tcp: fix error counters
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp.h
index 2f5da10..a1491b9 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2016 Cisco and/or its affiliates.
+ * Copyright (c) 2016-2019 Cisco and/or its affiliates.
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
  * You may obtain a copy of the License at:
 
 #include <vnet/vnet.h>
 #include <vnet/ip/ip.h>
-#include <vnet/tcp/tcp_packet.h>
-#include <vnet/tcp/tcp_timer.h>
-#include <vnet/session/transport.h>
 #include <vnet/session/session.h>
+#include <vnet/tcp/tcp_types.h>
+#include <vnet/tcp/tcp_timer.h>
 #include <vnet/tcp/tcp_debug.h>
+#include <vnet/tcp/tcp_sack.h>
+#include <vnet/tcp/tcp_bt.h>
+#include <vnet/tcp/tcp_cc.h>
 
-#define TCP_TICK 10e-3                 /**< TCP tick period (s) */
-#define THZ 1/TCP_TICK                 /**< TCP tick frequency */
-#define TCP_TSTAMP_RESOLUTION TCP_TICK /**< Time stamp resolution */
-#define TCP_PAWS_IDLE 24 * 24 * 60 * 60 * THZ /**< 24 days */
-#define TCP_MAX_OPTION_SPACE 40
-
-#define TCP_DUPACK_THRESHOLD   3
-#define TCP_MAX_RX_FIFO_SIZE   2 << 20
-#define TCP_IW_N_SEGMENTS      10
-#define TCP_ALWAYS_ACK         0       /**< If on, we always ack */
-
-/** TCP FSM state definitions as per RFC793. */
-#define foreach_tcp_fsm_state   \
-  _(CLOSED, "CLOSED")           \
-  _(LISTEN, "LISTEN")           \
-  _(SYN_SENT, "SYN_SENT")       \
-  _(SYN_RCVD, "SYN_RCVD")       \
-  _(ESTABLISHED, "ESTABLISHED") \
-  _(CLOSE_WAIT, "CLOSE_WAIT")   \
-  _(FIN_WAIT_1, "FIN_WAIT_1")   \
-  _(LAST_ACK, "LAST_ACK")       \
-  _(CLOSING, "CLOSING")         \
-  _(FIN_WAIT_2, "FIN_WAIT_2")   \
-  _(TIME_WAIT, "TIME_WAIT")
-
-typedef enum _tcp_state
-{
-#define _(sym, str) TCP_STATE_##sym,
-  foreach_tcp_fsm_state
-#undef _
-  TCP_N_STATES
-} tcp_state_t;
-
-format_function_t format_tcp_state;
+typedef void (timer_expiration_handler) (tcp_connection_t * tc);
 
-/** TCP timers */
-#define foreach_tcp_timer               \
-  _(RETRANSMIT, "RETRANSMIT")           \
-  _(DELACK, "DELAYED ACK")              \
-  _(PERSIST, "PERSIST")                 \
-  _(KEEP, "KEEP")                       \
-  _(WAITCLOSE, "WAIT CLOSE")            \
-  _(RETRANSMIT_SYN, "RETRANSMIT SYN")   \
-  _(ESTABLISH, "ESTABLISH")
-
-typedef enum _tcp_timers
-{
-#define _(sym, str) TCP_TIMER_##sym,
-  foreach_tcp_timer
-#undef _
-  TCP_N_TIMERS
-} tcp_timers_e;
-
-typedef void (timer_expiration_handler) (u32 index);
-
-extern timer_expiration_handler tcp_timer_delack_handler;
 extern timer_expiration_handler tcp_timer_retransmit_handler;
 extern timer_expiration_handler tcp_timer_persist_handler;
 extern timer_expiration_handler tcp_timer_retransmit_syn_handler;
 
