session: first approximation implementation of tls
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp_output.c
index 39891fc..bbcbc91 100644 (file)
 
 #include <vnet/tcp/tcp.h>
 #include <vnet/lisp-cp/packets.h>
+#include <math.h>
 
 vlib_node_registration_t tcp4_output_node;
 vlib_node_registration_t tcp6_output_node;
 
-typedef enum _tcp_output_nect
+typedef enum _tcp_output_next
 {
   TCP_OUTPUT_NEXT_DROP,
   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP,
@@ -54,33 +55,54 @@ format_tcp_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
   tcp_tx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_tx_trace_t *);
-  uword indent = format_get_indent (s);
+  u32 indent = format_get_indent (s);
 
   s = format (s, "%U\n%U%U",
              format_tcp_header, &t->tcp_header, 128,
              format_white_space, indent,
-             format_tcp_connection_verbose, &t->tcp_connection);
+             format_tcp_connection, &t->tcp_connection, 1);
 
   return s;
 }
 
 static u8
-tcp_window_compute_scale (u32 available_space)
+tcp_window_compute_scale (u32 window)
 {
   u8 wnd_scale = 0;
-  while (wnd_scale < TCP_MAX_WND_SCALE
-        && (available_space >> wnd_scale) > TCP_WND_MAX)
+  while (wnd_scale < TCP_MAX_WND_SCALE && (window >> wnd_scale) > TCP_WND_MAX)
     wnd_scale++;
   return wnd_scale;
 }
 
 /**
- * TCP's IW as recommended by RFC6928
+ * Update max segment size we're able to process.
+ *
+ * The value is constrained by our interface's MTU and IP options. It is
+ * also what we advertise to our peer.
+ */
+void
+tcp_update_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
+{
+  /* TODO find our iface MTU */
+  tc->mss = dummy_mtu - sizeof (tcp_header_t);
+}
+
+/**
+ * TCP's initial window
  */
 always_inline u32
 tcp_initial_wnd_unscaled (tcp_connection_t * tc)
 {
-  return TCP_IW_N_SEGMENTS * tc->mss;
+  /* RFC 6928 recommends the value lower. However at the time our connections
+   * are initialized, fifos may not be allocated. Therefore, advertise the
+   * smallest possible unscaled window size and update once fifos are
+   * assigned to the session.
+   */
+  /*
+     tcp_update_rcv_mss (tc);
+     TCP_IW_N_SEGMENTS * tc->mss;
+   */
+  return TCP_MIN_RX_FIFO_SIZE;
 }
 
 /**
@@ -136,10 +158,10 @@ tcp_update_rcv_wnd (tcp_connection_t * tc)
    * Figure out how much space we have available
    */
   available_space = stream_session_max_rx_enqueue (&tc->connection);
-  max_fifo = stream_session_fifo_size (&tc->connection);
+  max_fifo = stream_session_rx_fifo_size (&tc->connection);
 
-  ASSERT (tc->opt.mss < max_fifo);
-  if (available_space < tc->opt.mss && available_space < max_fifo >> 3)
+  ASSERT (tc->rcv_opts.mss < max_fifo);
+  if (available_space < tc->rcv_opts.mss && available_space < max_fifo >> 3)
     available_space = 0;
 
   /*
@@ -276,8 +298,11 @@ tcp_make_syn_options (tcp_options_t * opts, u8 wnd_scale)
   opts->tsecr = 0;
   len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 
-  opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
-  len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
+  if (TCP_USE_SACKS)
+    {
+      opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
+      len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
+    }
 
   /* Align to needed boundary */
   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
@@ -293,14 +318,14 @@ tcp_make_synack_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
   opts->mss = tc->mss;
   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
 
-  if (tcp_opts_wscale (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_wscale (&tc->rcv_opts))
     {
       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
       opts->wscale = tc->rcv_wscale;
       len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
     }
 
-  if (tcp_opts_tstamp (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
     {
       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
       opts->tsval = tcp_time_now ();
@@ -308,7 +333,7 @@ tcp_make_synack_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
     }
 
-  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
     {
       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
@@ -326,14 +351,14 @@ tcp_make_established_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
 
   opts->flags = 0;
 
-  if (tcp_opts_tstamp (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
     {
       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
       opts->tsval = tcp_time_now ();
       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
     }
-  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
     {
       if (vec_len (tc->snd_sacks))
        {
@@ -364,24 +389,11 @@ tcp_make_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts,
     case TCP_STATE_SYN_SENT:
       return tcp_make_syn_options (opts, tc->rcv_wscale);
     default:
-      clib_warning ("Not handled!");
+      clib_warning ("State not handled! %d", state);
       return 0;
     }
 }
 
-/**
- * Update max segment size we're able to process.
- *
- * The value is constrained by our interface's MTU and IP options. It is
- * also what we advertise to our peer.
- */
-void
-tcp_update_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
-{
-  /* TODO find our iface MTU */
-  tc->mss = dummy_mtu;
-}
-
 /**
  * Update snd_mss to reflect the effective segment size that we can send
  * by taking into account all TCP options, including SACKs
@@ -395,76 +407,109 @@ tcp_update_snd_mss (tcp_connection_t * tc)
     tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, TCP_STATE_ESTABLISHED);
 
   /* XXX check if MTU has been updated */
-  tc->snd_mss = clib_min (tc->mss, tc->opt.mss) - tc->snd_opts_len;
+  tc->snd_mss = clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - tc->snd_opts_len;
+  ASSERT (tc->snd_mss > 0);
 }
 
 void
 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
 {
+  u16 default_min_mss = 536;
   tcp_update_rcv_mss (tc);
 
   /* TODO cache mss and consider PMTU discovery */
-  tc->snd_mss = clib_min (tc->opt.mss, tc->mss);
+  tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
 
-  if (tc->snd_mss == 0)
+  if (tc->snd_mss < 45)
     {
       clib_warning ("snd mss is 0");
-      tc->snd_mss = tc->mss;
+      /* Assume that at least the min default mss works */
+      tc->snd_mss = default_min_mss;
+      tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
     }
 
