tcp: consume incoming buffers instead of reusing
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 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 <vnet/lisp-cp/packets.h>
18 #include <math.h>
19
20 vlib_node_registration_t tcp4_output_node;
21 vlib_node_registration_t tcp6_output_node;
22
23 typedef enum _tcp_output_next
24 {
25   TCP_OUTPUT_NEXT_DROP,
26   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP,
27   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE,
28   TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP,
29   TCP_OUTPUT_N_NEXT
30 } tcp_output_next_t;
31
32 #define foreach_tcp4_output_next                \
33   _ (DROP, "error-drop")                        \
34   _ (IP_LOOKUP, "ip4-lookup")                   \
35   _ (IP_REWRITE, "ip4-rewrite")                 \
36   _ (IP_ARP, "ip4-arp")
37
38 #define foreach_tcp6_output_next                \
39   _ (DROP, "error-drop")                        \
40   _ (IP_LOOKUP, "ip6-lookup")                   \
41   _ (IP_REWRITE, "ip6-rewrite")                 \
42   _ (IP_ARP, "ip6-discover-neighbor")
43
44 static char *tcp_error_strings[] = {
45 #define tcp_error(n,s) s,
46 #include <vnet/tcp/tcp_error.def>
47 #undef tcp_error
48 };
49
50 typedef struct
51 {
52   tcp_header_t tcp_header;
53   tcp_connection_t tcp_connection;
54 } tcp_tx_trace_t;
55
56 u16 dummy_mtu = 1460;
57
58 u8 *
59 format_tcp_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
60 {
61   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
62   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
63   tcp_tx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_tx_trace_t *);
64   u32 indent = format_get_indent (s);
65
66   s = format (s, "%U\n%U%U",
67               format_tcp_header, &t->tcp_header, 128,
68               format_white_space, indent,
69               format_tcp_connection, &t->tcp_connection, 1);
70
71   return s;
72 }
73
74 static u8
75 tcp_window_compute_scale (u32 window)
76 {
77   u8 wnd_scale = 0;
78   while (wnd_scale < TCP_MAX_WND_SCALE && (window >> wnd_scale) > TCP_WND_MAX)
79     wnd_scale++;
80   return wnd_scale;
81 }
82
83 /**
84  * Update max segment size we're able to process.
85  *
86  * The value is constrained by our interface's MTU and IP options. It is
87  * also what we advertise to our peer.
88  */
89 void
90 tcp_update_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
91 {
92   /* TODO find our iface MTU */
93   tc->mss = dummy_mtu - sizeof (tcp_header_t);
94 }
95
96 /**
97  * TCP's initial window
98  */
99 always_inline u32
100 tcp_initial_wnd_unscaled (tcp_connection_t * tc)
101 {
102   /* RFC 6928 recommends the value lower. However at the time our connections
103    * are initialized, fifos may not be allocated. Therefore, advertise the
104    * smallest possible unscaled window size and update once fifos are
105    * assigned to the session.
106    */
107   /*
108      tcp_update_rcv_mss (tc);
109      TCP_IW_N_SEGMENTS * tc->mss;
110    */
111   return TCP_MIN_RX_FIFO_SIZE;
112 }
113
114 /**
115  * Compute initial window and scale factor. As per RFC1323, window field in
116  * SYN and SYN-ACK segments is never scaled.
117  */
118 u32
119 tcp_initial_window_to_advertise (tcp_connection_t * tc)
120 {
121   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
122   u32 max_fifo;
123
124   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated yet.
125    * Use some predefined value. For SYN-ACK we still want the
126    * scale to be computed in the same way */
127   max_fifo = tm->max_rx_fifo ? tm->max_rx_fifo : TCP_MAX_RX_FIFO_SIZE;
128
129   tc->rcv_wscale = tcp_window_compute_scale (max_fifo);
130   tc->rcv_wnd = tcp_initial_wnd_unscaled (tc);
131
132   return clib_min (tc->rcv_wnd, TCP_WND_MAX);
133 }
134
135 static void
136 tcp_update_rcv_wnd (tcp_connection_t * tc)
137 {
138   i32 observed_wnd;
139   u32 available_space, max_fifo, wnd;
140
141   /*
142    * Figure out how much space we have available
143    */
144   available_space = transport_max_rx_enqueue (&tc->connection);
145   max_fifo = transport_rx_fifo_size (&tc->connection);
146
147   ASSERT (tc->rcv_opts.mss < max_fifo);
148   if (available_space < tc->rcv_opts.mss && available_space < max_fifo >> 3)
149     available_space = 0;
150
151   /*
152    * Use the above and what we know about what we've previously advertised
153    * to compute the new window
154    */
155   observed_wnd = (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
156   if (observed_wnd < 0)
157     observed_wnd = 0;
158
159   /* Bad. Thou shalt not shrink */
160   if (available_space < observed_wnd)
161     {
162       wnd = observed_wnd;
163       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RCV_WND_SHRUNK, tc, observed_wnd, available_space);
164     }
165   else
166     {
167       wnd = available_space;
168     }
169
170   /* Make sure we have a multiple of rcv_wscale */
171   if (wnd && tc->rcv_wscale)
172     {
173       wnd &= ~(1 << tc->rcv_wscale);
174       if (wnd == 0)
175         wnd = 1 << tc->rcv_wscale;
176     }
177
178   tc->rcv_wnd = clib_min (wnd, TCP_WND_MAX << tc->rcv_wscale);
179 }
180
181 /**
182  * Compute and return window to advertise, scaled as per RFC1323
183  */
184 static u32
185 tcp_window_to_advertise (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t state)
186 {
187   if (state < TCP_STATE_ESTABLISHED)
188     return tcp_initial_window_to_advertise (tc);
189
190   tcp_update_rcv_wnd (tc);
191
192   if (tc->rcv_wnd == 0)
193     {
194       tc->flags |= TCP_CONN_SENT_RCV_WND0;
195     }
196   else
197     {
198       tc->flags &= ~TCP_CONN_SENT_RCV_WND0;
199     }
200
201   return tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
202 }
203
204 /**
205  * Write TCP options to segment.