-#define TCP_TIMER_HANDLE_INVALID ((u32) ~0)
-
-/* Timer delays as multiples of 100ms */
-#define TCP_TO_TIMER_TICK       TCP_TICK*10    /* Period for converting from TCP
-                                                * ticks to timer units */
-#define TCP_DELACK_TIME         1      /* 0.1s */
-#define TCP_ESTABLISH_TIME      750    /* 75s */
-#define TCP_2MSL_TIME           300    /* 30s */
-#define TCP_CLOSEWAIT_TIME     1       /* 0.1s */
-#define TCP_CLEANUP_TIME       5       /* 0.5s Time to wait before cleanup */
-
-#define TCP_RTO_MAX 60 * THZ   /* Min max RTO (60s) as per RFC6298 */
-#define TCP_RTT_MAX 30 * THZ   /* 30s (probably too much) */
-#define TCP_RTO_SYN_RETRIES 3  /* SYN retries without doubling RTO */
-#define TCP_RTO_INIT 1 * THZ   /* Initial retransmit timer */
-
-void tcp_update_time (f64 now, u32 thread_index);
-
-/** TCP connection flags */
-#define foreach_tcp_connection_flag             \
-  _(SNDACK, "Send ACK")                         \
-  _(FINSNT, "FIN sent")                                \
-  _(SENT_RCV_WND0, "Sent 0 receive window")     \
-  _(RECOVERY, "Recovery on")                    \
-  _(FAST_RECOVERY, "Fast Recovery on")         \
-  _(FR_1_SMSS, "Sent 1 SMSS")
-
-typedef enum _tcp_connection_flag_bits
-{
-#define _(sym, str) TCP_CONN_##sym##_BIT,
-  foreach_tcp_connection_flag
-#undef _
-  TCP_CONN_N_FLAG_BITS
-} tcp_connection_flag_bits_e;
-
-typedef enum _tcp_connection_flag
-{
-#define _(sym, str) TCP_CONN_##sym = 1 << TCP_CONN_##sym##_BIT,
-  foreach_tcp_connection_flag
-#undef _
-  TCP_CONN_N_FLAGS
-} tcp_connection_flags_e;
-
-/** TCP buffer flags */
-#define foreach_tcp_buf_flag                            \
-  _ (ACK)       /**< Sending ACK. */                    \
-  _ (DUPACK)    /**< Sending DUPACK. */                 \
-
-enum
-{
-#define _(f) TCP_BUF_BIT_##f,
-  foreach_tcp_buf_flag
-#undef _
-    TCP_N_BUF_BITS,
-};
-
-enum
-{
-#define _(f) TCP_BUF_FLAG_##f = 1 << TCP_BUF_BIT_##f,
-  foreach_tcp_buf_flag
-#undef _
-};
-
-#define TCP_MAX_SACK_BLOCKS 5  /**< Max number of SACK blocks stored */
-#define TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX ((u32)~0)
-
-typedef struct _sack_scoreboard_hole
-{
-  u32 next;            /**< Index for next entry in linked list */
-  u32 prev;            /**< Index for previous entry in linked list */
-  u32 start;           /**< Start sequence number */
-  u32 end;             /**< End sequence number */
-} sack_scoreboard_hole_t;
-
-typedef struct _sack_scoreboard
-{
-  sack_scoreboard_hole_t *holes;       /**< Pool of holes */
-  u32 head;                            /**< Index of first entry */
-  u32 tail;                            /**< Index of last entry */
-  u32 sacked_bytes;                    /**< Number of bytes sacked in sb */
-  u32 last_sacked_bytes;               /**< Number of bytes last sacked */
-  u32 snd_una_adv;                     /**< Bytes to add to snd_una */
-  u32 max_byte_sacked;                 /**< Highest byte acked */
-} sack_scoreboard_t;
-
-typedef enum _tcp_cc_algorithm_type
-{
-  TCP_CC_NEWRENO,
-} tcp_cc_algorithm_type_e;
-
-typedef struct _tcp_cc_algorithm tcp_cc_algorithm_t;
-
-typedef enum _tcp_cc_ack_t
-{
-  TCP_CC_ACK,
-  TCP_CC_DUPACK,
-  TCP_CC_PARTIALACK
-} tcp_cc_ack_t;
-
-typedef struct _tcp_connection
-{
-  transport_connection_t connection;  /**< Common transport data. First! */
-
-  u8 state;                    /**< TCP state as per tcp_state_t */
-  u16 flags;                   /**< Connection flags (see tcp_conn_flags_e) */
-  u32 timers[TCP_N_TIMERS];    /**< Timer handles into timer wheel */
-
-  /* TODO RFC4898 */
-
-  /** Send sequence variables RFC793 */
-  u32 snd_una;         /**< oldest unacknowledged sequence number */
-  u32 snd_una_max;     /**< newest unacknowledged sequence number + 1*/
-  u32 snd_wnd;         /**< send window */
-  u32 snd_wl1;         /**< seq number used for last snd.wnd update */
-  u32 snd_wl2;         /**< ack number used for last snd.wnd update */
-  u32 snd_nxt;         /**< next seq number to be sent */
-
-  /** Receive sequence variables RFC793 */
-  u32 rcv_nxt;         /**< next sequence number expected */
-  u32 rcv_wnd;         /**< receive window we expect */
-
-  u32 rcv_las;         /**< rcv_nxt at last ack sent/rcv_wnd update */
-  u32 iss;             /**< initial sent sequence */
-  u32 irs;             /**< initial remote sequence */
-
-  /* Options */
-  tcp_options_t opt;   /**< TCP connection options parsed */
-  u8 rcv_wscale;       /**< Window scale to advertise to peer */
-  u8 snd_wscale;       /**< Window scale to use when sending */
-  u32 tsval_recent;    /**< Last timestamp received */
-  u32 tsval_recent_age;        /**< When last updated tstamp_recent*/
-
-  sack_block_t *snd_sacks;     /**< Vector of SACKs to send. XXX Fixed size? */
-  sack_scoreboard_t sack_sb;   /**< SACK "scoreboard" that tracks holes */
-
-  u16 rcv_dupacks;     /**< Number of DUPACKs received */
-  u8 snt_dupacks;      /**< Number of DUPACKs sent in a burst */
-
-  /* Congestion control */
-  u32 cwnd;            /**< Congestion window */
-  u32 ssthresh;                /**< Slow-start threshold */
-  u32 prev_ssthresh;   /**< ssthresh before congestion */
-  u32 bytes_acked;     /**< Bytes acknowledged by current segment */
-  u32 rtx_bytes;       /**< Retransmitted bytes */
-  u32 tsecr_last_ack;  /**< Timestamp echoed to us in last healthy ACK */
-  u32 snd_congestion;  /**< snd_una_max when congestion is detected */
-  tcp_cc_algorithm_t *cc_algo; /**< Congestion control algorithm */
-
-  /* RTT and RTO */
-  u32 rto;             /**< Retransmission timeout */
-  u32 rto_boff;                /**< Index for RTO backoff */
-  u32 srtt;            /**< Smoothed RTT */
-  u32 rttvar;          /**< Smoothed mean RTT difference. Approximates variance */
-  u32 rtt_ts;          /**< Timestamp for tracked ACK */
-  u32 rtt_seq;         /**< Sequence number for tracked ACK */
-
-  u16 snd_mss;         /**< Send MSS */
-} tcp_connection_t;
-
-struct _tcp_cc_algorithm
-{
-  void (*rcv_ack) (tcp_connection_t * tc);
-  void (*rcv_cong_ack) (tcp_connection_t * tc, tcp_cc_ack_t ack);
-  void (*congestion) (tcp_connection_t * tc);
-  void (*recovered) (tcp_connection_t * tc);
-  void (*init) (tcp_connection_t * tc);
-};
-
-#define tcp_fastrecovery_on(tc) (tc)->flags |= TCP_CONN_FAST_RECOVERY
-#define tcp_fastrecovery_off(tc) (tc)->flags &= ~TCP_CONN_FAST_RECOVERY
-#define tcp_recovery_on(tc) (tc)->flags |= TCP_CONN_RECOVERY
-#define tcp_recovery_off(tc) (tc)->flags &= ~TCP_CONN_RECOVERY
-#define tcp_in_fastrecovery(tc) ((tc)->flags & TCP_CONN_FAST_RECOVERY)
-#define tcp_in_recovery(tc) ((tc)->flags & (TCP_CONN_RECOVERY))
-#define tcp_in_slowstart(tc) (tc->cwnd < tc->ssthresh)
-#define tcp_fastrecovery_sent_1_smss(tc) ((tc)->flags & TCP_CONN_FR_1_SMSS)
-#define tcp_fastrecovery_1_smss_on(tc) ((tc)->flags |= TCP_CONN_FR_1_SMSS)
-#define tcp_fastrecovery_1_smss_off(tc) ((tc)->flags &= ~TCP_CONN_FR_1_SMSS)
-
-#define tcp_in_cong_recovery(tc) ((tc)->flags &                \
-         (TCP_CONN_FAST_RECOVERY | TCP_CONN_RECOVERY))
-
-always_inline void
-tcp_cong_recovery_off (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tc->flags &= ~(TCP_CONN_FAST_RECOVERY | TCP_CONN_RECOVERY);
-  tcp_fastrecovery_1_smss_off (tc);
-}
-
-typedef enum
-{
-  TCP_IP4,
-  TCP_IP6,
-  TCP_N_AF,
-} tcp_af_t;
-
 typedef enum _tcp_error
 {
-#define tcp_error(n,s) TCP_ERROR_##n,
+#define tcp_error(f, n, s, d) TCP_ERROR_##f,
 #include <vnet/tcp/tcp_error.def>
 #undef tcp_error
   TCP_N_ERROR,
@@ -293,441 +45,311 @@ typedef struct _tcp_lookup_dispatch
   u8 next, error;
 } tcp_lookup_dispatch_t;
 