   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
 
   /* If we use timestamp option, account for it */
-  if (tcp_opts_tstamp (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 }
 
-#define tcp_get_free_buffer_index(tm, bidx)                             \
-do {                                                                    \
-  u32 *my_tx_buffers, n_free_buffers;                                   \
-  u32 thread_index = vlib_get_thread_index();                                  \
-  my_tx_buffers = tm->tx_buffers[thread_index];                            \
-  if (PREDICT_FALSE(vec_len (my_tx_buffers) == 0))                      \
-    {                                                                   \
-      n_free_buffers = 32;      /* TODO config or macro */              \
-      vec_validate (my_tx_buffers, n_free_buffers - 1);                 \
-      _vec_len(my_tx_buffers) = vlib_buffer_alloc_from_free_list (      \
-          tm->vlib_main, my_tx_buffers, n_free_buffers,                 \
-          VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);                         \
-      tm->tx_buffers[thread_index] = my_tx_buffers;                        \
-    }                                                                   \
-  /* buffer shortage */                                                 \
-  if (PREDICT_FALSE (vec_len (my_tx_buffers) == 0))                     \
-    return;                                                             \
-  *bidx = my_tx_buffers[_vec_len (my_tx_buffers)-1];                    \
-  _vec_len (my_tx_buffers) -= 1;                                        \
-} while (0)
-
-#define tcp_return_buffer(tm)                                          \
-do {                                                                   \
-  u32 *my_tx_buffers;                                                  \
-  u32 thread_index = vlib_get_thread_index();                                  \
-  my_tx_buffers = tm->tx_buffers[thread_index];                                \
-  _vec_len (my_tx_buffers) +=1;                                                \
-} while (0)
+always_inline int
+tcp_alloc_tx_buffers (tcp_main_t * tm, u8 thread_index, u32 n_free_buffers)
+{
+  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
+  u32 current_length = vec_len (tm->tx_buffers[thread_index]);
+  u32 n_allocated;
+
+  vec_validate (tm->tx_buffers[thread_index],
+               current_length + n_free_buffers - 1);
+  n_allocated =
+    vlib_buffer_alloc (vm, &tm->tx_buffers[thread_index][current_length],
+                      n_free_buffers);
+  _vec_len (tm->tx_buffers[thread_index]) = current_length + n_allocated;
+  /* buffer shortage, report failure */
+  if (vec_len (tm->tx_buffers[thread_index]) == 0)
+    {
+      clib_warning ("out of buffers");
+      return -1;
+    }
+  return 0;
+}
 
-always_inline void
-tcp_reuse_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
+always_inline int
+tcp_get_free_buffer_index (tcp_main_t * tm, u32 * bidx)
 {
-  vlib_buffer_t *it = b;
-  do
+  u32 *my_tx_buffers;
+  u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
+
+  TCP_DBG_BUFFER_ALLOC_MAYBE_FAIL (thread_index);
+
+  if (PREDICT_FALSE (vec_len (tm->tx_buffers[thread_index]) == 0))
     {
-      it->current_data = 0;
-      it->current_length = 0;
-      it->total_length_not_including_first_buffer = 0;
+      if (tcp_alloc_tx_buffers (tm, thread_index, VLIB_FRAME_SIZE))
+       return -1;
     }
-  while ((it->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
-        && (it = vlib_get_buffer (vm, it->next_buffer)));
+  my_tx_buffers = tm->tx_buffers[thread_index];
+  *bidx = my_tx_buffers[vec_len (my_tx_buffers) - 1];
+  _vec_len (my_tx_buffers) -= 1;
+  return 0;
+}
+
+always_inline void
+tcp_return_buffer (tcp_main_t * tm)
+{
+  _vec_len (tm->tx_buffers[vlib_get_thread_index ()]) += 1;
+}
+
+always_inline void *
+tcp_reuse_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
+{
+  if (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+    vlib_buffer_free_one (vm, b->next_buffer);
+  /* Zero all flags but free list index and trace flag */
+  b->flags &= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT - 1;
+  b->current_data = 0;
+  b->current_length = 0;
+  b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
+  vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
 
   /* Leave enough space for headers */
-  vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
+  return vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
+}
+
+always_inline void *
+tcp_init_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
+{
+  ASSERT ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0);
+  b->flags &= VLIB_BUFFER_NON_DEFAULT_FREELIST;
+  b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
+  b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
+  VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b);
+  /* Leave enough space for headers */
+  return vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
 }
 
 /**
@@ -523,8 +568,31 @@ tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 
   /* Reset flags, make sure ack is sent */
   vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
+}
 
-  tc->snd_nxt += 1;
+/**
+ * Convert buffer to SYN
+ */
+void
+tcp_make_syn (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
+{
+  u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
+  tcp_header_t *th;
+  u16 initial_wnd;
+  tcp_options_t snd_opts;
+
+  initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
+
+  /* Make and write options */
+  memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
+  tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
+  tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
+
+  th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
+                            tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
+                            initial_wnd);
+  vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
+  tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
 }
 
 /**
@@ -538,61 +606,124 @@ tcp_make_synack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
   tcp_header_t *th;
   u16 initial_wnd;
-  u32 time_now;
 
   memset (snd_opts, 0, sizeof (*snd_opts));
-
   tcp_reuse_buffer (vm, b);
 
-  /* Set random initial sequence */
-  time_now = tcp_time_now ();
-
-  tc->iss = random_u32 (&time_now);
-  tc->snd_una = tc->iss;
-  tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
-  tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
-
   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
-
-  /* Make and write options */
   tcp_opts_len = tcp_make_synack_options (tc, snd_opts);
   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
 
   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
                             tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len,
                             TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, initial_wnd);
-
   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
 
   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
   vnet_buffer (b)->tcp.flags = TCP_BUF_FLAG_ACK;
 
-  /* Init retransmit timer */
-  tcp_retransmit_timer_set (tc);
+  /* Init retransmit timer. Use update instead of set because of
+   * retransmissions */
+  tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_SENT, tc);
 }
 
 always_inline void
-tcp_enqueue_to_ip_lookup (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
-                         u8 is_ip4)
+tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
+                           u8 is_ip4, u8 flush)
 {
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
   u32 *to_next, next_index;
   vlib_frame_t *f;
 
