Optimize xxx_zero_byte_mask NEON function
[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   vnet_buffer (b)->tcp.flags = TCP_BUF_FLAG_ACK;
563   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
564 }
565
566 /**
567  * Convert buffer to FIN-ACK
568  */
569 void
570 tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
571 {
572   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
573   u8 flags = 0;
574
575   tcp_reuse_buffer (vm, b);
576
577   flags = TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK;
578   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, flags);
579
580   /* Reset flags, make sure ack is sent */
581   vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
582 }
583
584 /**
585  * Convert buffer to SYN
586  */
587 void
588 tcp_make_syn (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
589 {
590   u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
591   tcp_header_t *th;
592   u16 initial_wnd;
593   tcp_options_t snd_opts;
594
595   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
596
597   /* Make and write options */
598   clib_memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
599   tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
600   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
601
602   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
603                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
604                              initial_wnd);
605   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
606   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
607 }
608
609 /**
610  * Convert buffer to SYN-ACK
611  */
612 void
613 tcp_make_synack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
614 {
615   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
616   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
617   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
618   tcp_header_t *th;
619   u16 initial_wnd;
620
621   clib_memset (snd_opts, 0, sizeof (*snd_opts));
622   tcp_reuse_buffer (vm, b);
623
624   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
625   tcp_opts_len = tcp_make_synack_options (tc, snd_opts);
626   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
627
628   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
629                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len,
630                              TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, initial_wnd);
631   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
632
633   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
634   vnet_buffer (b)->tcp.flags = TCP_BUF_FLAG_ACK;
635
636   /* Init retransmit timer. Use update instead of set because of
637    * retransmissions */
638   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
639   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_SENT, tc);
640 }
641
642 always_inline void
643 tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
644                             u8 is_ip4, u32 fib_index, u8 flush)
645 {
646   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
647   u32 *to_next, next_index;
648   vlib_frame_t *f;
649
650   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
651   b->error = 0;
652
653   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = fib_index;
654   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
655
656   /* Send to IP lookup */
657   next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
658   tcp_trajectory_add_start (b, 1);
659
660   f = wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4];
661   if (!f)
662     {
663       f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
664       ASSERT (f);
665       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = f;
666     }
667
668   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
669   to_next[f->n_vectors] = bi;
670   f->n_vectors += 1;
671   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
672     {
673       vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
674       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
675     }
676 }
677
678 static void
679 tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b,
680                               u32 bi, u8 is_ip4, u32 fib_index)
681 {
682   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 1);
683 }
684
685 static void
686 tcp_enqueue_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
687                           u8 is_ip4, u32 fib_index)
688 {
689   tcp_enqueue_to_ip_lookup_i (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index, 0);
690   if (wrk->vm->thread_index == 0 && vlib_num_workers ())
691     session_flush_frames_main_thread (wrk->vm);
692 }
693
694 always_inline void
695 tcp_enqueue_to_output_i (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
696                          u8 is_ip4, u8 flush)
697 {
698   u32 *to_next, next_index;
699   vlib_frame_t *f;
700
701   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
702   b->error = 0;
703
704   /* Decide where to send the packet */