-typedef struct _tcp_main
+#define foreach_tcp_wrk_stat                                   \
+  _(timer_expirations, u64, "timer expirations")               \
+  _(rxt_segs, u64, "segments retransmitted")                   \
+  _(tr_events, u32, "timer retransmit events")                 \
+  _(to_closewait, u32, "timeout close-wait")                   \
+  _(to_closewait2, u32, "timeout close-wait w/data")           \
+  _(to_finwait1, u32, "timeout fin-wait-1")                    \
+  _(to_finwait2, u32, "timeout fin-wait-2")                    \
+  _(to_lastack, u32, "timeout last-ack")                       \
+  _(to_closing, u32, "timeout closing")                                \
+  _(tr_abort, u32, "timer retransmit abort")                   \
+  _(rst_unread, u32, "reset on close due to unread data")      \
+  _(no_buffer, u32, "out of buffers")                          \
+
+typedef struct tcp_wrk_stats_
+{
+#define _(name, type, str) type name;
+  foreach_tcp_wrk_stat
+#undef _
+} tcp_wrk_stats_t;
+
+typedef struct tcp_free_req_
 {
-  /* Per-worker thread tcp connection pools */
-  tcp_connection_t **connections;
+  clib_time_type_t free_time;
+  u32 connection_index;
+} tcp_cleanup_req_t;
 