-  b->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
+  b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
   b->error = 0;
 
   /* Default FIB for now */
-  vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = 0;
+  vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
 
   /* Send to IP lookup */
   next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
-  f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
+  tcp_trajectory_add_start (b, 1);
+
+  f = tm->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4][thread_index];
+  if (!f)
+    {
+      f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
+      ASSERT (f);
+      tm->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4][thread_index] = f;
+    }
+
+  to_next = vlib_frame_vector_args (f);
+  to_next[f->n_vectors] = bi;
+  f->n_vectors += 1;
+  if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
+    {
+      vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
+      tm->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4][thread_index] = 0;
+    }
+}
+
+always_inline void
+tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
+                             u8 is_ip4)
+{
+  tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (vm, b, bi, is_ip4, 1);
+}
+
+always_inline void
+tcp_enqueue_to_ip_lookup (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
+                         u8 is_ip4)
+{
+  tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (vm, b, bi, is_ip4, 0);
+}
+
+always_inline void
+tcp_enqueue_to_output_i (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
+                        u8 is_ip4, u8 flush)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
+  u32 *to_next, next_index;
+  vlib_frame_t *f;
+
+  b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
+  b->error = 0;
+
+  /* Decide where to send the packet */
+  next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
+  tcp_trajectory_add_start (b, 2);
 
-  /* Enqueue the packet */
+  /* Get frame to v4/6 output node */
+  f = tm->tx_frames[!is_ip4][thread_index];
+  if (!f)
+    {
+      f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
+      ASSERT (f);
+      tm->tx_frames[!is_ip4][thread_index] = f;
+    }
   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
-  to_next[0] = bi;
-  f->n_vectors = 1;
-  vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
+  to_next[f->n_vectors] = bi;
+  f->n_vectors += 1;
+  if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
+    {
+      vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
+      tm->tx_frames[!is_ip4][thread_index] = 0;
+    }
+}
+
+always_inline void
+tcp_enqueue_to_output (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi, u8 is_ip4)
+{
+  tcp_enqueue_to_output_i (vm, b, bi, is_ip4, 0);
+}
+
+always_inline void
+tcp_enqueue_to_output_now (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
+                          u8 is_ip4)
+{
+  tcp_enqueue_to_output_i (vm, b, bi, is_ip4, 1);
 }
 
 int
@@ -652,13 +783,14 @@ tcp_make_reset_in_place (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
     }
 
   tcp_reuse_buffer (vm, b0);
+  tcp_trajectory_add_start (b0, 4);
   th0 = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b0, dst_port, src_port, seq, ack,
                                        sizeof (tcp_header_t), flags, 0);
 
   if (is_ip4)
     {
       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &dst_ip40, &src_ip40,
-                                 IP_PROTOCOL_TCP);
+                                 IP_PROTOCOL_TCP, 1);
       th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih4);
     }
   else
@@ -675,9 +807,11 @@ tcp_make_reset_in_place (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
 
 /**
  *  Send reset without reusing existing buffer
+ *
+ *  It extracts connection info out of original packet
  */
 void
-tcp_send_reset (vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
+tcp_send_reset_w_pkt (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
 {
   vlib_buffer_t *b;
   u32 bi;
@@ -689,11 +823,11 @@ tcp_send_reset (vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
   ip4_header_t *ih4, *pkt_ih4;
   ip6_header_t *ih6, *pkt_ih6;
 
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
-  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return;
 
-  /* Leave enough space for headers */
-  vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
+  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+  tcp_init_buffer (vm, b);
 
   /* Make and write options */
   tcp_hdr_len = sizeof (tcp_header_t);
@@ -713,7 +847,7 @@ tcp_send_reset (vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
     {
       flags = TCP_FLAG_RST;
       seq = pkt_th->ack_number;
-      ack = 0;
+      ack = (tc && tc->state >= TCP_STATE_SYN_RCVD) ? tc->rcv_nxt : 0;
     }
   else
     {
@@ -730,46 +864,93 @@ tcp_send_reset (vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
     {
       ASSERT ((pkt_ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &pkt_ih4->dst_address,
-                                 &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
+                                 &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
     }
   else
     {
       int bogus = ~0;
-      pkt_ih6 = (ip6_header_t *) (pkt_th - 1);
       ASSERT ((pkt_ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) ==
              0x60);
-      ih6 =
-       vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
-                             &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
+      ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
+                                 &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
       ASSERT (!bogus);
     }
 
-  tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, is_ip4);
+  tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (vm, b, bi, is_ip4);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
+}
+
+/**
+ * Build and set reset packet for connection
+ */
+void
+tcp_send_reset (tcp_connection_t * tc)
+{
+  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  vlib_buffer_t *b;
+  u32 bi;
+  tcp_header_t *th;
+  u16 tcp_hdr_opts_len, advertise_wnd, opts_write_len;
+  u8 flags;
+
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return;
+  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+  tcp_init_buffer (vm, b);
+
+  tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
+  tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
+  advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, TCP_STATE_ESTABLISHED);
+  flags = TCP_FLAG_RST;
+  th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
+                            tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
+                            advertise_wnd);
+  opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
+  ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
+  vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
+  if (tc->c_is_ip4)
+    {
+      ip4_header_t *ih4;
+      ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip4,
+                                 &tc->c_rmt_ip.ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 0);
+      th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
+    }
+  else
+    {
+      int bogus = ~0;
+      ip6_header_t *ih6;
+      ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip6,
+                                 &tc->c_rmt_ip.ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
+      th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
+      ASSERT (!bogus);
+    }
+  tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
 }
 
 void
 tcp_push_ip_hdr (tcp_main_t * tm, tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 {
   tcp_header_t *th = vlib_buffer_get_current (b);
-
+  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
   if (tc->c_is_ip4)
     {
       ip4_header_t *ih;
-      ih = vlib_buffer_push_ip4 (tm->vlib_main, b, &tc->c_lcl_ip4,
-                                &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP);
-      th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (tm->vlib_main, b, ih);
+      ih = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip4,
+                                &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
+      th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih);
     }
   else
     {
       ip6_header_t *ih;
       int bogus = ~0;
 