206  */
207 static u32
208 tcp_options_write (u8 * data, tcp_options_t * opts)
209 {
210   u32 opts_len = 0;
211   u32 buf, seq_len = 4;
212
213   if (tcp_opts_mss (opts))
214     {
215       *data++ = TCP_OPTION_MSS;
216       *data++ = TCP_OPTION_LEN_MSS;
217       buf = clib_host_to_net_u16 (opts->mss);
218       clib_memcpy (data, &buf, sizeof (opts->mss));
219       data += sizeof (opts->mss);
220       opts_len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
221     }
222
223   if (tcp_opts_wscale (opts))
224     {
225       *data++ = TCP_OPTION_WINDOW_SCALE;
226       *data++ = TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
227       *data++ = opts->wscale;
228       opts_len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
229     }
230
231   if (tcp_opts_sack_permitted (opts))
232     {
233       *data++ = TCP_OPTION_SACK_PERMITTED;
234       *data++ = TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
235       opts_len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
236     }
237
238   if (tcp_opts_tstamp (opts))
239     {
240       *data++ = TCP_OPTION_TIMESTAMP;
241       *data++ = TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
242       buf = clib_host_to_net_u32 (opts->tsval);
243       clib_memcpy (data, &buf, sizeof (opts->tsval));
244       data += sizeof (opts->tsval);
245       buf = clib_host_to_net_u32 (opts->tsecr);
246       clib_memcpy (data, &buf, sizeof (opts->tsecr));
247       data += sizeof (opts->tsecr);
248       opts_len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
249     }
250
251   if (tcp_opts_sack (opts))
252     {
253       int i;
254       u32 n_sack_blocks = clib_min (vec_len (opts->sacks),
255                                     TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
256
257       if (n_sack_blocks != 0)
258         {
259           *data++ = TCP_OPTION_SACK_BLOCK;
260           *data++ = 2 + n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
261           for (i = 0; i < n_sack_blocks; i++)
262             {
263               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].start);
264               clib_memcpy (data, &buf, seq_len);
265               data += seq_len;
266               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].end);
267               clib_memcpy (data, &buf, seq_len);
268               data += seq_len;
269             }
270           opts_len += 2 + n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
271         }
272     }
273
274   /* Terminate TCP options */
275   if (opts_len % 4)
276     {
277       *data++ = TCP_OPTION_EOL;
278       opts_len += TCP_OPTION_LEN_EOL;
279     }
280
281   /* Pad with zeroes to a u32 boundary */
282   while (opts_len % 4)
283     {
284       *data++ = TCP_OPTION_NOOP;
285       opts_len += TCP_OPTION_LEN_NOOP;
286     }
287   return opts_len;
288 }
289
290 static int
291 tcp_make_syn_options (tcp_options_t * opts, u8 wnd_scale)
292 {
293   u8 len = 0;
294
295   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
296   opts->mss = dummy_mtu;        /*XXX discover that */
297   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
298
299   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
300   opts->wscale = wnd_scale;
301   len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
302
303   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
304   opts->tsval = tcp_time_now ();
305   opts->tsecr = 0;
306   len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
307
308   if (TCP_USE_SACKS)
309     {
310       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
311       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
312     }
313
314   /* Align to needed boundary */
315   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
316   return len;
317 }
318
319 static int
320 tcp_make_synack_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
321 {
322   u8 len = 0;
323
324   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
325   opts->mss = tc->mss;
326   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
327
328   if (tcp_opts_wscale (&tc->rcv_opts))
329     {
330       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
331       opts->wscale = tc->rcv_wscale;
332       len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
333     }
334
335   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
336     {
337       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
338       opts->tsval = tcp_time_now ();
339       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
340       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
341     }
342
343   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
344     {
345       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
346       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
347     }
348
349   /* Align to needed boundary */
350   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
351   return len;
352 }
353
354 static int
355 tcp_make_established_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
356 {
357   u8 len = 0;
358
359   opts->flags = 0;
360
361   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
362     {
363       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
364       opts->tsval = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
365       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
366       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
367     }
368   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
369     {
370       if (vec_len (tc->snd_sacks))
371         {
372           opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
373           opts->sacks = tc->snd_sacks;
374           opts->n_sack_blocks = clib_min (vec_len (tc->snd_sacks),
375                                           TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
376           len += 2 + TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK * opts->n_sack_blocks;
377         }
378     }
379
380   /* Align to needed boundary */
381   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
382   return len;
383 }
384
385 always_inline int
386 tcp_make_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts,
387                   tcp_state_t state)
388 {
389   switch (state)
390     {
391     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
392     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
393     case TCP_STATE_CLOSED:
394     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
395       return tcp_make_established_options (tc, opts);
396     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
397       return tcp_make_synack_options (tc, opts);
398     case TCP_STATE_SYN_SENT:
399       return tcp_make_syn_options (opts, tc->rcv_wscale);
400     default:
401       clib_warning ("State not handled! %d", state);
402       return 0;
403     }
404 }
405
406 /**
407  * Update burst send vars
408  *
409  * - Updates snd_mss to reflect the effective segment size that we can send
410  * by taking into account all TCP options, including SACKs.
411  * - Cache 'on the wire' options for reuse
412  * - Updates receive window which can be reused for a burst.
413  *
414  * This should *only* be called when doing bursts
415  */
416 void
417 tcp_update_burst_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
418 {
419   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
420
421   /* Compute options to be used for connection. These may be reused when
422    * sending data or to compute the effective mss (snd_mss) */
423   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts,
424                                        TCP_STATE_ESTABLISHED);
425
426   /* XXX check if MTU has been updated */
427   tc->snd_mss = clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - tc->snd_opts_len;
428   ASSERT (tc->snd_mss > 0);
429
430   tcp_options_write (tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
431                      &tc->snd_opts);
432
433   tcp_update_rcv_wnd (tc);
434 }
435
436 void
437 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
438 {
439   u16 default_min_mss = 536;
440   tcp_update_rcv_mss (tc);
441
442   /* TODO cache mss and consider PMTU discovery */
443   tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
444
445   if (tc->snd_mss < 45)
446     {
447       clib_warning ("snd mss is 0");
448       /* Assume that at least the min default mss works */
449       tc->snd_mss = default_min_mss;
450       tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
451     }
452
453   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
454   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
455
456   /* If we use timestamp option, account for it */
457   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
458     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
459 }
460
461 static int
462 tcp_alloc_tx_buffers (tcp_worker_ctx_t * wrk, u16 * n_bufs, u32 wanted)
463 {
464   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
465   u32 n_alloc;
466
467   ASSERT (wanted > *n_bufs);
468   vec_validate_aligned (wrk->tx_buffers, wanted - 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
469   n_alloc = vlib_buffer_alloc (vm, &wrk->tx_buffers[*n_bufs],
470                                wanted - *n_bufs);
471   *n_bufs += n_alloc;
472   _vec_len (wrk->tx_buffers) = *n_bufs;
473   return n_alloc;
474 }
475
476 always_inline int
477 tcp_get_free_buffer_index (tcp_worker_ctx_t * wrk, u32 * bidx)
478 {
479   u16 n_bufs = vec_len (wrk->tx_buffers);
480
481   TCP_DBG_BUFFER_ALLOC_MAYBE_FAIL (wrk->vm->thread_index);
482
483   if (PREDICT_FALSE (!n_bufs))
484     {
485       if (!tcp_alloc_tx_buffers (wrk, &n_bufs, VLIB_FRAME_SIZE))
486         {
487           *bidx = ~0;
488           return -1;
489         }
490     }
491   *bidx = wrk->tx_buffers[--n_bufs];
492   _vec_len (wrk->tx_buffers) = n_bufs;
493   return 0;
494 }
495
496 static void *
497 tcp_reuse_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
498 {
499   if (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
500     vlib_buffer_free_one (vm, b->next_buffer);
501   /* Zero all flags but free list index and trace flag */
502   b->flags &= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT - 1;
503   b->current_data = 0;
504   b->current_length = 0;
505   b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
506   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
507
508   /* Leave enough space for headers */
509   return vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
510 }
511
512 static void *
513 tcp_init_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
514 {
515   ASSERT ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0);
516   b->flags &= VLIB_BUFFER_NON_DEFAULT_FREELIST;
517   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
518   b->total_length_not_including_first_buffer = 0;
519   b->current_data = 0;
520   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
521   VLIB_BUFFER_TRACE_TRAJECTORY_INIT (b);
522   /* Leave enough space for headers */
523   return vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
524 }
525
526 /**
527  * Prepare ACK
528  */
529 static void
530 tcp_make_ack_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b, tcp_state_t state,
531                 u8 flags)
532 {
533   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
534   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
535   tcp_header_t *th;
536   u16 wnd;
537
538   wnd = tcp_window_to_advertise (tc, state);
539
540   /* Make and write options */
541   tcp_opts_len = tcp_make_established_options (tc, snd_opts);
542   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
543
544   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
545                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags, wnd);
546
547   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
548   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
549 }
550
551 /**
552  * Convert buffer to ACK
553  */
554 void
555 tcp_make_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
556 {
557   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
558
559   tcp_reuse_buffer (vm, b);
560   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, TCP_FLAG_ACK);
561   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_SENT, tc);
562   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
563 }
564
565 /**
566  * Convert buffer to FIN-ACK
567  */
568 void
569 tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
570 {
571   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
572   u8 flags = 0;
573
574   tcp_reuse_buffer (vm, b);
575
576   flags = TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK;
577   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, flags);
578
579   /* Reset flags, make sure ack is sent */
580   vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
581 }
582
583 /**
584  * Convert buffer to SYN
585  */
586 void
587 tcp_make_syn (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
588 {
589   u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
590   tcp_header_t *th;
591   u16 initial_wnd;
592   tcp_options_t snd_opts;
593
594   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
595
596   /* Make and write options */