-  /* Pool of listeners. */
-  tcp_connection_t *listener_pool;
+typedef struct tcp_worker_ctx_
+{
+  CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 
-  /** Dispatch table by state and flags */
-  tcp_lookup_dispatch_t dispatch_table[TCP_N_STATES][64];
+  /** worker's pool of connections */
+  tcp_connection_t *connections;
 
-  u8 log2_tstamp_clocks_per_tick;
-  f64 tstamp_ticks_per_clock;
+  /** vector of pending ack dequeues */
+  u32 *pending_deq_acked;
 
-  /** per-worker tx buffer free lists */
-  u32 **tx_buffers;
+  /** vector of pending disconnect notifications */
+  u32 *pending_disconnects;
 
-  /* Per worker-thread timer wheel for connections timers */
-  tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *timer_wheels;
+  /** vector of pending reset notifications */
+  u32 *pending_resets;
 
-//  /* Convenience per worker-thread vector of connections to DELACK */
-//  u32 **delack_connections;
+  /** convenience pointer to this thread's vlib main */
+  vlib_main_t *vm;
 
-  /* Pool of half-open connections on which we've sent a SYN */
-  tcp_connection_t *half_open_connections;
+  /** Time used for high precision (us) measurements in seconds */
+  f64 time_us;
 
-  /* Pool of local TCP endpoints */
-  transport_endpoint_t *local_endpoints;
+  /** Time measured in @ref TCP_TSTAMP_TICK used for time stamps */
+  u32 time_tstamp;
 
-  /* Local endpoints lookup table */
-  transport_endpoint_table_t local_endpoints_table;
+  /* Max timers to be handled per dispatch loop */
+  u32 max_timers_per_loop;
 
-  /* Congestion control algorithms registered */
-  tcp_cc_algorithm_t *cc_algos;
+  /* Fifo of pending timer expirations */
+  u32 *pending_timers;
 
-  /* Flag that indicates if stack is on or off */
-  u8 is_enabled;
+    CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline1);
 
-  /* convenience */
-  vlib_main_t *vlib_main;
-  vnet_main_t *vnet_main;
-  ip4_main_t *ip4_main;
-  ip6_main_t *ip6_main;
-} tcp_main_t;
+  /** cached 'on the wire' options for bursts */
+  u8 cached_opts[40];
 
-extern tcp_main_t tcp_main;
-extern vlib_node_registration_t tcp4_input_node;
-extern vlib_node_registration_t tcp6_input_node;
-extern vlib_node_registration_t tcp4_output_node;
-extern vlib_node_registration_t tcp6_output_node;
+  /** tx buffer free list */
+  u32 *tx_buffers;
 
-always_inline tcp_main_t *
-vnet_get_tcp_main ()
-{
-  return &tcp_main;
-}
+  /* fifo of pending free requests */
+  tcp_cleanup_req_t *pending_cleanups;
 
-clib_error_t *vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en);
+  /** Session layer edge indices to tcp output */
+  u32 tco_next_node[2];
 
-always_inline tcp_connection_t *
-tcp_connection_get (u32 conn_index, u32 thread_index)
-{
-  if (pool_is_free_index (tcp_main.connections[thread_index], conn_index))
-    return 0;
-  return pool_elt_at_index (tcp_main.connections[thread_index], conn_index);
-}
+  /** worker timer wheel */
+  tcp_timer_wheel_t timer_wheel;
 
