;
+    {
+      clib_warning ("no resolving interface for %U", format_ip46_address,
+                   rmt_addr, IP46_TYPE_IP4);
+      return -1;
+    }
 
   if (is_ip4)
     {
       ip4_address_t *ip4;
-      ip4 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 1);
-      lcl_addr.ip4.as_u32 = ip4->as_u32;
+      int index;
+      if (vec_len (tm->ip4_src_addresses))
+       {
+         index = tm->last_v4_address_rotor++;
+         if (tm->last_v4_address_rotor >= vec_len (tm->ip4_src_addresses))
+           tm->last_v4_address_rotor = 0;
+         lcl_addr.ip4.as_u32 = tm->ip4_src_addresses[index].as_u32;
+       }
+      else
+       {
+         ip4 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 1);
+         lcl_addr.ip4.as_u32 = ip4->as_u32;
+       }
     }
   else
     {
       ip6_address_t *ip6;
-      ip6 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 0);
-      clib_memcpy (&lcl_addr.ip6, ip6, sizeof (*ip6));
+      int index;
+
+      if (vec_len (tm->ip6_src_addresses))
+       {
+         index = tm->last_v6_address_rotor++;
+         if (tm->last_v6_address_rotor >= vec_len (tm->ip6_src_addresses))
+           tm->last_v6_address_rotor = 0;
+         clib_memcpy (&lcl_addr.ip6, &tm->ip6_src_addresses[index],
+                      sizeof (*ip6));
+       }
+      else
+       {
+         ip6 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 0);
+         clib_memcpy (&lcl_addr.ip6, ip6, sizeof (*ip6));
+       }
     }
 
   /* Allocate source port */
@@ -406,11 +613,9 @@ tcp_connection_open (ip46_address_t * rmt_addr, u16 rmt_port, u8 is_ip4)
   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
   tcp_connection_timers_init (tc);
 
-  tcp_send_syn (tc);
-
-  tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
-
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OPEN, tc);
+  tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
+  tcp_send_syn (tc);
 
   return tc->c_c_index;
 }
@@ -442,13 +647,12 @@ const char *tcp_fsm_states[] = {
 u8 *
 format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
 {
-  tcp_state_t *state = va_arg (*args, tcp_state_t *);
+  u32 state = va_arg (*args, u32);
 
-  if (*state < TCP_N_STATES)
-    s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[*state]);
+  if (state < TCP_N_STATES)
+    s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[state]);
   else
-    s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", *state, *state);
-
+    s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", state, state);
   return s;
 }
 
@@ -462,7 +666,7 @@ u8 *
 format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
 {
   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
-  int i, last = 0;
+  int i, last = -1;
 
   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
     if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
@@ -475,7 +679,7 @@ format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
        s = format (s, "%s,", tcp_conn_timers[i]);
     }
 
-  if (last > 0)
+  if (last >= 0)
     s = format (s, "%s]", tcp_conn_timers[i]);
   else
     s = format (s, "]");
@@ -484,7 +688,56 @@ format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
 }
 