597   clib_memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
598   tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
599   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
600
601   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
602                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
603                              initial_wnd);
604   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
605   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
606 }
607
608 /**
609  * Convert buffer to SYN-ACK
610  */
611 void
612 tcp_make_synack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
613 {
614   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
615   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
616   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
617   tcp_header_t *th;
618   u16 initial_wnd;
619
620   clib_memset (snd_opts, 0, sizeof (*snd_opts));
621   tcp_reuse_buffer (vm, b);
622
623   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
624   tcp_opts_len = tcp_make_synack_options (tc, snd_opts);
625   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
626
627   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
628                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len,
629                              TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, initial_wnd);
630   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
631
632   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
633
634   /* Init retransmit timer. Use update instead of set because of
635    * retransmissions */
636   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
637   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_SENT, tc);
638 }
639
640 always_inline void
641 tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
642                             u8 is_ip4, u32 fib_index, u8 flush)
643 {
644   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
645   u32 *to_next, next_index;
646   vlib_frame_t *f;
647
648   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
649   b->error = 0;
650
651   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = fib_index;
652   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
653
654   /* Send to IP lookup */
655   next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
656   tcp_trajectory_add_start (b, 1);
657
658   f = wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4];
659   if (!f)
660     {
661       f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
662       ASSERT (f);
663       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = f;
664     }
665
666   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
667   to_next[f->n_vectors] = bi;
668   f->n_vectors += 1;
669   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
670     {
671       vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
672       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
673     }
674 }
675
676 static void
677 tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b,
678                               u32 bi, u8 is_ip4, u32 fib_index)
679 {
680   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 1);
681 }
682
683 static void
684 tcp_enqueue_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
685                           u8 is_ip4, u32 fib_index)
686 {
687   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 0);
688   if (wrk->vm->thread_index == 0 && vlib_num_workers ())
689     session_flush_frames_main_thread (wrk->vm);
690 }
691
692 always_inline void
693 tcp_enqueue_to_output_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
694                          u8 is_ip4, u8 flush)
695 {
696   u32 *to_next, next_index;
697   vlib_frame_t *f;
698
699   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
700   b->error = 0;
701
702   /* Decide where to send the packet */
703   next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
704   tcp_trajectory_add_start (b, 2);
705
706   /* Get frame to v4/6 output node */
707   f = wrk->tx_frames[!is_ip4];
708   if (!f)
709     {
710       f = vlib_get_frame_to_node (wrk->vm, next_index);
711       ASSERT (f);
712       wrk->tx_frames[!is_ip4] = f;
713     }
714   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
715   to_next[f->n_vectors] = bi;
716   f->n_vectors += 1;
717   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
718     {
719       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, f);
720       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
721     }
722 }
723
724 static void
725 tcp_enqueue_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
726                        u8 is_ip4)
727 {
728   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 0);
729 }
730
731 static void
732 tcp_enqueue_to_output_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
733                            u8 is_ip4)
734 {
735   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 1);
736 }
737
738 static int
739 tcp_make_reset_in_place (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
740                          tcp_state_t state, u8 thread_index, u8 is_ip4)
741 {
742   ip4_header_t *ih4;
743   ip6_header_t *ih6;
744   tcp_header_t *th0;
745   ip4_address_t src_ip40, dst_ip40;
746   ip6_address_t src_ip60, dst_ip60;
747   u16 src_port, dst_port;
748   u32 tmp;
749   u32 seq, ack;
750   u8 flags;
751
752   /* Find IP and TCP headers */
753   th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
754
755   /* Save src and dst ip */
756   if (is_ip4)
757     {
758       ih4 = vlib_buffer_get_current (b0);
759       ASSERT ((ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
760       src_ip40.as_u32 = ih4->src_address.as_u32;
761       dst_ip40.as_u32 = ih4->dst_address.as_u32;
762     }
763   else
764     {
765       ih6 = vlib_buffer_get_current (b0);
766       ASSERT ((ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) == 0x60);
767       clib_memcpy (&src_ip60, &ih6->src_address, sizeof (ip6_address_t));
768       clib_memcpy (&dst_ip60, &ih6->dst_address, sizeof (ip6_address_t));
769     }
770
771   src_port = th0->src_port;
772   dst_port = th0->dst_port;
773
774   /* Try to determine what/why we're actually resetting */
775   if (state == TCP_STATE_CLOSED)
776     {
777       if (!tcp_syn (th0))
778         return -1;
779
780       tmp = clib_net_to_host_u32 (th0->seq_number);
781
782       /* Got a SYN for no listener. */
783       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
784       ack = clib_host_to_net_u32 (tmp + 1);
785       seq = 0;
786     }
787   else
788     {
789       flags = TCP_FLAG_RST;
790       seq = th0->ack_number;
791       ack = 0;
792     }
793
794   tcp_reuse_buffer (vm, b0);
795   tcp_trajectory_add_start (b0, 4);
796   th0 = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b0, dst_port, src_port, seq, ack,
797                                         sizeof (tcp_header_t), flags, 0);
798
799   if (is_ip4)
800     {
801       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &dst_ip40, &src_ip40,
802                                   IP_PROTOCOL_TCP, 1);
803       th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih4);
804     }
805   else
806     {
807       int bogus = ~0;
808       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &dst_ip60, &src_ip60,
809                                   IP_PROTOCOL_TCP);
810       th0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b0, ih6, &bogus);
811       ASSERT (!bogus);
812     }
813
814   return 0;
815 }
816
817 /**
818  *  Send reset without reusing existing buffer
819  *
820  *  It extracts connection info out of original packet
821  */
822 void
823 tcp_send_reset_w_pkt (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
824 {
825   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
826   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
827   vlib_buffer_t *b;
828   u32 bi, sw_if_index, fib_index;
829   u8 tcp_hdr_len, flags = 0;
830   tcp_header_t *th, *pkt_th;
831   u32 seq, ack;
832   ip4_header_t *ih4, *pkt_ih4;
833   ip6_header_t *ih6, *pkt_ih6;
834   fib_protocol_t fib_proto;
835
836   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
837     return;
838
839   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
840   sw_if_index = vnet_buffer (pkt)->sw_if_index[VLIB_RX];
841   fib_proto = is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
842   fib_index = fib_table_get_index_for_sw_if_index (fib_proto, sw_if_index);
843   tcp_init_buffer (vm, b);
844
845   /* Make and write options */
846   tcp_hdr_len = sizeof (tcp_header_t);
847
848   if (is_ip4)
849     {
850       pkt_ih4 = vlib_buffer_get_current (pkt);
851       pkt_th = ip4_next_header (pkt_ih4);
852     }
853   else
854     {
855       pkt_ih6 = vlib_buffer_get_current (pkt);
856       pkt_th = ip6_next_header (pkt_ih6);
857     }
858
859   if (tcp_ack (pkt_th))
860     {
861       flags = TCP_FLAG_RST;
862       seq = pkt_th->ack_number;
863       ack = (tc->state >= TCP_STATE_SYN_RCVD) ? tc->rcv_nxt : 0;
864     }
865   else
866     {
867       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
868       seq = 0;
869       ack = clib_host_to_net_u32 (vnet_buffer (pkt)->tcp.seq_end);
870     }
871
872   th = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b, pkt_th->dst_port, pkt_th->src_port,
873                                        seq, ack, tcp_hdr_len, flags, 0);
874
875   /* Swap src and dst ip */
876   if (is_ip4)
877     {
878       ASSERT ((pkt_ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
879       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &pkt_ih4->dst_address,
880                                   &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
881       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
882     }
883   else
884     {
885       int bogus = ~0;
886       ASSERT ((pkt_ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) ==
887               0x60);
888       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
889                                   &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
890       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
891       ASSERT (!bogus);
892     }
893
894   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index);
895   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
896 }
897
898 /**
899  * Build and set reset packet for connection
900  */
901 void
902 tcp_send_reset (tcp_connection_t * tc)
903 {
904   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
905   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
906   vlib_buffer_t *b;
907   u32 bi;
908   tcp_header_t *th;
909   u16 tcp_hdr_opts_len, advertise_wnd, opts_write_len;
910   u8 flags;
911
912   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
913     return;
914   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
915   tcp_init_buffer (vm, b);
916
917   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
918   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
919   advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, TCP_STATE_ESTABLISHED);
920   flags = TCP_FLAG_RST;
921   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
922                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
923                              advertise_wnd);
924   opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
925   ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
926   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
927   if (tc->c_is_ip4)
928     {
929       ip4_header_t *ih4;
930       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip4,
931                                   &tc->c_rmt_ip.ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 0);
932       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
933     }
934   else
935     {
936       int bogus = ~0;
937       ip6_header_t *ih6;
938       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip6,
939                                   &tc->c_rmt_ip.ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
940       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
941       ASSERT (!bogus);
942     }
943   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
944   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
945 }
946
947 static void
948 tcp_push_ip_hdr (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
949                  vlib_buffer_t * b)
950 {
951   tcp_header_t *th = vlib_buffer_get_current (b);
952   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
953   if (tc->c_is_ip4)
954     {
955       ip4_header_t *ih;
956       ih = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip4,
957                                  &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
958       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih);
959     }
960   else
961     {
962       ip6_header_t *ih;
963       int bogus = ~0;
964
965       ih = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip6,
966                                  &tc->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
967       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih, &bogus);
968       ASSERT (!bogus);
969     }
970 }
971
972 /**
973  *  Send SYN
974  *
975  *  Builds a SYN packet for a half-open connection and sends it to ipx_lookup.