-      ih = vlib_buffer_push_ip6 (tm->vlib_main, b, &tc->c_lcl_ip6,
+      ih = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip6,
                                 &tc->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
-      th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (tm->vlib_main, b, ih,
-                                                       &bogus);
+      th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih, &bogus);
       ASSERT (!bogus);
     }
 }
@@ -788,71 +969,76 @@ tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc)
   u32 bi;
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
-  u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
-  tcp_header_t *th;
-  u32 time_now;
-  u16 initial_wnd;
-  tcp_options_t snd_opts;
 
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
-  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
-
-  /* Leave enough space for headers */
-  vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
-
-  /* Set random initial sequence */
-  time_now = tcp_time_now ();
-
-  tc->iss = random_u32 (&time_now);
-  tc->snd_una = tc->iss;
-  tc->snd_una_max = tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
-
-  initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
-
-  /* Make and write options */
-  memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
-  tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
-  tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
+  /*
+   * Setup retransmit and establish timers before requesting buffer
+   * such that we can return if we've ran out.
+   */
+  tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH, TCP_ESTABLISH_TIME);
+  tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
+                   tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
 
-  th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
-                            tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
-                            initial_wnd);
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return;
 
-  tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
+  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+  tcp_init_buffer (vm, b);
+  tcp_make_syn (tc, b);
 
   /* Measure RTT with this */
   tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
   tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
-
-  /* Start retransmit trimer  */
-  tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN, tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
   tc->rto_boff = 0;
 
-  /* Set the connection establishment timer */
-  tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH, TCP_ESTABLISH_TIME);
-
   tcp_push_ip_hdr (tm, tc, b);
   tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_SENT, tc);
 }
 
-always_inline void
-tcp_enqueue_to_output (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi, u8 is_ip4)
+/**
+ * Flush tx frame populated by retransmits and timer pops
+ */
+void
+tcp_flush_frame_to_output (vlib_main_t * vm, u8 thread_index, u8 is_ip4)
 {
-  u32 *to_next, next_index;
-  vlib_frame_t *f;
-
-  b->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
-  b->error = 0;
+  if (tcp_main.tx_frames[!is_ip4][thread_index])
+    {
+      u32 next_index;
+      next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
+      vlib_put_frame_to_node (vm, next_index,
+                             tcp_main.tx_frames[!is_ip4][thread_index]);
+      tcp_main.tx_frames[!is_ip4][thread_index] = 0;
+    }
+}
 
-  /* Decide where to send the packet */
-  next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
+/**
+ * Flush ip lookup tx frames populated by timer pops
+ */
+always_inline void
+tcp_flush_frame_to_ip_lookup (vlib_main_t * vm, u8 thread_index, u8 is_ip4)
+{
+  if (tcp_main.ip_lookup_tx_frames[!is_ip4][thread_index])
+    {
+      u32 next_index;
+      next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
+      vlib_put_frame_to_node (vm, next_index,
+                             tcp_main.ip_lookup_tx_frames[!is_ip4]
+                             [thread_index]);
+      tcp_main.ip_lookup_tx_frames[!is_ip4][thread_index] = 0;
+    }
+}
 
-  /* Enqueue the packet */
-  f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
-  to_next = vlib_frame_vector_args (f);
-  to_next[0] = bi;
-  f->n_vectors = 1;
-  vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
+/**
+ * Flush v4 and v6 tcp and ip-lookup tx frames for thread index
+ */
+void
+tcp_flush_frames_to_output (u8 thread_index)
+{
+  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
+  tcp_flush_frame_to_output (vm, thread_index, 1);
+  tcp_flush_frame_to_output (vm, thread_index, 0);
+  tcp_flush_frame_to_ip_lookup (vm, thread_index, 1);
+  tcp_flush_frame_to_ip_lookup (vm, thread_index, 0);
 }
 
 /**
@@ -861,25 +1047,38 @@ tcp_enqueue_to_output (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi, u8 is_ip4)
 void
 tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc)
 {
-  vlib_buffer_t *b;
-  u32 bi;
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
+  vlib_buffer_t *b;
+  u32 bi;
+  u8 fin_snt = 0;
 
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
+  tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return;
   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
-
-  /* Leave enough space for headers */
-  vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
-
+  fin_snt = tc->flags & TCP_CONN_FINSNT;
+  if (fin_snt)
+    tc->snd_nxt = tc->snd_una;
   tcp_make_fin (tc, b);
-  tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
-  tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
+  tcp_enqueue_to_output_now (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+  if (!fin_snt)
+    {
+      tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
+      tc->flags &= ~TCP_CONN_FINPNDG;
+      /* Account for the FIN */
+      tc->snd_una_max += 1;
+      tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+    }
+  else
+    {
+      tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+    }
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_SENT, tc);
 }
 
 always_inline u8
-tcp_make_state_flags (tcp_state_t next_state)
+tcp_make_state_flags (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t next_state)
 {
   switch (next_state)
     {
@@ -891,7 +1090,10 @@ tcp_make_state_flags (tcp_state_t next_state)
       return TCP_FLAG_SYN;
     case TCP_STATE_LAST_ACK:
     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
-      return TCP_FLAG_FIN;
+      if (tc->snd_nxt + 1 < tc->snd_una_max)
+       return TCP_FLAG_ACK;
+      else
+       return TCP_FLAG_FIN;
     default:
       clib_warning ("Shouldn't be here!");
     }
@@ -910,42 +1112,40 @@ tcp_push_hdr_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
   tcp_header_t *th;
 
   data_len = b->current_length + b->total_length_not_including_first_buffer;
+  ASSERT (!b->total_length_not_including_first_buffer
+         || (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT));
   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
 
   if (compute_opts)
     tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
 
-  /* Write pre-computed options */
   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
-
-  /* Get rcv window to advertise */
   advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, next_state);
-  flags = tcp_make_state_flags (next_state);
+  flags = tcp_make_state_flags (tc, next_state);
 