705   next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
706   tcp_trajectory_add_start (b, 2);
707
708   /* Get frame to v4/6 output node */
709   f = wrk->tx_frames[!is_ip4];
710   if (!f)
711     {
712       f = vlib_get_frame_to_node (wrk->vm, next_index);
713       ASSERT (f);
714       wrk->tx_frames[!is_ip4] = f;
715     }
716   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
717   to_next[f->n_vectors] = bi;
718   f->n_vectors += 1;
719   if (flush || f->n_vectors == VLIB_FRAME_SIZE)
720     {
721       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, f);
722       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
723     }
724 }
725
726 static void
727 tcp_enqueue_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
728                        u8 is_ip4)
729 {
730   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 0);
731 }
732
733 static void
734 tcp_enqueue_to_output_now (tcp_worker_ctx_t * wrk, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
735                            u8 is_ip4)
736 {
737   tcp_enqueue_to_output_i (wrk, b, bi, is_ip4, 1);
738 }
739
740 static int
741 tcp_make_reset_in_place (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
742                          tcp_state_t state, u8 thread_index, u8 is_ip4)
743 {
744   ip4_header_t *ih4;
745   ip6_header_t *ih6;
746   tcp_header_t *th0;
747   ip4_address_t src_ip40, dst_ip40;
748   ip6_address_t src_ip60, dst_ip60;
749   u16 src_port, dst_port;
750   u32 tmp;
751   u32 seq, ack;
752   u8 flags;
753
754   /* Find IP and TCP headers */
755   th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
756
757   /* Save src and dst ip */
758   if (is_ip4)
759     {
760       ih4 = vlib_buffer_get_current (b0);
761       ASSERT ((ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
762       src_ip40.as_u32 = ih4->src_address.as_u32;
763       dst_ip40.as_u32 = ih4->dst_address.as_u32;
764     }
765   else
766     {
767       ih6 = vlib_buffer_get_current (b0);
768       ASSERT ((ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) == 0x60);
769       clib_memcpy (&src_ip60, &ih6->src_address, sizeof (ip6_address_t));
770       clib_memcpy (&dst_ip60, &ih6->dst_address, sizeof (ip6_address_t));
771     }
772
773   src_port = th0->src_port;
774   dst_port = th0->dst_port;
775
776   /* Try to determine what/why we're actually resetting */
777   if (state == TCP_STATE_CLOSED)
778     {
779       if (!tcp_syn (th0))
780         return -1;
781
782       tmp = clib_net_to_host_u32 (th0->seq_number);
783
784       /* Got a SYN for no listener. */
785       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
786       ack = clib_host_to_net_u32 (tmp + 1);
787       seq = 0;
788     }
789   else
790     {
791       flags = TCP_FLAG_RST;
792       seq = th0->ack_number;
793       ack = 0;
794     }
795
796   tcp_reuse_buffer (vm, b0);
797   tcp_trajectory_add_start (b0, 4);
798   th0 = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b0, dst_port, src_port, seq, ack,
799                                         sizeof (tcp_header_t), flags, 0);
800
801   if (is_ip4)
802     {
803       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &dst_ip40, &src_ip40,
804                                   IP_PROTOCOL_TCP, 1);
805       th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih4);
806     }
807   else
808     {
809       int bogus = ~0;
810       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &dst_ip60, &src_ip60,
811                                   IP_PROTOCOL_TCP);
812       th0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b0, ih6, &bogus);
813       ASSERT (!bogus);
814     }
815
816   return 0;
817 }
818
819 /**
820  *  Send reset without reusing existing buffer
821  *
822  *  It extracts connection info out of original packet
823  */
824 void
825 tcp_send_reset_w_pkt (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
826 {
827   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
828   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
829   vlib_buffer_t *b;
830   u32 bi, sw_if_index, fib_index;
831   u8 tcp_hdr_len, flags = 0;
832   tcp_header_t *th, *pkt_th;
833   u32 seq, ack;
834   ip4_header_t *ih4, *pkt_ih4;
835   ip6_header_t *ih6, *pkt_ih6;
836   fib_protocol_t fib_proto;
837
838   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
839     return;
840
841   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
842   sw_if_index = vnet_buffer (pkt)->sw_if_index[VLIB_RX];
843   fib_proto = is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
844   fib_index = fib_table_get_index_for_sw_if_index (fib_proto, sw_if_index);
845   tcp_init_buffer (vm, b);
846
847   /* Make and write options */
848   tcp_hdr_len = sizeof (tcp_header_t);
849
850   if (is_ip4)
851     {
852       pkt_ih4 = vlib_buffer_get_current (pkt);
853       pkt_th = ip4_next_header (pkt_ih4);
854     }
855   else
856     {
857       pkt_ih6 = vlib_buffer_get_current (pkt);
858       pkt_th = ip6_next_header (pkt_ih6);
859     }