-always_inline tcp_connection_t *
-tcp_connection_get_if_valid (u32 conn_index, u32 thread_index)
-{
-  if (tcp_main.connections[thread_index] == 0)
-    return 0;
-  if (pool_is_free_index (tcp_main.connections[thread_index], conn_index))
-    return 0;
-  return pool_elt_at_index (tcp_main.connections[thread_index], conn_index);
-}
+    CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline2);
 
-void tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc);
+  tcp_wrk_stats_t stats;
+} tcp_worker_ctx_t;
 
-u8 *format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args);
-u8 *format_tcp_connection_verbose (u8 * s, va_list * args);
+#define tcp_worker_stats_inc(_wrk,_stat,_val)          \
+  _wrk->stats._stat += _val
 
-always_inline tcp_connection_t *
-tcp_listener_get (u32 tli)
+typedef struct tcp_iss_seed_
 {
-  return pool_elt_at_index (tcp_main.listener_pool, tli);
-}
+  u64 first;
+  u64 second;
+} tcp_iss_seed_t;
 
-always_inline tcp_connection_t *
-tcp_half_open_connection_get (u32 conn_index)
+typedef struct tcp_configuration_
 {
-  return pool_elt_at_index (tcp_main.half_open_connections, conn_index);
-}
+  /** Max rx fifo size for a session (in bytes). It is used in to compute the
+   *  rfc 7323 window scaling factor */
+  u32 max_rx_fifo;
 
-void tcp_make_ack (tcp_connection_t * ts, vlib_buffer_t * b);
-void tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b);
-void tcp_make_synack (tcp_connection_t * ts, vlib_buffer_t * b);
-void tcp_send_reset (vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4);
-void tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_set_snd_mss (tcp_connection_t * tc);
+  /** Min rx fifo for a session (in bytes) */
+  u32 min_rx_fifo;
 
-always_inline u32
-tcp_end_seq (tcp_header_t * th, u32 len)
-{
-  return th->seq_number + tcp_is_syn (th) + tcp_is_fin (th) + len;
-}
+  /** Default MTU to be used when establishing connections */
+  u16 default_mtu;
 
-/* Modulo arithmetic for TCP sequence numbers */
-#define seq_lt(_s1, _s2) ((i32)((_s1)-(_s2)) < 0)
-#define seq_leq(_s1, _s2) ((i32)((_s1)-(_s2)) <= 0)
-#define seq_gt(_s1, _s2) ((i32)((_s1)-(_s2)) > 0)
-#define seq_geq(_s1, _s2) ((i32)((_s1)-(_s2)) >= 0)
+  /** Initial CWND multiplier, which multiplies MSS to determine initial CWND.
+   *  Set 0 to determine the initial CWND by another way */
+  u16 initial_cwnd_multiplier;
 
-/* Modulo arithmetic for timestamps */
-#define timestamp_lt(_t1, _t2) ((i32)((_t1)-(_t2)) < 0)
-#define timestamp_leq(_t1, _t2) ((i32)((_t1)-(_t2)) <= 0)
+  /** Enable tx pacing for new connections */
+  u8 enable_tx_pacing;
 
-always_inline u32
-tcp_flight_size (const tcp_connection_t * tc)
-{
-  int flight_size;
+  /** Allow use of TSO whenever available */
+  u8 allow_tso;
 
-  flight_size = (int) ((tc->snd_una_max - tc->snd_una) + tc->rtx_bytes)
-    - (tc->rcv_dupacks * tc->snd_mss) /* - tc->sack_sb.sacked_bytes */ ;
+  /** Set if csum offloading is enabled */
+  u8 csum_offload;
 
-  /* Happens if we don't clear sacked bytes */
-  if (flight_size < 0)
-    return 0;
+  /** Default congestion control algorithm type */
+  tcp_cc_algorithm_type_e cc_algo;
 
-  return flight_size;
-}
+  /** Min rwnd, as number of snd_mss segments, for update ack to be sent after
+   * a zero rwnd advertisement */
+  u32 rwnd_min_update_ack;
 
-/**
- * Initial cwnd as per RFC5681
- */
-always_inline u32
-tcp_initial_cwnd (const tcp_connection_t * tc)
-{
-  if (tc->snd_mss > 2190)
-    return 2 * tc->snd_mss;
-  else if (tc->snd_mss > 1095)
-    return 3 * tc->snd_mss;
-  else
-    return 4 * tc->snd_mss;
-}
+  /** Timer ticks to wait for close from app */
+  u32 closewait_time;
 
-always_inline u32
-tcp_loss_wnd (const tcp_connection_t * tc)
-{
-  return tc->snd_mss;
-}
+  /** Timer ticks to wait in time-wait. Also known as 2MSL */
+  u32 timewait_time;
 