976  *  The packet is not forwarded through tcpx_output to avoid doing lookups
977  *  in the half_open pool.
978  */
979 void
980 tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc)
981 {
982   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
983   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
984   vlib_buffer_t *b;
985   u32 bi;
986
987   /*
988    * Setup retransmit and establish timers before requesting buffer
989    * such that we can return if we've ran out.
990    */
991   tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH, TCP_ESTABLISH_TIME);
992   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
993                     tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
994
995   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
996     return;
997
998   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
999   tcp_init_buffer (vm, b);
1000   tcp_make_syn (tc, b);
1001
1002   /* Measure RTT with this */
1003   tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
1004   tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1005   tc->rto_boff = 0;
1006
1007   tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
1008   tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
1009   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_SENT, tc);
1010 }
1011
1012 void
1013 tcp_send_synack (tcp_connection_t * tc)
1014 {
1015   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1016   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1017   vlib_buffer_t *b;
1018   u32 bi;
1019
1020   /* Get buffer */
1021   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1022     return;
1023
1024   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1025   tcp_make_synack (tc, b);
1026   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1027 }
1028
1029 /**
1030  * Flush tx frame populated by retransmits and timer pops
1031  */
1032 void
1033 tcp_flush_frame_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1034 {
1035   if (wrk->tx_frames[!is_ip4])
1036     {
1037       u32 next_index;
1038       next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
1039       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, wrk->tx_frames[!is_ip4]);
1040       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
1041     }
1042 }
1043
1044 /**
1045  * Flush ip lookup tx frames populated by timer pops
1046  */
1047 static void
1048 tcp_flush_frame_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1049 {
1050   if (wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4])
1051     {
1052       u32 next_index;
1053       next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
1054       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index,
1055                               wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4]);
1056       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
1057     }
1058 }
1059
1060 /**
1061  * Flush v4 and v6 tcp and ip-lookup tx frames for thread index
1062  */
1063 void
1064 tcp_flush_frames_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1065 {
1066   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 1);
1067   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 0);
1068   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 1);
1069   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 0);
1070 }
1071
1072 /**
1073  *  Send FIN
1074  */
1075 void
1076 tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc)
1077 {
1078   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1079   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1080   vlib_buffer_t *b;
1081   u32 bi;
1082   u8 fin_snt = 0;
1083
1084   fin_snt = tc->flags & TCP_CONN_FINSNT;
1085   if (fin_snt)
1086     tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1087
1088   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1089     {
1090       /* Out of buffers so program fin retransmit ASAP */
1091       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
1092       goto post_enqueue;
1093     }
1094
1095   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1096   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1097   tcp_init_buffer (vm, b);
1098   tcp_make_fin (tc, b);
1099   tcp_enqueue_to_output_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1100   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_SENT, tc);
1101
1102 post_enqueue:
1103   if (!fin_snt)
1104     {
1105       tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
1106       tc->flags &= ~TCP_CONN_FINPNDG;
1107       /* Account for the FIN */
1108       tc->snd_una_max += 1;
1109       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1110     }
1111   else
1112     {
1113       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1114     }
1115 }
1116
1117 always_inline u8
1118 tcp_make_state_flags (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t next_state)
1119 {
1120   switch (next_state)
1121     {
1122     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
1123     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1124       return TCP_FLAG_ACK;
1125     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
1126       return TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK;
1127     case TCP_STATE_SYN_SENT:
1128       return TCP_FLAG_SYN;
1129     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1130     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1131       if (tc->snd_nxt + 1 < tc->snd_una_max)
1132         return TCP_FLAG_ACK;
1133       else
1134         return TCP_FLAG_FIN;
1135     default:
1136       clib_warning ("Shouldn't be here!");
1137     }
1138   return 0;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * Push TCP header and update connection variables
1143  */
1144 always_inline void
1145 tcp_push_hdr_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
1146                 tcp_state_t next_state, u8 compute_opts, u8 maybe_burst)
1147 {
1148   u32 advertise_wnd, data_len;
1149   u8 tcp_hdr_opts_len, flags;
1150   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1151   tcp_header_t *th;
1152
1153   data_len = b->current_length;
1154   if (PREDICT_FALSE (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
1155     data_len += b->total_length_not_including_first_buffer;
1156
1157   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
1158   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
1159
1160   if (compute_opts)
1161     tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1162
1163   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
1164
1165   if (maybe_burst)
1166     advertise_wnd = tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
1167   else
1168     advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, next_state);
1169
1170   flags = tcp_make_state_flags (tc, next_state);
1171
1172   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
1173                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
1174                              advertise_wnd);
1175
1176   if (maybe_burst)
1177     {
1178       clib_memcpy ((u8 *) (th + 1),
1179                    tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
1180                    tc->snd_opts_len);
1181     }
1182   else
1183     {
1184       u8 len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
1185       ASSERT (len == tc->snd_opts_len);
1186     }
1187
1188   /*
1189    * Update connection variables
1190    */
1191
1192   tc->snd_nxt += data_len;
1193   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
1194
1195   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PKTIZE, tc);
1196 }
1197
1198 u32
1199 tcp_push_header (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
1200 {
1201   tcp_push_hdr_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, /* compute opts */ 0,
1202                   /* burst */ 1);
1203   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1204   ASSERT (seq_leq (tc->snd_una_max, tc->snd_una + tc->snd_wnd
1205                    + tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc) * tc->snd_mss));
1206   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1207   /* If not tracking an ACK, start tracking */
1208   if (tc->rtt_ts == 0 && !tcp_in_cong_recovery (tc))
1209     {
1210       tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
1211       tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1212     }
1213   if (PREDICT_FALSE (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)))
1214     {
1215       tcp_retransmit_timer_set (tc);
1216       tc->rto_boff = 0;
1217     }
1218   tcp_trajectory_add_start (b, 3);
1219   return 0;
1220 }
1221
1222 void
1223 tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
1224 {
1225   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1226   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1227   vlib_buffer_t *b;
1228   u32 bi;
1229