860
861   if (tcp_ack (pkt_th))
862     {
863       flags = TCP_FLAG_RST;
864       seq = pkt_th->ack_number;
865       ack = (tc->state >= TCP_STATE_SYN_RCVD) ? tc->rcv_nxt : 0;
866     }
867   else
868     {
869       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
870       seq = 0;
871       ack = clib_host_to_net_u32 (vnet_buffer (pkt)->tcp.seq_end);
872     }
873
874   th = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b, pkt_th->dst_port, pkt_th->src_port,
875                                        seq, ack, tcp_hdr_len, flags, 0);
876
877   /* Swap src and dst ip */
878   if (is_ip4)
879     {
880       ASSERT ((pkt_ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
881       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &pkt_ih4->dst_address,
882                                   &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
883       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
884     }
885   else
886     {
887       int bogus = ~0;
888       ASSERT ((pkt_ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) ==
889               0x60);
890       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
891                                   &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
892       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
893       ASSERT (!bogus);
894     }
895
896   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, is_ip4, fib_index);
897   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
898 }
899
900 /**
901  * Build and set reset packet for connection
902  */
903 void
904 tcp_send_reset (tcp_connection_t * tc)
905 {
906   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
907   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
908   vlib_buffer_t *b;
909   u32 bi;
910   tcp_header_t *th;
911   u16 tcp_hdr_opts_len, advertise_wnd, opts_write_len;
912   u8 flags;
913
914   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
915     return;
916   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
917   tcp_init_buffer (vm, b);
918
919   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
920   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
921   advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, TCP_STATE_ESTABLISHED);
922   flags = TCP_FLAG_RST;
923   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
924                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
925                              advertise_wnd);
926   opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
927   ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
928   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
929   if (tc->c_is_ip4)
930     {
931       ip4_header_t *ih4;
932       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip4,
933                                   &tc->c_rmt_ip.ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 0);
934       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
935     }
936   else
937     {
938       int bogus = ~0;
939       ip6_header_t *ih6;
940       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip.ip6,
941                                   &tc->c_rmt_ip.ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
942       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
943       ASSERT (!bogus);
944     }
945   tcp_enqueue_to_ip_lookup_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
946   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc);
947 }
948
949 static void
950 tcp_push_ip_hdr (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
951                  vlib_buffer_t * b)
952 {
953   tcp_header_t *th = vlib_buffer_get_current (b);
954   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
955   if (tc->c_is_ip4)
956     {
957       ip4_header_t *ih;
958       ih = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &tc->c_lcl_ip4,
959                                  &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP, 1);
960       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih);
961     }
962   else
963     {
964       ip6_header_t *ih;
965       int bogus = ~0;
966
967       ih = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &tc->c_lcl_ip6,
968                                  &tc->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
969       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih, &bogus);
970       ASSERT (!bogus);
971     }
972 }
973
974 /**
975  *  Send SYN
976  *
977  *  Builds a SYN packet for a half-open connection and sends it to ipx_lookup.
978  *  The packet is not forwarded through tcpx_output to avoid doing lookups
979  *  in the half_open pool.
980  */
981 void
982 tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc)
983 {
984   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
985   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
986   vlib_buffer_t *b;
987   u32 bi;
988
989   /*
990    * Setup retransmit and establish timers before requesting buffer
991    * such that we can return if we've ran out.