-always_inline u32
-tcp_available_wnd (const tcp_connection_t * tc)
-{
-  return clib_min (tc->cwnd, tc->snd_wnd);
-}
+  /** Timer ticks to wait in fin-wait1 to send fin and rcv fin-ack */
+  u32 finwait1_time;
 
-always_inline u32
-tcp_available_snd_space (const tcp_connection_t * tc)
-{
-  u32 available_wnd = tcp_available_wnd (tc);
-  u32 flight_size = tcp_flight_size (tc);
+  /** Timer ticks to wait in last ack for ack */
+  u32 lastack_time;
 
-  if (available_wnd <= flight_size)
-    return 0;
+  /** Timer ticks to wait in fin-wait2 for fin */
+  u32 finwait2_time;
 
-  return available_wnd - flight_size;
-}
+  /** Timer ticks to wait in closing for fin ack */
+  u32 closing_time;
 
-void tcp_update_rcv_wnd (tcp_connection_t * tc);
+  /** Timer ticks to wait for free buffer */
+  u32 alloc_err_timeout;
 
-void tcp_retransmit_first_unacked (tcp_connection_t * tc);
+  /** Time to wait (sec) before cleaning up the connection */
+  f32 cleanup_time;
 
-void tcp_fast_retransmit (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_cc_congestion (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_cc_recover (tcp_connection_t * tc);
+  /** Number of preallocated connections */
+  u32 preallocated_connections;
 
-always_inline u32
-tcp_time_now (void)
-{
-  return clib_cpu_time_now () * tcp_main.tstamp_ticks_per_clock;
-}
-
-u32 tcp_push_header (transport_connection_t * tconn, vlib_buffer_t * b);
+  /** Maxium allowed GSO packet size */
+  u32 max_gso_size;
 
-u32
-tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
-                               u32 offset, u32 max_bytes);
+  /** Vectors of src addresses. Optional unless one needs > 63K active-opens */
+  ip4_address_t *ip4_src_addrs;
+  ip6_address_t *ip6_src_addrs;
 
-void tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc);
-void tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc);
+  /** Fault-injection. Debug only */
+  f64 buffer_fail_fraction;
+} tcp_configuration_t;
 
-void tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc);
-
-always_inline void
-tcp_connection_force_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
-{
-  /* Reset flags, make sure ack is sent */
-  tc->flags = TCP_CONN_SNDACK;
-  vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
-}
-
-always_inline void
-tcp_timer_set (tcp_connection_t * tc, u8 timer_id, u32 interval)
-{
-  tc->timers[timer_id]
-    = tw_timer_start_16t_2w_512sl (&tcp_main.timer_wheels[tc->c_thread_index],
-                                  tc->c_c_index, timer_id, interval);
-}
-
-always_inline void
-tcp_timer_reset (tcp_connection_t * tc, u8 timer_id)
+typedef struct _tcp_main
 {
-  if (tc->timers[timer_id] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
-    return;
+  /** per-worker context */
+  tcp_worker_ctx_t *wrk_ctx;
 
-  tw_timer_stop_16t_2w_512sl (&tcp_main.timer_wheels[tc->c_thread_index],
-                             tc->timers[timer_id]);
-  tc->timers[timer_id] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
-}
+  /* Pool of listeners. */
+  tcp_connection_t *listener_pool;
 
-always_inline void
-tcp_timer_update (tcp_connection_t * tc, u8 timer_id, u32 interval)
-{
-  if (tc->timers[timer_id] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
-    tw_timer_stop_16t_2w_512sl (&tcp_main.timer_wheels[tc->c_thread_index],
-                               tc->timers[timer_id]);
-  tc->timers[timer_id] =
-    tw_timer_start_16t_2w_512sl (&tcp_main.timer_wheels[tc->c_thread_index],
-                                tc->c_c_index, timer_id, interval);
-}
+  /** vlib buffer size */
+  u32 bytes_per_buffer;
 
-/* XXX Switch retransmit to faster TW */
-always_inline void
-tcp_retransmit_timer_set (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT,
-                clib_max (tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK, 1));
-}
+  /** Session layer edge indices to ip lookup (syns, rst) */
+  u32 ipl_next_node[2];
 
-always_inline void
-tcp_retransmit_timer_update (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT,
-                   clib_max (tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK, 1));
-}
+  /** Dispatch table by state and flags */
+  tcp_lookup_dispatch_t dispatch_table[TCP_N_STATES][64];
 
-always_inline void
-tcp_retransmit_timer_reset (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT);
-}
+  /** Seed used to generate random iss */
+  tcp_iss_seed_t iss_seed;
 