 u8 *
-format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
+format_tcp_congestion_status (u8 * s, va_list * args)
+{
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  if (tcp_in_recovery (tc))
+    s = format (s, "recovery");
+  else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
+    s = format (s, "fastrecovery");
+  else
+    s = format (s, "none");
+  return s;
+}
+
+u8 *
+format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
+{
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
+             tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
+             tc->snd_una_max - tc->iss);
+  s = format (s, " rcv_nxt %u rcv_las %u\n",
+             tc->rcv_nxt - tc->irs, tc->rcv_las - tc->irs);
+  s = format (s, " snd_wnd %u rcv_wnd %u snd_wl1 %u snd_wl2 %u\n",
+             tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->snd_wl1 - tc->irs,
+             tc->snd_wl2 - tc->iss);
+  s = format (s, " flight size %u send space %u rcv_wnd_av %d\n",
+             tcp_flight_size (tc), tcp_available_snd_space (tc),
+             tcp_rcv_wnd_available (tc));
+  s = format (s, " cong %U ", format_tcp_congestion_status, tc);
+  s = format (s, "cwnd %u ssthresh %u rtx_bytes %u bytes_acked %u\n",
+             tc->cwnd, tc->ssthresh, tc->snd_rxt_bytes, tc->bytes_acked);
+  s = format (s, " prev_ssthresh %u snd_congestion %u dupack %u",
+             tc->prev_ssthresh, tc->snd_congestion - tc->iss,
+             tc->rcv_dupacks);
+  s = format (s, " limited_transmit %u\n", tc->limited_transmit - tc->iss);
+  s = format (s, " tsecr %u tsecr_last_ack %u\n", tc->rcv_opts.tsecr,
+             tc->tsecr_last_ack);
+  s = format (s, " rto %u rto_boff %u srtt %u rttvar %u rtt_ts %u ", tc->rto,
+             tc->rto_boff, tc->srtt, tc->rttvar, tc->rtt_ts);
+  s = format (s, "rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq);
+  s = format (s, " tsval_recent %u tsval_recent_age %u\n", tc->tsval_recent,
+             tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
+  s = format (s, " scoreboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb);
+  if (vec_len (tc->snd_sacks))
+    s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
+
+  return s;
+}
+
+u8 *
+format_tcp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
 {
   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
   if (!tc)
@@ -508,11 +761,19 @@ format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
 }
 
 u8 *
-format_tcp_connection_verbose (u8 * s, va_list * args)
+format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
 {
   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
-  s = format (s, "%U %U %U", format_tcp_connection, tc, format_tcp_state,
-             &tc->state, format_tcp_timers, tc);
+  u32 verbose = va_arg (*args, u32);
+
+  s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
+  if (verbose)
+    {
+      s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
+      if (verbose > 1)
+       s = format (s, " %U\n%U", format_tcp_timers, tc, format_tcp_vars, tc);
+    }
+
   return s;
 }
 
@@ -521,13 +782,15 @@ format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
 {
   u32 tci = va_arg (*args, u32);
   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
+  u32 verbose = va_arg (*args, u32);
   tcp_connection_t *tc;
 
   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
   if (tc)
-    return format (s, "%U", format_tcp_connection, tc);
+    s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
   else
-    return format (s, "empty");
+    s = format (s, "empty");
+  return s;
 }
 
 u8 *
@@ -535,7 +798,7 @@ format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
 {
   u32 tci = va_arg (*args, u32);
   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
-  return format (s, "%U", format_tcp_connection, tc);
+  return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
 }
 
 u8 *
@@ -543,7 +806,88 @@ format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
 {
   u32 tci = va_arg (*args, u32);
   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
-  return format (s, "%U", format_tcp_connection, tc);
+  return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
+}
+
+u8 *
+format_tcp_sacks (u8 * s, va_list * args)
+{
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  sack_block_t *sacks = tc->snd_sacks;
+  sack_block_t *block;
+  int i, len = 0;
+
+  len = vec_len (sacks);
+  for (i = 0; i < len - 1; i++)
+    {
+      block = &sacks[i];
+      s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->irs,
+                 block->end - tc->irs);
+    }
+  if (len)
+    {
+      block = &sacks[len - 1];
+      s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->irs,
+                 block->end - tc->irs);
+    }
+  return s;
+}
+
+u8 *
+format_tcp_rcv_sacks (u8 * s, va_list * args)
+{
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  sack_block_t *sacks = tc->rcv_opts.sacks;
+  sack_block_t *block;
+  int i, len = 0;
+
+  len = vec_len (sacks);
+  for (i = 0; i < len - 1; i++)
+    {
+      block = &sacks[i];
+      s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->iss,
+                 block->end - tc->iss);
+    }
+  if (len)
+    {
+      block = &sacks[len - 1];
+      s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->iss,
+                 block->end - tc->iss);
+    }
+  return s;
+}
+
+u8 *
+format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
+{
+  sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
+  s = format (s, "[%u, %u]", hole->start, hole->end);
+  return s;
+}
+
+u8 *
+format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
+{
+  sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
+  sack_scoreboard_hole_t *hole;
+  s = format (s, "sacked_bytes %u last_sacked_bytes %u lost_bytes %u\n",
+             sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes);
+  s = format (s, " last_bytes_delivered %u high_sacked %u snd_una_adv %u\n",
+             sb->last_bytes_delivered, sb->high_sacked, sb->snd_una_adv);
+  s = format (s, " cur_rxt_hole %u high_rxt %u rescue_rxt %u",
+             sb->cur_rxt_hole, sb->high_rxt, sb->rescue_rxt);
+
+  hole = scoreboard_first_hole (sb);
+  if (hole)
+    s = format (s, "\n head %u tail %u holes:\n", sb->head, sb->tail);
+
+  while (hole)
+    {
+      s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole);
+      hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
+    }
+
+  return s;
 }
 