   /* Push header and options */
   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
                             tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
                             advertise_wnd);
-
   opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
 
   ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
-
-  /* Tag the buffer with the connection index  */
   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
 
+  /*
+   * Update connection variables
+   */
+
   tc->snd_nxt += data_len;
   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
 
   /* TODO this is updated in output as well ... */
-  if (tc->snd_nxt > tc->snd_una_max)
-    tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
-
-  if (tc->rtt_ts == 0)
+  if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
     {
-      tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
-      tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
+      tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
+      tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
     }
+
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PKTIZE, tc);
 }
 
@@ -959,7 +1159,8 @@ tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
   u32 bi;
 
   /* Get buffer */
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return;
   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 
   /* Fill in the ACK */
@@ -967,7 +1168,11 @@ tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
 }
 
-/* Send delayed ACK when timer expires */
+/**
+ * Delayed ack timer handler
+ *
+ * Sends delayed ACK when timer expires
+ */
 void
 tcp_timer_delack_handler (u32 index)
 {
@@ -979,48 +1184,141 @@ tcp_timer_delack_handler (u32 index)
   tcp_send_ack (tc);
 }
 
-/** Build a retransmit segment
+/**
+ * Build a retransmit segment
  *
  * @return the number of bytes in the segment or 0 if there's nothing to
  *         retransmit
- * */
+ */
 u32
-tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
-                               u32 offset, u32 max_bytes)
+tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_connection_t * tc, u32 offset,
+                               u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
 {
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
-  u32 n_bytes = 0;
-
-  tcp_reuse_buffer (vm, b);
+  int n_bytes = 0;
+  u32 start, bi, available_bytes, seg_size;
+  u8 *data;
 
   ASSERT (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED);
-  ASSERT (max_bytes != 0);
+  ASSERT (max_deq_bytes != 0);
 
-  max_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_bytes);
+  /*
+   * Make sure we can retransmit something
+   */
+  available_bytes = stream_session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
+  ASSERT (available_bytes >= offset);
+  available_bytes -= offset;
+  if (!available_bytes)
+    return 0;
+  max_deq_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_deq_bytes);
+  max_deq_bytes = clib_min (available_bytes, max_deq_bytes);
 
   /* Start is beyond snd_congestion */
-  if (seq_geq (tc->snd_una + offset, tc->snd_congestion))
+  start = tc->snd_una + offset;
+  if (seq_geq (start, tc->snd_congestion))
     goto done;
 
   /* Don't overshoot snd_congestion */
-  if (seq_gt (tc->snd_nxt + max_bytes, tc->snd_congestion))
+  if (seq_gt (start + max_deq_bytes, tc->snd_congestion))
     {
-      max_bytes = tc->snd_congestion - tc->snd_nxt;
-      if (max_bytes == 0)
+      max_deq_bytes = tc->snd_congestion - start;
+      if (max_deq_bytes == 0)
        goto done;
     }
 
+  seg_size = max_deq_bytes + MAX_HDRS_LEN;
+
+  /*
+   * Prepare options
+   */
   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
 
-  ASSERT (max_bytes <= tc->snd_mss);
+  /*
+   * Allocate and fill in buffer(s)
+   */
 
-  n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection,
-                                      vlib_buffer_get_current (b), offset,
-                                      max_bytes);
-  ASSERT (n_bytes != 0);
-  b->current_length = n_bytes;
-  tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, 0);
-  tc->rtx_bytes += n_bytes;
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return 0;
+  *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+  data = tcp_init_buffer (vm, *b);
+
+  /* Easy case, buffer size greater than mss */
+  if (PREDICT_TRUE (seg_size <= tm->bytes_per_buffer))
+    {
+      n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
+                                          max_deq_bytes);
+      ASSERT (n_bytes == max_deq_bytes);
+      b[0]->current_length = n_bytes;
+      tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, 0);
+    }
+  /* Split mss into multiple buffers */
+  else
+    {
+      u32 chain_bi = ~0, n_bufs_per_seg;
+      u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
+      u16 n_peeked, len_to_deq, available_bufs;
+      vlib_buffer_t *chain_b, *prev_b;
+      int i;
+
+      n_bufs_per_seg = ceil ((double) seg_size / tm->bytes_per_buffer);
+
+      /* Make sure we have enough buffers */
+      available_bufs = vec_len (tm->tx_buffers[thread_index]);
+      if (n_bufs_per_seg > available_bufs)
+       {
+         if (tcp_alloc_tx_buffers (tm, thread_index,
+                                   VLIB_FRAME_SIZE - available_bufs))
+           {
+             tcp_return_buffer (tm);
+             *b = 0;
+             return 0;
+           }
+       }
+
+      n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
+                                          tm->bytes_per_buffer -
+                                          MAX_HDRS_LEN);
+      b[0]->current_length = n_bytes;
+      b[0]->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
+      b[0]->total_length_not_including_first_buffer = 0;
+      max_deq_bytes -= n_bytes;
+
+      chain_b = *b;
+      for (i = 1; i < n_bufs_per_seg; i++)
+       {
+         prev_b = chain_b;
+         len_to_deq = clib_min (max_deq_bytes, tm->bytes_per_buffer);
+         tcp_get_free_buffer_index (tm, &chain_bi);
+         ASSERT (chain_bi != (u32) ~ 0);
+         chain_b = vlib_get_buffer (vm, chain_bi);
+         chain_b->current_data = 0;
+         data = vlib_buffer_get_current (chain_b);
+         n_peeked = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data,
+                                               offset + n_bytes, len_to_deq);
+         ASSERT (n_peeked == len_to_deq);
+         n_bytes += n_peeked;
+         chain_b->current_length = n_peeked;
+         chain_b->flags &= VLIB_BUFFER_NON_DEFAULT_FREELIST;
+         chain_b->next_buffer = 0;
+
+         /* update previous buffer */
+         prev_b->next_buffer = chain_bi;
+         prev_b->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
+
+         max_deq_bytes -= n_peeked;
+         b[0]->total_length_not_including_first_buffer += n_peeked;
+       }
+
+      tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, 0);
+    }
+
+  ASSERT (n_bytes > 0);
+  ASSERT (((*b)->current_data + (*b)->current_length) <=
+         tm->bytes_per_buffer);
+
+  if (tcp_in_fastrecovery (tc))
+    tc->snd_rxt_bytes += n_bytes;
 