992    */
993   tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH, TCP_ESTABLISH_TIME);
994   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
995                     tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
996
997   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
998     return;
999
1000   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1001   tcp_init_buffer (vm, b);
1002   tcp_make_syn (tc, b);
1003
1004   /* Measure RTT with this */
1005   tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
1006   tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1007   tc->rto_boff = 0;
1008
1009   tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
1010   tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
1011   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_SENT, tc);
1012 }
1013
1014 /**
1015  * Flush tx frame populated by retransmits and timer pops
1016  */
1017 void
1018 tcp_flush_frame_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1019 {
1020   if (wrk->tx_frames[!is_ip4])
1021     {
1022       u32 next_index;
1023       next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
1024       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index, wrk->tx_frames[!is_ip4]);
1025       wrk->tx_frames[!is_ip4] = 0;
1026     }
1027 }
1028
1029 /**
1030  * Flush ip lookup tx frames populated by timer pops
1031  */
1032 static void
1033 tcp_flush_frame_to_ip_lookup (tcp_worker_ctx_t * wrk, u8 is_ip4)
1034 {
1035   if (wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4])
1036     {
1037       u32 next_index;
1038       next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
1039       vlib_put_frame_to_node (wrk->vm, next_index,
1040                               wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4]);
1041       wrk->ip_lookup_tx_frames[!is_ip4] = 0;
1042     }
1043 }
1044
1045 /**
1046  * Flush v4 and v6 tcp and ip-lookup tx frames for thread index
1047  */
1048 void
1049 tcp_flush_frames_to_output (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1050 {
1051   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 1);
1052   tcp_flush_frame_to_output (wrk, 0);
1053   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 1);
1054   tcp_flush_frame_to_ip_lookup (wrk, 0);
1055 }
1056
1057 /**
1058  *  Send FIN
1059  */
1060 void
1061 tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc)
1062 {
1063   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1064   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1065   vlib_buffer_t *b;
1066   u32 bi;
1067   u8 fin_snt = 0;
1068
1069   fin_snt = tc->flags & TCP_CONN_FINSNT;
1070   if (fin_snt)
1071     tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1072
1073   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1074     {
1075       /* Out of buffers so program fin retransmit ASAP */
1076       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT, 1);
1077       goto post_enqueue;
1078     }
1079
1080   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1081   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1082   tcp_init_buffer (vm, b);
1083   tcp_make_fin (tc, b);
1084   tcp_enqueue_to_output_now (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1085   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_SENT, tc);
1086
1087 post_enqueue:
1088   if (!fin_snt)
1089     {
1090       tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
1091       tc->flags &= ~TCP_CONN_FINPNDG;
1092       /* Account for the FIN */
1093       tc->snd_una_max += 1;
1094       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1095     }
1096   else
1097     {
1098       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1099     }
1100 }
1101
1102 always_inline u8
1103 tcp_make_state_flags (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t next_state)
1104 {
1105   switch (next_state)
1106     {
1107     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
1108     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1109       return TCP_FLAG_ACK;
1110     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
1111       return TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK;
1112     case TCP_STATE_SYN_SENT:
1113       return TCP_FLAG_SYN;
1114     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1115     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1116       if (tc->snd_nxt + 1 < tc->snd_una_max)
1117         return TCP_FLAG_ACK;
1118       else
1119         return TCP_FLAG_FIN;
1120     default:
1121       clib_warning ("Shouldn't be here!");
1122     }
1123   return 0;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * Push TCP header and update connection variables
1128  */
1129 always_inline void
1130 tcp_push_hdr_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
1131                 tcp_state_t next_state, u8 compute_opts, u8 maybe_burst)
1132 {
1133   u32 advertise_wnd, data_len;
1134   u8 tcp_hdr_opts_len, flags;
1135   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1136   tcp_header_t *th;
1137
1138   data_len = b->current_length;
1139   if (PREDICT_FALSE (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
1140     data_len += b->total_length_not_including_first_buffer;
1141