 transport_connection_t *
@@ -560,42 +904,94 @@ tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
   return &tc->connection;
 }
 
+/**
+ * Compute maximum segment size for session layer.
+ *
+ * Since the result needs to be the actual data length, it first computes
+ * the tcp options to be used in the next burst and subtracts their
+ * length from the connection's snd_mss.
+ */
 u16
 tcp_session_send_mss (transport_connection_t * trans_conn)
 {
   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
+
+  /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
+   * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
+   * the current state of the connection. */
+  tcp_update_snd_mss (tc);
+
   return tc->snd_mss;
 }
 
+always_inline u32
+tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
+{
+  if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
+    {
+      return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
+    }
+
+  /* If we can't write at least a segment, don't try at all */
+  if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
+    {
+      if (snd_space > clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - TCP_HDR_LEN_MAX)
+       return snd_space;
+      return 0;
+    }
+
+  /* round down to mss multiple */
+  return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
+}
+
 /**
  * Compute tx window session is allowed to fill.
+ *
+ * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
+ * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
+ * of snd_mss.
+ *
+ * @param tc tcp connection
+ * @return number of bytes session is allowed to write
  */
 u32
-tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
+tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
 {
-  u32 snd_space, chunk;
-  tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
+  int snd_space, snt_limited;
 
-  /* If we haven't gotten dupacks or if we did and have gotten sacked bytes
-   * then we can still send */
-  if (PREDICT_TRUE (tcp_in_fastrecovery (tc) == 0
-                   && (tc->rcv_dupacks == 0
-                       || tc->sack_sb.last_sacked_bytes)))
+  if (PREDICT_TRUE (tcp_in_cong_recovery (tc) == 0))
     {
-      chunk = tc->snd_wnd > tc->snd_mss ? tc->snd_mss : tc->snd_wnd;
       snd_space = tcp_available_snd_space (tc);
 
-      /* If we can't write at least a segment, don't try at all */
-      if (chunk == 0 || snd_space < chunk)
-       return 0;
+      /* If we haven't gotten dupacks or if we did and have gotten sacked
+       * bytes then we can still send as per Limited Transmit (RFC3042) */
+      if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks != 0
+                        && (tcp_opts_sack_permitted (tc)
+                            && tc->sack_sb.last_sacked_bytes == 0)))
+       {
+         if (tc->rcv_dupacks == 1 && tc->limited_transmit != tc->snd_nxt)
+           tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
+         ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
 
-      /* round down to mss multiple */
-      return snd_space - (snd_space % chunk);
+         snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
+         snd_space = clib_max (2 * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
+       }
+      return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
+    }
+
+  if (tcp_in_recovery (tc))
+    {
+      tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+      snd_space = tcp_available_wnd (tc) - tc->snd_rxt_bytes
+       - (tc->snd_una_max - tc->snd_congestion);
+      if (snd_space <= 0 || (tc->snd_una_max - tc->snd_una) >= tc->snd_wnd)
+       return 0;
+      return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
     }
 