1230   /* Get buffer */
1231   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1232     return;
1233   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1234   tcp_init_buffer (vm, b);
1235
1236   /* Fill in the ACK */
1237   tcp_make_ack (tc, b);
1238   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1239 }
1240
1241 void
1242 tcp_program_ack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1243 {
1244   if (!(tc->flags & TCP_CONN_SNDACK))
1245     {
1246       vec_add1 (wrk->pending_acks, tc->c_c_index);
1247       tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
1248     }
1249 }
1250
1251 void
1252 tcp_program_dupack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1253 {
1254   if (!(tc->flags & TCP_CONN_SNDACK))
1255     {
1256       vec_add1 (wrk->pending_acks, tc->c_c_index);
1257       tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
1258     }
1259   if (tc->pending_dupacks < 255)
1260     tc->pending_dupacks += 1;
1261 }
1262
1263 void
1264 tcp_send_acks (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1265 {
1266   u32 thread_index, *pending_acks;
1267   tcp_connection_t *tc;
1268   int i, j, n_acks;
1269
1270   if (!vec_len (wrk->pending_acks))
1271     return;
1272
1273   thread_index = wrk->vm->thread_index;
1274   pending_acks = wrk->pending_acks;
1275   for (i = 0; i < vec_len (pending_acks); i++)
1276     {
1277       tc = tcp_connection_get (pending_acks[i], thread_index);
1278       tc->flags &= ~TCP_CONN_SNDACK;
1279       n_acks = clib_max (1, tc->pending_dupacks);
1280       /* If we're supposed to send dupacks but have no ooo data
1281        * send only one ack */
1282       if (tc->pending_dupacks && !vec_len (tc->snd_sacks))
1283         n_acks = 1;
1284       for (j = 0; j < n_acks; j++)
1285         tcp_send_ack (tc);
1286       tc->pending_dupacks = 0;
1287     }
1288   _vec_len (wrk->pending_acks) = 0;
1289 }
1290
1291 /**
1292  * Delayed ack timer handler
1293  *
1294  * Sends delayed ACK when timer expires
1295  */
1296 void
1297 tcp_timer_delack_handler (u32 index)
1298 {
1299   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1300   tcp_connection_t *tc;
1301
1302   tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1303   tc->timers[TCP_TIMER_DELACK] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1304   tcp_send_ack (tc);
1305 }
1306
1307 /**
1308  * Allocate a new buffer and build a new tcp segment
1309  *
1310  * @param wrk           tcp worker
1311  * @param tc            connection for which the segment will be allocated
1312  * @param offset        offset of the first byte in the tx fifo
1313  * @param max_deq_byte  segment size
1314  * @param[out] b        pointer to buffer allocated
1315  *
1316  * @return      the number of bytes in the segment or 0 if buffer cannot be
1317  *              allocated or no data available
1318  */
1319 static int
1320 tcp_prepare_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1321                      u32 offset, u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1322 {
1323   u32 bytes_per_buffer = vnet_get_tcp_main ()->bytes_per_buffer;
1324   u32 bi, seg_size;
1325   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1326   int n_bytes = 0;
1327   u8 *data;
1328
1329   seg_size = max_deq_bytes + MAX_HDRS_LEN;
1330
1331   /*
1332    * Prepare options
1333    */
1334   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1335
1336   /*
1337    * Allocate and fill in buffer(s)
1338    */
1339
1340   /* Easy case, buffer size greater than mss */
1341   if (PREDICT_TRUE (seg_size <= bytes_per_buffer))
1342     {
1343       if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1344         return 0;
1345       *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1346       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1347       n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1348                                            max_deq_bytes);
1349       ASSERT (n_bytes == max_deq_bytes);
1350       b[0]->current_length = n_bytes;
1351       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1352       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1353         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1354     }
1355   /* Split mss into multiple buffers */
1356   else
1357     {
1358       u32 chain_bi = ~0, n_bufs_per_seg;
1359       u16 n_peeked, len_to_deq, available_bufs;
1360       vlib_buffer_t *chain_b, *prev_b;
1361       int i;
1362
1363       /* Make sure we have enough buffers */
1364       n_bufs_per_seg = ceil ((double) seg_size / bytes_per_buffer);
1365       available_bufs = vec_len (wrk->tx_buffers);
1366       if (n_bufs_per_seg > available_bufs)
1367         {
1368           tcp_alloc_tx_buffers (wrk, &available_bufs, VLIB_FRAME_SIZE);
1369           if (n_bufs_per_seg > available_bufs)
1370             {
1371               *b = 0;
1372               return 0;
1373             }
1374         }
1375
1376       (void) tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi);
1377       ASSERT (bi != (u32) ~ 0);
1378       *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1379       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1380       n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1381                                            bytes_per_buffer - MAX_HDRS_LEN);
1382       b[0]->current_length = n_bytes;
1383       b[0]->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
1384       b[0]->total_length_not_including_first_buffer = 0;
1385       max_deq_bytes -= n_bytes;
1386
1387       chain_b = *b;
1388       for (i = 1; i < n_bufs_per_seg; i++)
1389         {
1390           prev_b = chain_b;
1391           len_to_deq = clib_min (max_deq_bytes, bytes_per_buffer);
1392           tcp_get_free_buffer_index (wrk, &chain_bi);
1393           ASSERT (chain_bi != (u32) ~ 0);
1394           chain_b = vlib_get_buffer (vm, chain_bi);
1395           chain_b->current_data = 0;
1396           data = vlib_buffer_get_current (chain_b);
1397           n_peeked = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data,
1398                                                 offset + n_bytes, len_to_deq);
1399           ASSERT (n_peeked == len_to_deq);
1400           n_bytes += n_peeked;
1401           chain_b->current_length = n_peeked;
1402           chain_b->next_buffer = 0;
1403
1404           /* update previous buffer */
1405           prev_b->next_buffer = chain_bi;
1406           prev_b->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1407
1408           max_deq_bytes -= n_peeked;
1409           b[0]->total_length_not_including_first_buffer += n_peeked;
1410         }
1411
1412       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1413       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1414         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1415     }
1416
1417   ASSERT (n_bytes > 0);
1418   ASSERT (((*b)->current_data + (*b)->current_length) <= bytes_per_buffer);
1419
1420   return n_bytes;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * Build a retransmit segment
1425  *
1426  * @return the number of bytes in the segment or 0 if there's nothing to
1427  *         retransmit
1428  */
1429 static u32
1430 tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk,
1431                                 tcp_connection_t * tc, u32 offset,
1432                                 u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1433 {
1434   u32 start, available_bytes;
1435   int n_bytes = 0;
1436
1437   ASSERT (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED);
1438   ASSERT (max_deq_bytes != 0);
1439
1440   /*
1441    * Make sure we can retransmit something
1442    */
1443   available_bytes = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1444   ASSERT (available_bytes >= offset);
1445   available_bytes -= offset;
1446   if (!available_bytes)
1447     return 0;
1448
1449   max_deq_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_deq_bytes);
1450   max_deq_bytes = clib_min (available_bytes, max_deq_bytes);
1451
1452   /* Start is beyond snd_congestion */
1453   start = tc->snd_una + offset;
1454   if (seq_geq (start, tc->snd_congestion))
1455     goto done;
1456
1457   /* Don't overshoot snd_congestion */
1458   if (seq_gt (start + max_deq_bytes, tc->snd_congestion))
1459     {
1460       max_deq_bytes = tc->snd_congestion - start;
1461       if (max_deq_bytes == 0)
1462         goto done;
1463     }
1464
1465   n_bytes = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, max_deq_bytes, b);
1466   if (!n_bytes)
1467     return 0;
1468
1469   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1470     tc->snd_rxt_bytes += n_bytes;
1471
1472 done:
1473   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_RTX, tc, offset, n_bytes);
1474   return n_bytes;
1475 }
1476
1477 /**
1478  * Reset congestion control, switch cwnd to loss window and try again.