-always_inline void
-tcp_persist_timer_set (tcp_connection_t * tc)
-{
-  /* Reuse RTO. It's backed off in handler */
-  tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_PERSIST,
-                clib_max (tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK, 1));
-}
+  /** Congestion control algorithms registered */
+  tcp_cc_algorithm_t *cc_algos;
 
-always_inline void
-tcp_persist_timer_update (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_PERSIST,
-                   clib_max (tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK, 1));
-}
+  /** Hash table of cc algorithms by name */
+  uword *cc_algo_by_name;
 
-always_inline void
-tcp_persist_timer_reset (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_PERSIST);
-}
+  /** Last cc algo registered */
+  tcp_cc_algorithm_type_e cc_last_type;
 
-always_inline u8
-tcp_timer_is_active (tcp_connection_t * tc, tcp_timers_e timer)
-{
-  return tc->timers[timer] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
-}
+  /** Flag that indicates if stack is on or off */
+  u8 is_enabled;
 
-void
-scoreboard_remove_hole (sack_scoreboard_t * sb,
-                       sack_scoreboard_hole_t * hole);
+  /** Flag that indicates if v4 punting is enabled */
+  u8 punt_unknown4;
 
-always_inline sack_scoreboard_hole_t *
-scoreboard_get_hole (sack_scoreboard_t * sb, u32 index)
-{
-  if (index != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
-    return pool_elt_at_index (sb->holes, index);
-  return 0;
-}
+  /** Flag that indicates if v6 punting is enabled */
+  u8 punt_unknown6;
 
-always_inline sack_scoreboard_hole_t *
-scoreboard_next_hole (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
-{
-  if (hole->next != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
-    return pool_elt_at_index (sb->holes, hole->next);
-  return 0;
-}
+  /** Rotor for v4 source addresses */
+  u32 last_v4_addr_rotor;
 
-always_inline sack_scoreboard_hole_t *
-scoreboard_first_hole (sack_scoreboard_t * sb)
-{
-  if (sb->head != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
-    return pool_elt_at_index (sb->holes, sb->head);
-  return 0;
-}
+  /** Rotor for v6 source addresses */
+  u32 last_v6_addr_rotor;
 
-always_inline sack_scoreboard_hole_t *
-scoreboard_last_hole (sack_scoreboard_t * sb)
-{
-  if (sb->tail != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
-    return pool_elt_at_index (sb->holes, sb->tail);
-  return 0;
-}
+  /** Protocol configuration */
+  tcp_configuration_t cfg;
 
-always_inline void
-scoreboard_clear (sack_scoreboard_t * sb)
-{
-  sack_scoreboard_hole_t *hole = scoreboard_first_hole (sb);
-  while ((hole = scoreboard_first_hole (sb)))
-    {
-      scoreboard_remove_hole (sb, hole);
-    }
-  sb->sacked_bytes = 0;
-  sb->last_sacked_bytes = 0;
-  sb->snd_una_adv = 0;
-  sb->max_byte_sacked = 0;
-}
+  /** message ID base for API */
+  u16 msg_id_base;
+} tcp_main_t;
 
-always_inline u32
-scoreboard_hole_bytes (sack_scoreboard_hole_t * hole)
-{
-  return hole->end - hole->start;
-}
+extern tcp_main_t tcp_main;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_input_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_input_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_output_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_output_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_established_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_established_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_syn_sent_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_syn_sent_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_rcv_process_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_rcv_process_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_listen_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_listen_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp4_input_nolookup_node;
+extern vlib_node_registration_t tcp6_input_nolookup_node;
+
+#define tcp_cfg tcp_main.cfg
+#define tcp_node_index(node_id, is_ip4)                                \
+  ((is_ip4) ? tcp4_##node_id##_node.index : tcp6_##node_id##_node.index)
 
-always_inline u32
-scoreboard_hole_index (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
+always_inline tcp_main_t *
+vnet_get_tcp_main ()
 {
-  return hole - sb->holes;
+  return &tcp_main;
 }
 
-always_inline void
-scoreboard_init (sack_scoreboard_t * sb)
+always_inline tcp_worker_ctx_t *
+tcp_get_worker (u32 thread_index)
 {
-  sb->head = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
-  sb->tail = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+  ASSERT (thread_index < vec_len (tcp_main.wrk_ctx));
+  return &tcp_main.wrk_ctx[thread_index];
 }
 
-void tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack);
-
-always_inline void
-tcp_cc_algo_register (tcp_cc_algorithm_type_e type,
-                     const tcp_cc_algorithm_t * vft)
-{
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  vec_validate (tm->cc_algos, type);
-
-  tm->cc_algos[type] = *vft;
-}
+tcp_connection_t *tcp_connection_alloc (u8 thread_index);
+tcp_connection_t *tcp_connection_alloc_w_base (u8 thread_index,
+                                              tcp_connection_t **base);
+void tcp_connection_free (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc);
+int tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc);
 