   /* If in fast recovery, send 1 SMSS if wnd allows */
-  if (tcp_in_fastrecovery (tc) && tcp_available_snd_space (tc)
-      && tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
+  if (tcp_in_fastrecovery (tc)
+      && tcp_available_snd_space (tc) && !tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
     {
       tcp_fastrecovery_1_smss_on (tc);
       return tc->snd_mss;
@@ -604,6 +1000,19 @@ tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
   return 0;
 }
 
+u32
+tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
+{
+  tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
+  return tcp_snd_space (tc);
+}
+
+i32
+tcp_rcv_wnd_available (tcp_connection_t * tc)
+{
+  return (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
+}
+
 u32
 tcp_session_tx_fifo_offset (transport_connection_t * trans_conn)
 {
@@ -768,6 +1177,8 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
   clib_error_t *error = 0;
   u32 num_threads;
+  int thread, i;
+  tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
 
   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
     return error;
@@ -800,6 +1211,27 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
 
+  /*
+   * Preallocate connections
+   */
+  for (thread = 0; thread < num_threads; thread++)
+    {
+      for (i = 0; i < tm->preallocated_connections; i++)
+       pool_get (tm->connections[thread], tc);
+
+      for (i = 0; i < tm->preallocated_connections; i++)
+       pool_put_index (tm->connections[thread], i);
+    }
+
+  /*
+   * Preallocate half-open connections
+   */
+  for (i = 0; i < tm->preallocated_half_open_connections; i++)
+    pool_get (tm->half_open_connections, tc);
+
+  for (i = 0; i < tm->preallocated_half_open_connections; i++)
+    pool_put_index (tm->half_open_connections, i);
+
   /* Initialize per worker thread tx buffers (used for control messages) */
   vec_validate (tm->tx_buffers, num_threads - 1);
 
@@ -807,8 +1239,6 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   vec_validate (tm->timer_wheels, num_threads - 1);
   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
 
-//  vec_validate (tm->delack_connections, num_threads - 1);
-
   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
    * monotonically increasing timestamps. */
   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
@@ -817,7 +1247,7 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   clib_bihash_init_24_8 (&tm->local_endpoints_table, "local endpoint table",
                         200000 /* $$$$ config parameter nbuckets */ ,
                         (64 << 20) /*$$$ config parameter table size */ );
-
+  clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
   return error;
 }
 
@@ -844,7 +1274,6 @@ tcp_init (vlib_main_t * vm)
 {
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
 
-  tm->vlib_main = vm;
   tm->vnet_main = vnet_get_main ();
   tm->is_enabled = 0;
 
@@ -853,6 +1282,279 @@ tcp_init (vlib_main_t * vm)
 