1479  */
1480 static void
1481 tcp_rxt_timeout_cc (tcp_connection_t * tc)
1482 {
1483   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 6);
1484   tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
1485   tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
1486
1487   /* Cleanly recover cc (also clears up fast retransmit) */
1488   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1489     {
1490       /* TODO be less aggressive about this */
1491       scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1492       tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
1493     }
1494
1495   /* Start again from the beginning */
1496   tc->cc_algo->congestion (tc);
1497   tc->cwnd = tcp_loss_wnd (tc);
1498   tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1499   tc->rtt_ts = 0;
1500   tc->cwnd_acc_bytes = 0;
1501   tcp_connection_tx_pacer_reset (tc, tc->cwnd, 2 * tc->snd_mss);
1502   tcp_recovery_on (tc);
1503 }
1504
1505 static inline void
1506 tcp_timer_retransmit_handler_i (u32 index, u8 is_syn)
1507 {
1508   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1509   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1510   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1511   tcp_connection_t *tc;
1512   vlib_buffer_t *b = 0;
1513   u32 bi, n_bytes;
1514
1515   if (is_syn)
1516     {
1517       tc = tcp_half_open_connection_get (index);
1518       /* Note: the connection may have transitioned to ESTABLISHED... */
1519       if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
1520         return;
1521       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1522     }
1523   else
1524     {
1525       tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1526       /* Note: the connection may have been closed and pool_put */
1527       if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
1528         return;
1529       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1530     }
1531
1532   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1533     {
1534       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1535
1536       /* Lost FIN, retransmit and return */
1537       if (tcp_is_lost_fin (tc))
1538         {
1539           tcp_send_fin (tc);
1540           tc->rto_boff += 1;
1541           tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1542           return;
1543         }
1544
1545       /* Shouldn't be here. This condition is tricky because it has to take
1546        * into account boff > 0 due to persist timeout. */
1547       if ((tc->rto_boff == 0 && tc->snd_una == tc->snd_una_max)
1548           || (tc->rto_boff > 0 && seq_geq (tc->snd_una, tc->snd_congestion)
1549               && !tcp_flight_size (tc)))
1550         {
1551           ASSERT (!tcp_in_recovery (tc));
1552           tc->rto_boff = 0;
1553           return;
1554         }
1555
1556       /* We're not in recovery so make sure rto_boff is 0. Can be non 0 due
1557        * to persist timer timeout */
1558       if (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0)
1559         {
1560           tc->rto_boff = 0;
1561           tcp_update_rto (tc);
1562         }
1563
1564       /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) and go back
1565        * to first un-acked byte  */
1566       tc->rto_boff += 1;
1567
1568       /* First retransmit timeout */
1569       if (tc->rto_boff == 1)
1570         tcp_rxt_timeout_cc (tc);
1571       else
1572         scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1573
1574       /* If we've sent beyond snd_congestion, update it */
1575       if (seq_gt (tc->snd_una_max, tc->snd_congestion))
1576         tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1577
1578       tc->snd_una_max = tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1579       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1580
1581       /* Send one segment. Note that n_bytes may be zero due to buffer
1582        * shortfall */
1583       n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1584
1585       if (n_bytes == 0)
1586         {
1587           tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1588           return;
1589         }
1590
1591       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1592
1593       /* For first retransmit, record timestamp (Eifel detection RFC3522) */
1594       if (tc->rto_boff == 1)
1595         tc->snd_rxt_ts = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
1596
1597       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1598       tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1599     }
1600   /* Retransmit for SYN */
1601   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
1602     {
1603       /* Half-open connection actually moved to established but we were
1604        * waiting for syn retransmit to pop to call cleanup from the right
1605        * thread. */
1606       if (tc->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE)
1607         {
1608           if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
1609             {
1610               clib_warning ("could not remove half-open connection");
1611               ASSERT (0);
1612             }
1613           return;
1614         }
1615
1616       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1617
1618       /* Try without increasing RTO a number of times. If this fails,
1619        * start growing RTO exponentially */
1620       tc->rto_boff += 1;
1621       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1622         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1623
1624       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
1625                         tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
1626
1627       if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1628         return;
1629
1630       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1631       tcp_init_buffer (vm, b);
1632       tcp_make_syn (tc, b);
1633
1634       tc->rtt_ts = 0;
1635       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 0);
1636
1637       /* This goes straight to ipx_lookup. Retransmit timer set already */
1638       tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
1639       tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
1640     }
1641   /* Retransmit SYN-ACK */
1642   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
1643     {
1644       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1645
1646       tc->rto_boff += 1;
1647       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1648         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1649       tc->rtt_ts = 0;
1650
1651       if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1652         {
1653           tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1654           return;
1655         }
1656
1657       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1658       tcp_init_buffer (vm, b);
1659       tcp_make_synack (tc, b);
1660       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 1);
1661
1662       /* Retransmit timer already updated, just enqueue to output */
1663       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1664     }
1665   else
1666     {
1667       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_CLOSED);
1668       return;
1669     }
1670 }
1671
1672 void
1673 tcp_timer_retransmit_handler (u32 index)
1674 {
1675   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 0);
1676 }
1677
1678 void
1679 tcp_timer_retransmit_syn_handler (u32 index)
1680 {
1681   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 1);
1682 }
1683
1684 /**
1685  * Got 0 snd_wnd from peer, try to do something about it.
1686  *
1687  */
1688 void
1689 tcp_timer_persist_handler (u32 index)
1690 {
1691   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1692   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1693   u32 bi, max_snd_bytes, available_bytes, offset;
1694   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1695   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1696   tcp_connection_t *tc;
1697   vlib_buffer_t *b;
1698   int n_bytes = 0;
1699   u8 *data;
1700
1701   tc = tcp_connection_get_if_valid (index, thread_index);
1702
1703   if (!tc)
1704     return;
1705
1706   /* Make sure timer handle is set to invalid */
1707   tc->timers[TCP_TIMER_PERSIST] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1708
1709   /* Problem already solved or worse */
1710   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED || tc->state > TCP_STATE_ESTABLISHED
1711       || tc->snd_wnd > tc->snd_mss || tcp_in_recovery (tc))
1712     return;
1713
1714   available_bytes = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1715   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1716
1717   /* Reprogram persist if no new bytes available to send. We may have data
1718    * next time */
1719   if (!available_bytes)
1720     {
1721       tcp_persist_timer_set (tc);
1722       return;
1723     }
1724
1725   if (available_bytes <= offset)
1726     {
1727       ASSERT (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT));
1728       return;
1729     }
1730
1731   /* Increment RTO backoff */
1732   tc->rto_boff += 1;
1733   tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1734
1735   /*
1736    * Try to force the first unsent segment (or buffer)
1737    */
1738   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1739     {
1740       tcp_persist_timer_set (tc);
1741       return;
1742     }
1743   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1744   data = tcp_init_buffer (vm, b);
1745
1746   tcp_validate_txf_size (tc, offset);
1747   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1748   max_snd_bytes = clib_min (tc->snd_mss, tm->bytes_per_buffer - MAX_HDRS_LEN);
1749   n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1750                                        max_snd_bytes);
1751   b->current_length = n_bytes;
1752   ASSERT (n_bytes != 0 && (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)
1753                            || tc->snd_nxt == tc->snd_una_max
1754                            || tc->rto_boff > 1));
1755
1756   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1757   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1758   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1759   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1760
1761   /* Just sent new data, enable retransmit */
1762   tcp_retransmit_timer_update (tc);
1763 }
1764
1765 /**
1766  * Retransmit first unacked segment
1767  */
1768 int
1769 tcp_retransmit_first_unacked (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1770 {
1771   u32 bi, old_snd_nxt, n_bytes;
1772   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1773   vlib_buffer_t *b;
1774
1775   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1776   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1777
1778   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 1);
1779
1780   n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1781   if (!n_bytes)
1782     return -1;
1783
1784   bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1785   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1786   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1787
1788   return 0;
1789 }
1790
1791 static int
1792 tcp_fast_retransmit_unsent (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1793                             u32 burst_size)
1794 {
1795   u32 offset, n_segs = 0, n_written, bi;
1796   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1797   vlib_buffer_t *b = 0;
1798
1799   tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1800   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1801   while (n_segs < burst_size)
1802     {
1803       n_written = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, tc->snd_mss, &b);
1804       if (!n_written)
1805         goto done;
1806
1807       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1808       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1809       offset += n_written;
1810       n_segs += 1;
1811     }
1812
1813 done:
1814   return n_segs;
1815 }
1816
1817 #define scoreboard_rescue_rxt_valid(_sb, _tc)                   \
1818     (seq_geq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_una)                    \
1819         && seq_leq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_congestion))
1820
1821 /**
1822  * Do fast retransmit with SACKs
1823  */
1824 int
1825 tcp_fast_retransmit_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1826                           u32 burst_size)
1827 {
1828   u32 n_written = 0, offset, max_bytes, n_segs = 0, n_segs_now;
1829   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1830   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1831   vlib_buffer_t *b = 0;
1832   sack_scoreboard_t *sb;
1833   u32 bi, old_snd_nxt;
1834   int snd_space;
1835   u32 max_deq;
1836   u8 snd_limited = 0, can_rescue = 0;
1837
1838   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1839
1840   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1841   if (snd_space < tc->snd_mss)
1842     {
1843       tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1844       return 0;
1845     }
1846
1847   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1848   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1849   sb = &tc->sack_sb;
1850   hole = scoreboard_get_hole (sb, sb->cur_rxt_hole);
1851
1852   max_deq = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1853   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1854
1855   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1856     {
1857       hole = scoreboard_next_rxt_hole (sb, hole, max_deq, &can_rescue,
1858                                        &snd_limited);
1859       if (!hole)
1860         {
1861           if (max_deq)
1862             {
1863               snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1864               burst_size = clib_min (burst_size - n_segs,
1865                                      snd_space / tc->snd_mss);
1866               n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1867               if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1868                 tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1869               n_segs += n_segs_now;
1870               goto done;
1871             }
1872
1873           if (!can_rescue || scoreboard_rescue_rxt_valid (sb, tc))
1874             break;
1875
1876           /* If rescue rxt undefined or less than snd_una then one segment of
1877            * up to SMSS octets that MUST include the highest outstanding
1878            * unSACKed sequence number SHOULD be returned, and RescueRxt set to
1879            * RecoveryPoint. HighRxt MUST NOT be updated.