-always_inline tcp_cc_algorithm_t *
-tcp_cc_algo_get (tcp_cc_algorithm_type_e type)
-{
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  return &tm->cc_algos[type];
-}
+void tcp_send_reset_w_pkt (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * pkt,
+                          u32 thread_index, u8 is_ip4);
+void tcp_send_reset (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_send_synack (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_send_window_update_ack (tcp_connection_t * tc);
+
+void tcp_program_ack (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_program_dupack (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_program_retransmit (tcp_connection_t * tc);
+
+void tcp_update_burst_snd_vars (tcp_connection_t * tc);
+u32 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc);
+int tcp_fastrecovery_prr_snd_space (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_reschedule (tcp_connection_t * tc);
+fib_node_index_t tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc);
+u32 tcp_session_push_header (transport_connection_t *tconn, vlib_buffer_t **b,
+                            u32 n_bufs);
+int tcp_session_custom_tx (void *conn, transport_send_params_t * sp);
 
-void tcp_cc_init (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_init_snd_vars (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_tx_pacer_update (tcp_connection_t * tc);
+void tcp_connection_tx_pacer_reset (tcp_connection_t * tc, u32 window,
+                                   u32 start_bucket);
+void tcp_program_cleanup (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc);
+void tcp_check_gso (tcp_connection_t *tc);
+
+int tcp_buffer_make_reset (vlib_main_t *vm, vlib_buffer_t *b, u8 is_ip4);
+void tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add);
+int tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
+                                          ip4_address_t * start,
+                                          ip4_address_t * end, u32 table_id);
+int tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
+                                          ip6_address_t * start,
+                                          ip6_address_t * end, u32 table_id);
 
-/**
- * Push TCP header to buffer
- *
- * @param vm - vlib_main
- * @param b - buffer to write the header to
- * @param sp_net - source port net order
- * @param dp_net - destination port net order
- * @param seq - sequence number net order
- * @param ack - ack number net order
- * @param tcp_hdr_opts_len - header and options length in bytes
- * @param flags - header flags
- * @param wnd - window size
- *
- * @return - pointer to start of TCP header
- */
-always_inline void *
-vlib_buffer_push_tcp_net_order (vlib_buffer_t * b, u16 sp, u16 dp, u32 seq,
-                               u32 ack, u8 tcp_hdr_opts_len, u8 flags,
-                               u16 wnd)
-{
-  tcp_header_t *th;
-
-  th = vlib_buffer_push_uninit (b, tcp_hdr_opts_len);
-
-  th->src_port = sp;
-  th->dst_port = dp;
-  th->seq_number = seq;
-  th->ack_number = ack;
-  th->data_offset_and_reserved = (tcp_hdr_opts_len >> 2) << 4;
-  th->flags = flags;
-  th->window = wnd;
-  th->checksum = 0;
-  th->urgent_pointer = 0;
-  return th;
-}
+clib_error_t *vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en);
 
-/**
- * Push TCP header to buffer
- *
- * @param b - buffer to write the header to
- * @param sp_net - source port net order
- * @param dp_net - destination port net order
- * @param seq - sequence number host order
- * @param ack - ack number host order
- * @param tcp_hdr_opts_len - header and options length in bytes
- * @param flags - header flags
- * @param wnd - window size
- *
- * @return - pointer to start of TCP header
- */
-always_inline void *
-vlib_buffer_push_tcp (vlib_buffer_t * b, u16 sp_net, u16 dp_net, u32 seq,
-                     u32 ack, u8 tcp_hdr_opts_len, u8 flags, u16 wnd)
-{
-  return vlib_buffer_push_tcp_net_order (b, sp_net, dp_net,
-                                        clib_host_to_net_u32 (seq),
-                                        clib_host_to_net_u32 (ack),
-                                        tcp_hdr_opts_len, flags,
-                                        clib_host_to_net_u16 (wnd));
-}
+format_function_t format_tcp_state;
+format_function_t format_tcp_flags;
+format_function_t format_tcp_sacks;
+format_function_t format_tcp_rcv_sacks;
+format_function_t format_tcp_connection;
+format_function_t format_tcp_connection_id;
+
+#define tcp_validate_txf_size(_tc, _a)                                         \
+  ASSERT(_tc->state != TCP_STATE_ESTABLISHED                           \
+        || transport_max_tx_dequeue (&_tc->connection) >= _a)
 
 #endif /* _vnet_tcp_h_ */