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