 done:
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_RTX, tc, offset, n_bytes);
@@ -1033,20 +1331,18 @@ done:
 static void
 tcp_rtx_timeout_cc (tcp_connection_t * tc)
 {
+  tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
+  tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
+
   /* Cleanly recover cc (also clears up fast retransmit) */
   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
-    {
-      tcp_cc_recover (tc);
-    }
-  else
-    {
-      tc->ssthresh = clib_max (tcp_flight_size (tc) / 2, 2 * tc->snd_mss);
-    }
+    tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
 
   /* Start again from the beginning */
-
+  tc->ssthresh = clib_max (tcp_flight_size (tc) / 2, 2 * tc->snd_mss);
   tc->cwnd = tcp_loss_wnd (tc);
   tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
+  tc->rtt_ts = 0;
   tcp_recovery_on (tc);
 }
 
@@ -1057,91 +1353,149 @@ tcp_timer_retransmit_handler_i (u32 index, u8 is_syn)
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
   tcp_connection_t *tc;
-  vlib_buffer_t *b;
+  vlib_buffer_t *b = 0;
   u32 bi, n_bytes;
 
   if (is_syn)
     {
       tc = tcp_half_open_connection_get (index);
+      /* Note: the connection may have transitioned to ESTABLISHED... */
+      if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
+       return;
+      tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
     }
   else
     {
       tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
+      /* Note: the connection may have been closed and pool_put */
+      if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
+       return;
+      tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
     }
 
-  /* Make sure timer handle is set to invalid */
-  tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
+  if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
+    {
+      /* Lost FIN, retransmit and return */
+      if (tcp_is_lost_fin (tc))
+       {
+         tcp_send_fin (tc);
+         tc->rto_boff += 1;
+         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
+         return;
+       }
 
-  /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) */
-  tc->rto_boff += 1;
+      /* Shouldn't be here */
+      if (tc->snd_una == tc->snd_una_max)
+       {
+         tcp_recovery_off (tc);
+         return;
+       }
 
-  /* Go back to first un-acked byte */
-  tc->snd_nxt = tc->snd_una;
+      /* We're not in recovery so make sure rto_boff is 0 */
+      if (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0)
+       {
+         tc->rto_boff = 0;
+         tcp_update_rto (tc);
+       }
 
-  /* Get buffer */
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
-  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+      /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) and go back
+       * to first un-acked byte  */
+      tc->rto_boff += 1;
 
-  if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
-    {
       /* First retransmit timeout */
       if (tc->rto_boff == 1)
        tcp_rtx_timeout_cc (tc);
 
-      /* Exponential backoff */
+      tc->snd_nxt = tc->snd_una;
       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
 
       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 1);
 
-      /* Send one segment. No fancy recovery for now! */
-      n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, 0, tc->snd_mss);
+      /* Send one segment. Note that n_bytes may be zero due to buffer shortfall  */
+      n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, 0, tc->snd_mss, &b);
+
+      /* TODO be less aggressive about this */
       scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
 
       if (n_bytes == 0)
        {
-         clib_warning ("could not retransmit");
+         tcp_retransmit_timer_set (tc);
          return;
        }
+
+      bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
+
+      /* For first retransmit, record timestamp (Eifel detection RFC3522) */
+      if (tc->rto_boff == 1)
+       tc->snd_rxt_ts = tcp_time_now ();
+
+      tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+      tcp_retransmit_timer_update (tc);
     }
-  else
+  /* Retransmit for SYN */
+  else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
     {
-      /* Retransmit for SYN/SYNACK */
-      ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD
-             || tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
+      /* Half-open connection actually moved to established but we were
+       * waiting for syn retransmit to pop to call cleanup from the right
+       * thread. */
+      if (tc->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE)
+       {
+         if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
+           {
+             clib_warning ("could not remove half-open connection");
+             ASSERT (0);
+           }
+         return;
+       }
 
       /* Try without increasing RTO a number of times. If this fails,
        * start growing RTO exponentially */
+      tc->rto_boff += 1;
       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
        tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
 
-      vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
+      tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
+                       tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
 
-      tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, 1);
+      if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+       return;
 
-      /* Account for the SYN */
-      tc->snd_nxt += 1;
-    }
+      b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+      tcp_init_buffer (vm, b);
+      tcp_make_syn (tc, b);
 
-  if (!is_syn)
-    {
-      tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+      tc->rtt_ts = 0;
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 0);
 
-      /* Re-enable retransmit timer */
-      tcp_retransmit_timer_set (tc);
+      /* This goes straight to ipx_lookup. Retransmit timer set already */
+      tcp_push_ip_hdr (tm, tc, b);
+      tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
     }
-  else
+  /* Retransmit SYN-ACK */
+  else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
     {
-      ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
+      tc->rto_boff += 1;
+      if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
+       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
+      tc->rtt_ts = 0;
 
-      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RTX, tc);
+      if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+       {
+         tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
+         return;
+       }
 
-      /* This goes straight to ipx_lookup */
-      tcp_push_ip_hdr (tm, tc, b);
-      tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+      b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+      tcp_make_synack (tc, b);
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 1);
 
-      /* Re-enable retransmit timer */
-      tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
-                    tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
+      /* Retransmit timer already updated, just enqueue to output */
+      tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+    }
+  else
+    {
+      ASSERT (tc->state == TCP_STATE_CLOSED);
+      return;
     }
 }
 
@@ -1169,42 +1523,67 @@ tcp_timer_persist_handler (u32 index)
   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
   tcp_connection_t *tc;
   vlib_buffer_t *b;
-  u32 bi, n_bytes;
+  u32 bi, max_snd_bytes, available_bytes, offset;
+  int n_bytes = 0;
+  u8 *data;
 