1880            */
1881           max_bytes = clib_min (tc->snd_mss,
1882                                 tc->snd_congestion - tc->snd_una);
1883           max_bytes = clib_min (max_bytes, snd_space);
1884           offset = tc->snd_congestion - tc->snd_una - max_bytes;
1885           sb->rescue_rxt = tc->snd_congestion;
1886           tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
1887           n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1888                                                       max_bytes, &b);
1889           if (!n_written)
1890             goto done;
1891
1892           bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1893           tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1894           n_segs += 1;
1895           break;
1896         }
1897
1898       max_bytes = clib_min (hole->end - sb->high_rxt, snd_space);
1899       max_bytes = snd_limited ? clib_min (max_bytes, tc->snd_mss) : max_bytes;
1900       if (max_bytes == 0)
1901         break;
1902
1903       offset = sb->high_rxt - tc->snd_una;
1904       tc->snd_nxt = sb->high_rxt;
1905       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset, max_bytes,
1906                                                   &b);
1907       ASSERT (n_written <= snd_space);
1908
1909       /* Nothing left to retransmit */
1910       if (n_written == 0)
1911         break;
1912
1913       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1914       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1915
1916       sb->high_rxt += n_written;
1917       snd_space -= n_written;
1918       n_segs += 1;
1919     }
1920
1921   if (hole)
1922     tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1923
1924 done:
1925   /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
1926   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1927   return n_segs;
1928 }
1929
1930 /**
1931  * Fast retransmit without SACK info
1932  */
1933 int
1934 tcp_fast_retransmit_no_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1935                              u32 burst_size)
1936 {
1937   u32 n_written = 0, offset = 0, bi, old_snd_nxt, max_deq, n_segs_now;
1938   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1939   int snd_space, n_segs = 0;
1940   vlib_buffer_t *b;
1941
1942   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1943   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1944   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1945
1946   if (!tcp_fastrecovery_first (tc))
1947     goto send_unsent;
1948
1949   /* RFC 6582: [If a partial ack], retransmit the first unacknowledged
1950    * segment. */
1951   snd_space = tc->sack_sb.last_bytes_delivered;
1952   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1953   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1954     {
1955       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1956                                                   tc->snd_mss, &b);
1957
1958       /* Nothing left to retransmit */
1959       if (n_written == 0)
1960         break;
1961
1962       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1963       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1964       snd_space -= n_written;
1965       offset += n_written;
1966       n_segs += 1;
1967     }
1968
1969   if (n_segs == burst_size)
1970     goto done;
1971
1972 send_unsent:
1973
1974   /* RFC 6582: Send a new segment if permitted by the new value of cwnd. */
1975   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1976   if (snd_space < tc->snd_mss || tc->snd_mss == 0)
1977     goto done;
1978
1979   max_deq = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1980   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1981   if (max_deq)
1982     {
1983       snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1984       burst_size = clib_min (burst_size - n_segs, snd_space / tc->snd_mss);
1985       n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1986       if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1987         tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1988       n_segs += n_segs_now;
1989     }
1990
1991   /* Restore snd_nxt */
1992   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1993
1994 done:
1995   tcp_fastrecovery_first_off (tc);
1996   return n_segs;
1997 }
1998
1999 /**
2000  * Do fast retransmit
2001  */
2002 int
2003 tcp_fast_retransmit (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
2004                      u32 burst_size)
2005 {
2006   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
2007     return tcp_fast_retransmit_sack (wrk, tc, burst_size);
2008   else
2009     return tcp_fast_retransmit_no_sack (wrk, tc, burst_size);
2010 }
2011
2012 static void
2013 tcp_output_handle_link_local (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
2014                               u16 * next0, u32 * error0)
2015 {
2016   ip_adjacency_t *adj;
2017   adj_index_t ai;
2018
2019   /* Not thread safe but as long as the connection exists the adj should
2020    * not be removed */
2021   ai = adj_nbr_find (FIB_PROTOCOL_IP6, VNET_LINK_IP6, &tc0->c_rmt_ip,
2022                      tc0->sw_if_index);
2023   if (ai == ADJ_INDEX_INVALID)
2024     {
2025       vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
2026       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2027       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
2028       return;
2029     }
2030
2031   adj = adj_get (ai);
2032   if (PREDICT_TRUE (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_REWRITE))
2033     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE;
2034   else if (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_ARP)
2035     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP;
2036   else
2037     {
2038       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2039       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
2040     }
2041   vnet_buffer (b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = ai;
2042 }
2043
2044 static void
2045 tcp46_output_trace_frame (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2046                           u32 * to_next, u32 n_bufs)
2047 {
2048   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
2049   tcp_connection_t *tc;
2050   tcp_tx_trace_t *t;
2051   vlib_buffer_t *b;
2052   tcp_header_t *th;
2053   int i;
2054
2055   for (i = 0; i < clib_min (n_trace, n_bufs); i++)
2056     {
2057       b = vlib_get_buffer (vm, to_next[i]);
2058       th = vlib_buffer_get_current (b);
2059       tc = tcp_connection_get (vnet_buffer (b)->tcp.connection_index,
2060                                vm->thread_index);
2061       t = vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*t));
2062       clib_memcpy (&t->tcp_header, th, sizeof (t->tcp_header));
2063       clib_memcpy (&t->tcp_connection, tc, sizeof (t->tcp_connection));
2064     }
2065 }
2066
2067 always_inline void
2068 tcp_output_push_ip (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
2069                     tcp_connection_t * tc0, u8 is_ip4)
2070 {
2071   tcp_header_t *th0 = 0;
2072
2073   th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2074   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OUTPUT, tc0, th0->flags, b0->current_length);
2075   if (is_ip4)
2076     {
2077       vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4, &tc0->c_rmt_ip4,
2078                             IP_PROTOCOL_TCP, 1);
2079       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2080       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2081       th0->checksum = 0;
2082     }
2083   else
2084     {
2085       ip6_header_t *ih0;
2086       ih0 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip6,
2087                                   &tc0->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
2088       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2089       vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = (u8 *) ih0 - b0->data;
2090       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2091       th0->checksum = 0;
2092     }
2093 }
2094
2095 always_inline void
2096 tcp_output_handle_packet (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
2097                           u32 * error0, u16 * next0, u8 is_ip4)
2098 {
2099
2100   if (PREDICT_FALSE (tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
2101     {
2102       *error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
2103       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2104       return;
2105     }
2106
2107   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = tc0->c_fib_index;
2108   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
2109
2110   if (!is_ip4)
2111     {
2112       if (PREDICT_FALSE (ip6_address_is_link_local_unicast (&tc0->c_rmt_ip6)))
2113         tcp_output_handle_link_local (tc0, b0, next0, error0);
2114     }
2115
2116   if (!TCP_ALWAYS_ACK)
2117     tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
2118 }
2119
2120 always_inline uword
2121 tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2122                      vlib_frame_t * frame, int is_ip4)
2123 {
2124   u32 n_left_from, *from, thread_index = vm->thread_index;
2125   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b;
2126   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next;
2127
2128   from = vlib_frame_vector_args (frame);
2129   n_left_from = frame->n_vectors;