 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
 
+
+static clib_error_t *
+tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+
+  while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
+    {
+      if (unformat
+         (input, "preallocated-connections %d",
+          &tm->preallocated_connections))
+       ;
+      else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
+                        &tm->preallocated_half_open_connections))
+       ;
+      else
+       return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
+                                 format_unformat_error, input);
+    }
+  return 0;
+}
+
+VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
+
+static clib_error_t *
+tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
+                unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  ip4_address_t v4start, v4end;
+  ip6_address_t v6start, v6end;
+  int v4set = 0;
+  int v6set = 0;
+
+  while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
+    {
+      if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
+                   unformat_ip4_address, &v4end))
+       v4set = 1;
+      else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
+       {
+         memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
+         v4set = 1;
+       }
+      else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
+                        unformat_ip4_address, &v6end))
+       v6set = 1;
+      else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
+       {
+         memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v4start));
+         v6set = 1;
+       }
+      else
+       break;
+    }
+
+  if (!v4set && !v6set)
+    return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
+
+  if (v4set)
+    {
+      u32 tmp;
+
+      do
+       {
+         vec_add1 (tm->ip4_src_addresses, v4start);
+         tmp = clib_net_to_host_u32 (v4start.as_u32);
+         tmp++;
+         v4start.as_u32 = clib_host_to_net_u32 (tmp);
+       }
+      while (clib_host_to_net_u32 (v4start.as_u32) <=
+            clib_host_to_net_u32 (v4end.as_u32));
+    }
+  if (v6set)
+    {
+      clib_warning ("v6 src address list unimplemented...");
+    }
+  return 0;
+}
+
+/* *INDENT-OFF* */
+VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
+{
+  .path = "tcp src-address",
+  .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
+  .function = tcp_src_address,
+};
+/* *INDENT-ON* */
+
+static u8 *
+tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
+{
+#if TCP_SCOREBOARD_TRACE
+
+  scoreboard_trace_elt_t *block;
+  int i = 0;
+
+  if (!sb->trace)
+    return s;
+
+  s = format (s, "scoreboard trace:");
+  vec_foreach (block, sb->trace)
+  {
+    s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
+               block->ack, block->snd_una_max, block->group);
+    if ((++i % 3) == 0)
+      s = format (s, "\n");
+  }
+  return s;
+#else
+  return 0;
+#endif
+}
+
+static clib_error_t *
+tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
+                             vlib_cli_command_t * cmd_arg)
+{
+  transport_connection_t *tconn = 0;
+  tcp_connection_t *tc;
+  u8 *s = 0;
+  while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
+    {
+      if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
+                   TRANSPORT_PROTO_TCP))
+       ;
+      else
+       return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
+                                 format_unformat_error, input);
+    }
+
+  if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
+    {
+      vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
+      return 0;
+    }
+
+  tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
+  s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
+  vlib_cli_output (vm, "%v", s);
+  return 0;
+}
+
+/* *INDENT-OFF* */
+VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
+{
+  .path = "show tcp scoreboard trace",
+  .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
+  .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
+};
+/* *INDENT-ON* */
+
+u8 *
+tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
+{
+  int i, trace_len;
+  scoreboard_trace_elt_t *trace;
+  u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
+  tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
+  sack_block_t *block;
+
+  if (!tc)
+    return s;
+
+  memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
+  tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
+  scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
+  dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
+
+#if TCP_SCOREBOARD_TRACE
+  trace = tc->sack_sb.trace;
+  trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
+#else
+  trace = 0;
+  trace_len = 0;
+#endif
+
+  for (i = 0; i < trace_len; i++)
+    {
+      if (trace[i].ack != 0)
+       {
+         dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
+         dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
+       }
+    }
+
+  left = 0;
+  while (left < trace_len)
+    {
+      group = trace[left].group;
+      vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
+      has_new_ack = 0;
+      while (trace[left].group == group)
+       {
+         if (trace[left].ack != 0)
+           {
+             if (verbose)
+               s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
+                           trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
+             dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
+             next_ack = trace[left].ack;
+             has_new_ack = 1;
+           }
+         else
+           {
+             if (verbose)
+               s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
+                           trace[left].end);
+             vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
+             block->start = trace[left].start;
+             block->end = trace[left].end;
+           }
+         left++;
+       }
+
+      /* Push segments */
+      tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
+      if (has_new_ack)
+       dummy_tc->snd_una = next_ack + dummy_tc->sack_sb.snd_una_adv;
+
+      if (verbose)
+       s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
+                   &dummy_tc->sack_sb);
+
+    }
+  s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
+
+  return s;
+}
+
+static clib_error_t *
+tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
+                        vlib_cli_command_t * cmd_arg)
+{
+  transport_connection_t *tconn = 0;
+  tcp_connection_t *tc = 0;
+  u8 *str = 0;
+  while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
+    {
+      if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
+                   TRANSPORT_PROTO_TCP))
+       ;
+      else
+       return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
+                                 format_unformat_error, input);
+    }
+
+  if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
+    {
+      vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
+      return 0;
+    }
+
+  tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
+  if (!tc)
+    {
+      vlib_cli_output (vm, "connection not found");
+      return 0;
+    }
+  str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
+  vlib_cli_output (vm, "%v", str);
+  return 0;
+}
+
+/* *INDENT-OFF* */
+VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
+{
+  .path = "tcp replay scoreboard",
+  .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
+  .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
+};
+/* *INDENT-ON* */
+
 /*
  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
  *