-  tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
+  tc = tcp_connection_get_if_valid (index, thread_index);
+
+  if (!tc)
+    return;
 
   /* Make sure timer handle is set to invalid */
   tc->timers[TCP_TIMER_PERSIST] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
 
   /* Problem already solved or worse */
-  if (tc->snd_wnd > tc->snd_mss || tcp_in_recovery (tc))
+  if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED || tc->state > TCP_STATE_ESTABLISHED
+      || tc->snd_wnd > tc->snd_mss || tcp_in_recovery (tc))
     return;
 
+  available_bytes = stream_session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
+  offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
+
+  /* Reprogram persist if no new bytes available to send. We may have data
+   * next time */
+  if (!available_bytes)
+    {
+      tcp_persist_timer_set (tc);
+      return;
+    }
+
+  if (available_bytes <= offset)
+    {
+      ASSERT (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT));
+      return;
+    }
+
   /* Increment RTO backoff */
   tc->rto_boff += 1;
   tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
 
-  /* Try to force the first unsent segment  */
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
+  /*
+   * Try to force the first unsent segment (or buffer)
+   */
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi)))
+    return;
   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
-  tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
-  n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection,
-                                      vlib_buffer_get_current (b),
-                                      tc->snd_una_max - tc->snd_una,
-                                      tc->snd_mss);
-  /* Nothing to send */
-  if (n_bytes == 0)
-    {
-      tcp_return_buffer (tm);
-      return;
-    }
+  data = tcp_init_buffer (vm, b);
 
+  tcp_validate_txf_size (tc, offset);
+  tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
+  max_snd_bytes = clib_min (tc->snd_mss, tm->bytes_per_buffer - MAX_HDRS_LEN);
+  n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
+                                      max_snd_bytes);
   b->current_length = n_bytes;
+  ASSERT (n_bytes != 0 && (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)
+                          || tc->snd_nxt == tc->snd_una_max
+                          || tc->rto_boff > 1));
+
   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, 0);
   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
 
-  /* Re-enable persist timer */
-  tcp_persist_timer_set (tc);
+  /* Just sent new data, enable retransmit */
+  tcp_retransmit_timer_update (tc);
 }
 
 /**
@@ -1213,113 +1592,154 @@ tcp_timer_persist_handler (u32 index)
 void
 tcp_retransmit_first_unacked (tcp_connection_t * tc)
 {
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
   vlib_buffer_t *b;
-  u32 bi, n_bytes;
+  u32 bi, old_snd_nxt, n_bytes;
 
+  old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
 
-  /* Get buffer */
-  tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
-  b = vlib_get_buffer (vm, bi);
-
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
-
-  n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, 0, tc->snd_mss);
-  if (n_bytes == 0)
-    goto done;
-
+  n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, 0, tc->snd_mss, &b);
+  if (!n_bytes)
+    return;
+  bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
 
-done:
-  tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+  tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
 }
 
-sack_scoreboard_hole_t *
-scoreboard_first_rtx_hole (sack_scoreboard_t * sb)
-{
-  sack_scoreboard_hole_t *hole = 0;
-
-//  hole = scoreboard_first_hole (&tc->sack_sb);
-//  if (hole)
-//    {
-//
-//      offset = hole->start - tc->snd_una;
-//      hole_size = hole->end - hole->start;
-//
-//      ASSERT(hole_size);
-//
-//      if (hole_size < max_bytes)
-//      max_bytes = hole_size;
-//    }
-  return hole;
+/**
+ * Do fast retransmit with SACKs
+ */
+void
+tcp_fast_retransmit_sack (tcp_connection_t * tc)
+{
+  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
+  u32 n_written = 0, offset, max_bytes;
+  vlib_buffer_t *b = 0;
+  sack_scoreboard_hole_t *hole;
+  sack_scoreboard_t *sb;
+  u32 bi, old_snd_nxt;
+  int snd_space;
+  u8 snd_limited = 0, can_rescue = 0;
+
+  ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
+
+  old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
+  sb = &tc->sack_sb;
+  snd_space = tcp_available_snd_space (tc);
+
+  hole = scoreboard_get_hole (sb, sb->cur_rxt_hole);
+  while (hole && snd_space > 0)
+    {
+      hole = scoreboard_next_rxt_hole (sb, hole,
+                                      tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc),
+                                      &can_rescue, &snd_limited);
+      if (!hole)
+       {
+         if (!can_rescue || !(seq_lt (sb->rescue_rxt, tc->snd_una)
+                              || seq_gt (sb->rescue_rxt,
+                                         tc->snd_congestion)))
+           break;
+
+         /* If rescue rxt undefined or less than snd_una then one segment of
+          * up to SMSS octets that MUST include the highest outstanding
+          * unSACKed sequence number SHOULD be returned, and RescueRxt set to
+          * RecoveryPoint. HighRxt MUST NOT be updated.
+          */
+         max_bytes = clib_min (tc->snd_mss,
+                               tc->snd_congestion - tc->snd_una);
+         max_bytes = clib_min (max_bytes, snd_space);
+         offset = tc->snd_congestion - tc->snd_una - max_bytes;
+         sb->rescue_rxt = tc->snd_congestion;
+         tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
+         n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, offset, max_bytes,
+                                                     &b);
+         ASSERT (n_written);
+         bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
+         tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+         break;
+       }
+
+      max_bytes = clib_min (hole->end - sb->high_rxt, snd_space);
+      max_bytes = snd_limited ? clib_min (max_bytes, tc->snd_mss) : max_bytes;
+      if (max_bytes == 0)
+       break;
+      offset = sb->high_rxt - tc->snd_una;
+      tc->snd_nxt = sb->high_rxt;
+      n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, offset, max_bytes, &b);
+
+      /* Nothing left to retransmit */
+      if (n_written == 0)
+       break;
+
+      bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
+      sb->high_rxt += n_written;
+      tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
+      ASSERT (n_written <= snd_space);
+      snd_space -= n_written;
+    }
+
+  /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
+  tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
 }
 