2130   tcp_set_time_now (tcp_get_worker (thread_index));
2131
2132   if (PREDICT_FALSE (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE))
2133     tcp46_output_trace_frame (vm, node, from, n_left_from);
2134
2135   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
2136   b = bufs;
2137   next = nexts;
2138
2139   while (n_left_from >= 4)
2140     {
2141       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT, error1 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2142       tcp_connection_t *tc0, *tc1;
2143
2144       {
2145         vlib_prefetch_buffer_header (b[2], STORE);
2146         CLIB_PREFETCH (b[2]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2147
2148         vlib_prefetch_buffer_header (b[3], STORE);
2149         CLIB_PREFETCH (b[3]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2150       }
2151
2152       next[0] = next[1] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2153
2154       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2155                                 thread_index);
2156       tc1 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[1])->tcp.connection_index,
2157                                 thread_index);
2158
2159       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2160       tcp_output_push_ip (vm, b[1], tc1, is_ip4);
2161
2162       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2163       tcp_output_handle_packet (tc1, b[1], &error1, &next[1], is_ip4);
2164
2165       b += 2;
2166       next += 2;
2167       n_left_from -= 2;
2168     }
2169   while (n_left_from > 0)
2170     {
2171       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2172       tcp_connection_t *tc0;
2173
2174       if (n_left_from > 1)
2175         {
2176           vlib_prefetch_buffer_header (b[1], STORE);
2177           CLIB_PREFETCH (b[1]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2178         }
2179
2180       next[0] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2181       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2182                                 thread_index);
2183
2184       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2185       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2186
2187       b += 1;
2188       next += 1;
2189       n_left_from -= 1;
2190     }
2191
2192   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
2193   return frame->n_vectors;
2194 }
2195
2196 static uword
2197 tcp4_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2198              vlib_frame_t * from_frame)
2199 {
2200   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 1 /* is_ip4 */ );
2201 }
2202
2203 static uword
2204 tcp6_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2205              vlib_frame_t * from_frame)
2206 {
2207   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 0 /* is_ip4 */ );
2208 }
2209
2210 /* *INDENT-OFF* */
2211 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_output_node) =
2212 {
2213   .function = tcp4_output,.name = "tcp4-output",
2214     /* Takes a vector of packets. */
2215     .vector_size = sizeof (u32),
2216     .n_errors = TCP_N_ERROR,
2217     .error_strings = tcp_error_strings,
2218     .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2219     .next_nodes = {
2220 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2221     foreach_tcp4_output_next
2222 #undef _
2223     },
2224     .format_buffer = format_tcp_header,
2225     .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2226 };
2227 /* *INDENT-ON* */
2228
2229 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_output_node, tcp4_output);
2230
2231 /* *INDENT-OFF* */
2232 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_output_node) =
2233 {
2234   .function = tcp6_output,
2235   .name = "tcp6-output",
2236     /* Takes a vector of packets. */
2237   .vector_size = sizeof (u32),
2238   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2239   .error_strings = tcp_error_strings,
2240   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2241   .next_nodes = {
2242 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2243     foreach_tcp6_output_next
2244 #undef _
2245   },
2246   .format_buffer = format_tcp_header,
2247   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2248 };
2249 /* *INDENT-ON* */
2250
2251 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_output_node, tcp6_output);
2252
2253 typedef enum _tcp_reset_next
2254 {
2255   TCP_RESET_NEXT_DROP,
2256   TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP,
2257   TCP_RESET_N_NEXT
2258 } tcp_reset_next_t;
2259
2260 #define foreach_tcp4_reset_next         \
2261   _(DROP, "error-drop")                 \
2262   _(IP_LOOKUP, "ip4-lookup")
2263
2264 #define foreach_tcp6_reset_next         \
2265   _(DROP, "error-drop")                 \
2266   _(IP_LOOKUP, "ip6-lookup")
2267
2268 static uword
2269 tcp46_send_reset_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2270                          vlib_frame_t * from_frame, u8 is_ip4)
2271 {
2272   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
2273   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
2274
2275   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
2276   n_left_from = from_frame->n_vectors;
2277
2278   next_index = node->cached_next_index;
2279
2280   while (n_left_from > 0)
2281     {
2282       u32 n_left_to_next;
2283
2284       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
2285
2286       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
2287         {
2288           u32 bi0;
2289           vlib_buffer_t *b0;
2290           tcp_tx_trace_t *t0;
2291           tcp_header_t *th0;
2292           u32 error0 = TCP_ERROR_RST_SENT, next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2293
2294           bi0 = from[0];
2295           to_next[0] = bi0;
2296           from += 1;
2297           to_next += 1;
2298           n_left_from -= 1;
2299           n_left_to_next -= 1;
2300
2301           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
2302
2303           if (tcp_make_reset_in_place (vm, b0, vnet_buffer (b0)->tcp.flags,
2304                                        my_thread_index, is_ip4))
2305             {
2306               error0 = TCP_ERROR_LOOKUP_DROPS;
2307               next0 = TCP_RESET_NEXT_DROP;
2308               goto done;
2309             }
2310
2311           /* Prepare to send to IP lookup */
2312           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
2313           next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2314
2315         done:
2316           b0->error = node->errors[error0];
2317           b0->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
2318           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
2319             {
2320               th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2321               if (is_ip4)
2322                 th0 = ip4_next_header ((ip4_header_t *) th0);
2323               else
2324                 th0 = ip6_next_header ((ip6_header_t *) th0);
2325               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
2326               clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
2327             }
2328
2329           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
2330                                            n_left_to_next, bi0, next0);
2331         }
2332       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
2333     }
2334   return from_frame->n_vectors;
2335 }
2336
2337 static uword
2338 tcp4_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2339                  vlib_frame_t * from_frame)
2340 {
2341   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 1);
2342 }
2343
2344 static uword
2345 tcp6_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2346                  vlib_frame_t * from_frame)
2347 {
2348   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 0);
2349 }
2350
2351 /* *INDENT-OFF* */
2352 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_reset_node) = {
2353   .function = tcp4_send_reset,
2354   .name = "tcp4-reset",
2355   .vector_size = sizeof (u32),
2356   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2357   .error_strings = tcp_error_strings,
2358   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2359   .next_nodes = {
2360 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2361     foreach_tcp4_reset_next
2362 #undef _
2363   },
2364   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2365 };
2366 /* *INDENT-ON* */
2367
2368 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_reset_node, tcp4_send_reset);
2369
2370 /* *INDENT-OFF* */
2371 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_reset_node) = {
2372   .function = tcp6_send_reset,
2373   .name = "tcp6-reset",
2374   .vector_size = sizeof (u32),
2375   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2376   .error_strings = tcp_error_strings,
2377   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2378   .next_nodes = {
2379 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2380     foreach_tcp6_reset_next
2381 #undef _
2382   },
2383   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2384 };
2385 /* *INDENT-ON* */
2386
2387 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_reset_node, tcp6_send_reset);
2388
2389 /*
2390  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2391  *
2392  * Local Variables:
2393  * eval: (c-set-style "gnu")
2394  * End:
2395  */