1142   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
1143   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
1144
1145   if (compute_opts)
1146     tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1147
1148   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
1149
1150   if (maybe_burst)
1151     advertise_wnd = tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
1152   else
1153     advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, next_state);
1154
1155   flags = tcp_make_state_flags (tc, next_state);
1156
1157   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
1158                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
1159                              advertise_wnd);
1160
1161   if (maybe_burst)
1162     {
1163       clib_memcpy ((u8 *) (th + 1),
1164                    tm->wrk_ctx[tc->c_thread_index].cached_opts,
1165                    tc->snd_opts_len);
1166     }
1167   else
1168     {
1169       u8 len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
1170       ASSERT (len == tc->snd_opts_len);
1171     }
1172
1173   /*
1174    * Update connection variables
1175    */
1176
1177   tc->snd_nxt += data_len;
1178   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
1179
1180   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PKTIZE, tc);
1181 }
1182
1183 u32
1184 tcp_push_header (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
1185 {
1186   tcp_push_hdr_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, /* compute opts */ 0,
1187                   /* burst */ 1);
1188   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1189   ASSERT (seq_leq (tc->snd_una_max, tc->snd_una + tc->snd_wnd
1190                    + tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc) * tc->snd_mss));
1191   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1192   /* If not tracking an ACK, start tracking */
1193   if (tc->rtt_ts == 0 && !tcp_in_cong_recovery (tc))
1194     {
1195       tc->rtt_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
1196       tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1197     }
1198   if (PREDICT_FALSE (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)))
1199     {
1200       tcp_retransmit_timer_set (tc);
1201       tc->rto_boff = 0;
1202     }
1203   tcp_trajectory_add_start (b, 3);
1204   return 0;
1205 }
1206
1207 void
1208 tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
1209 {
1210   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1211   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1212   vlib_buffer_t *b;
1213   u32 bi;
1214
1215   /* Get buffer */
1216   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1217     return;
1218   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1219   tcp_init_buffer (vm, b);
1220
1221   /* Fill in the ACK */
1222   tcp_make_ack (tc, b);
1223   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1224 }
1225
1226 /**
1227  * Delayed ack timer handler
1228  *
1229  * Sends delayed ACK when timer expires
1230  */
1231 void
1232 tcp_timer_delack_handler (u32 index)
1233 {
1234   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1235   tcp_connection_t *tc;
1236
1237   tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1238   tc->timers[TCP_TIMER_DELACK] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1239   tcp_send_ack (tc);
1240 }
1241
1242 /**
1243  * Allocate a new buffer and build a new tcp segment
1244  *
1245  * @param wrk           tcp worker
1246  * @param tc            connection for which the segment will be allocated
1247  * @param offset        offset of the first byte in the tx fifo
1248  * @param max_deq_byte  segment size
1249  * @param[out] b        pointer to buffer allocated
1250  *
1251  * @return      the number of bytes in the segment or 0 if buffer cannot be
1252  *              allocated or no data available
1253  */
1254 static int
1255 tcp_prepare_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1256                      u32 offset, u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1257 {
1258   u32 bytes_per_buffer = vnet_get_tcp_main ()->bytes_per_buffer;
1259   u32 bi, seg_size;
1260   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1261   int n_bytes = 0;
1262   u8 *data;
1263
1264   seg_size = max_deq_bytes + MAX_HDRS_LEN;
1265
1266   /*
1267    * Prepare options
1268    */
1269   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1270
1271   /*
1272    * Allocate and fill in buffer(s)
1273    */
1274
1275   /* Easy case, buffer size greater than mss */
1276   if (PREDICT_TRUE (seg_size <= bytes_per_buffer))
1277     {
1278       if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1279         return 0;
1280       *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1281       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1282       n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1283                                            max_deq_bytes);
1284       ASSERT (n_bytes == max_deq_bytes);
1285       b[0]->current_length = n_bytes;
1286       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1287       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1288         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1289     }
1290   /* Split mss into multiple buffers */