 /**
- * Do fast retransmit.
+ * Fast retransmit without SACK info
  */
 void
-tcp_fast_retransmit (tcp_connection_t * tc)
+tcp_fast_retransmit_no_sack (tcp_connection_t * tc)
 {
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
-  u32 bi;
+  u32 n_written = 0, offset = 0, bi, old_snd_nxt;
   int snd_space;
-  u32 n_written = 0, offset = 0;
   vlib_buffer_t *b;
-  u8 use_sacks = 0;
 
   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
 
   /* Start resending from first un-acked segment */
+  old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
-
   snd_space = tcp_available_snd_space (tc);
-  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
-
-  /* If we have SACKs use them */
-  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->opt)
-      && scoreboard_first_hole (&tc->sack_sb))
-    use_sacks = 0;
 
   while (snd_space > 0)
     {
-      tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
-      b = vlib_get_buffer (vm, bi);
-
-      if (use_sacks)
-       {
-         scoreboard_first_rtx_hole (&tc->sack_sb);
-       }
-      else
-       {
-         offset += n_written;
-       }
-
-      n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, offset, snd_space);
+      offset += n_written;
+      n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, offset, snd_space, &b);
 
       /* Nothing left to retransmit */
       if (n_written == 0)
-       {
-         tcp_return_buffer (tm);
-         break;
-       }
+       break;
 
+      bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
       tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
       snd_space -= n_written;
     }
 
-  /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
-  if (seq_lt (tc->snd_nxt, tc->snd_congestion))
-    tc->snd_nxt = tc->snd_congestion;
+  /* Restore snd_nxt. If window allows, send 1 SMSS of new data */
+  tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
+}
+
+/**
+ * Do fast retransmit
+ */
+void
+tcp_fast_retransmit (tcp_connection_t * tc)
+{
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts)
+      && scoreboard_first_hole (&tc->sack_sb))
+    tcp_fast_retransmit_sack (tc);
+  else
+    tcp_fast_retransmit_no_sack (tc);
 }
 
 always_inline u32
 tcp_session_has_ooo_data (tcp_connection_t * tc)
 {
-  stream_session_t *s =
-    stream_session_get (tc->c_s_index, tc->c_thread_index);
+  stream_session_t *s = session_get (tc->c_s_index, tc->c_thread_index);
   return svm_fifo_has_ooo_data (s->server_rx_fifo);
 }
 
@@ -1333,8 +1753,8 @@ tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm,
 
   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
   n_left_from = from_frame->n_vectors;
-
   next_index = node->cached_next_index;
+  tcp_set_time_now (my_thread_index);
 
   while (n_left_from > 0)
     {
@@ -1373,21 +1793,21 @@ tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm,
 
          if (is_ip4)
            {
-             ip4_header_t *ih0;
-             ih0 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4,
-                                         &tc0->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP);
-             th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih0);
+             vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4, &tc0->c_rmt_ip4,
+                                   IP_PROTOCOL_TCP, 1);
+             b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
+             vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
+             th0->checksum = 0;
            }
          else
            {
              ip6_header_t *ih0;
-             int bogus = ~0;
-
              ih0 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip6,
                                          &tc0->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
-             th0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b0, ih0,
-                                                                &bogus);
-             ASSERT (!bogus);
+             b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
+             vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = (u8 *) ih0 - b0->data;
+             vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
+             th0->checksum = 0;
            }
 
          /* Filter out DUPACKs if there are no OOO segments left */
@@ -1404,10 +1824,7 @@ tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm,
 
          /* Stop DELACK timer and fix flags */
          tc0->flags &= ~(TCP_CONN_SNDACK);
-         if (tcp_timer_is_active (tc0, TCP_TIMER_DELACK))
-           {
-             tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
-           }
+         tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
 
          /* If not retransmitting
           * 1) update snd_una_max (SYN, SYNACK, FIN)
@@ -1431,12 +1848,33 @@ tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm,
              tc0->rto_boff = 0;
            }
 
-         /* set fib index to default and lookup node */
-         /* XXX network virtualization (vrf/vni) */
+#if 0
+         /* Make sure we haven't lost route to our peer */
+         if (PREDICT_FALSE (tc0->last_fib_check
+                            < tc0->snd_opts.tsval + TCP_FIB_RECHECK_PERIOD))
+           {
+             if (PREDICT_TRUE
+                 (tc0->c_rmt_fei == tcp_lookup_rmt_in_fib (tc0)))
+               {
+                 tc0->last_fib_check = tc0->snd_opts.tsval;
+               }
+             else
+               {
+                 clib_warning ("lost connection to peer");
+                 tcp_connection_reset (tc0);
+                 goto done;
+               }
+           }
+
+         /* Use pre-computed dpo to set next node */
+         next0 = tc0->c_rmt_dpo.dpoi_next_node;
+         vnet_buffer (b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = tc0->c_rmt_dpo.dpoi_index;
+#endif
+
          vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
-         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = (u32) ~ 0;
+         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
 
-         b0->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
+         b0->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
        done:
          b0->error = node->errors[error0];
          if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
@@ -1528,6 +1966,14 @@ tcp_push_header (transport_connection_t * tconn, vlib_buffer_t * b)
 
   tc = (tcp_connection_t *) tconn;
   tcp_push_hdr_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, 0);
+  ASSERT (seq_leq (tc->snd_una_max, tc->snd_una + tc->snd_wnd));
+
+  if (tc->rtt_ts == 0 && !tcp_in_cong_recovery (tc))
+    {
+      tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
+      tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
+    }
+  tcp_trajectory_add_start (b, 3);
   return 0;
 }
 
@@ -1590,12 +2036,12 @@ tcp46_send_reset_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
            }
 
          /* Prepare to send to IP lookup */
-         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = 0;
+         vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
          next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
 
        done:
          b0->error = node->errors[error0];
-         b0->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
+         b0->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
          if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
            {
              th0 = vlib_buffer_get_current (b0);