1291   else
1292     {
1293       u32 chain_bi = ~0, n_bufs_per_seg;
1294       u16 n_peeked, len_to_deq, available_bufs;
1295       vlib_buffer_t *chain_b, *prev_b;
1296       int i;
1297
1298       /* Make sure we have enough buffers */
1299       n_bufs_per_seg = ceil ((double) seg_size / bytes_per_buffer);
1300       available_bufs = vec_len (wrk->tx_buffers);
1301       if (n_bufs_per_seg > available_bufs)
1302         {
1303           tcp_alloc_tx_buffers (wrk, &available_bufs, VLIB_FRAME_SIZE);
1304           if (n_bufs_per_seg > available_bufs)
1305             {
1306               *b = 0;
1307               return 0;
1308             }
1309         }
1310
1311       (void) tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi);
1312       ASSERT (bi != (u32) ~ 0);
1313       *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1314       data = tcp_init_buffer (vm, *b);
1315       n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1316                                            bytes_per_buffer - MAX_HDRS_LEN);
1317       b[0]->current_length = n_bytes;
1318       b[0]->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
1319       b[0]->total_length_not_including_first_buffer = 0;
1320       max_deq_bytes -= n_bytes;
1321
1322       chain_b = *b;
1323       for (i = 1; i < n_bufs_per_seg; i++)
1324         {
1325           prev_b = chain_b;
1326           len_to_deq = clib_min (max_deq_bytes, bytes_per_buffer);
1327           tcp_get_free_buffer_index (wrk, &chain_bi);
1328           ASSERT (chain_bi != (u32) ~ 0);
1329           chain_b = vlib_get_buffer (vm, chain_bi);
1330           chain_b->current_data = 0;
1331           data = vlib_buffer_get_current (chain_b);
1332           n_peeked = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data,
1333                                                 offset + n_bytes, len_to_deq);
1334           ASSERT (n_peeked == len_to_deq);
1335           n_bytes += n_peeked;
1336           chain_b->current_length = n_peeked;
1337           chain_b->next_buffer = 0;
1338
1339           /* update previous buffer */
1340           prev_b->next_buffer = chain_bi;
1341           prev_b->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1342
1343           max_deq_bytes -= n_peeked;
1344           b[0]->total_length_not_including_first_buffer += n_peeked;
1345         }
1346
1347       tcp_push_hdr_i (tc, *b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1348       if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
1349         tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1350     }
1351
1352   ASSERT (n_bytes > 0);
1353   ASSERT (((*b)->current_data + (*b)->current_length) <= bytes_per_buffer);
1354
1355   return n_bytes;
1356 }
1357
1358 /**
1359  * Build a retransmit segment
1360  *
1361  * @return the number of bytes in the segment or 0 if there's nothing to
1362  *         retransmit
1363  */
1364 static u32
1365 tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_worker_ctx_t * wrk,
1366                                 tcp_connection_t * tc, u32 offset,
1367                                 u32 max_deq_bytes, vlib_buffer_t ** b)
1368 {
1369   u32 start, available_bytes;
1370   int n_bytes = 0;
1371
1372   ASSERT (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED);
1373   ASSERT (max_deq_bytes != 0);
1374
1375   /*
1376    * Make sure we can retransmit something
1377    */
1378   available_bytes = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1379   ASSERT (available_bytes >= offset);
1380   available_bytes -= offset;
1381   if (!available_bytes)
1382     return 0;
1383
1384   max_deq_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_deq_bytes);
1385   max_deq_bytes = clib_min (available_bytes, max_deq_bytes);
1386
1387   /* Start is beyond snd_congestion */
1388   start = tc->snd_una + offset;
1389   if (seq_geq (start, tc->snd_congestion))
1390     goto done;
1391
1392   /* Don't overshoot snd_congestion */
1393   if (seq_gt (start + max_deq_bytes, tc->snd_congestion))
1394     {
1395       max_deq_bytes = tc->snd_congestion - start;
1396       if (max_deq_bytes == 0)
1397         goto done;
1398     }
1399
1400   n_bytes = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, max_deq_bytes, b);
1401   if (!n_bytes)
1402     return 0;
1403
1404   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1405     tc->snd_rxt_bytes += n_bytes;
1406
1407 done:
1408   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_RTX, tc, offset, n_bytes);
1409   return n_bytes;
1410 }
1411
1412 /**
1413  * Reset congestion control, switch cwnd to loss window and try again.
1414  */
1415 static void
1416 tcp_rxt_timeout_cc (tcp_connection_t * tc)
1417 {
1418   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 6);
1419   tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
1420   tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
1421
1422   /* Cleanly recover cc (also clears up fast retransmit) */
1423   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1424     {
1425       /* TODO be less aggressive about this */
1426       scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1427       tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
1428     }
1429
1430   /* Start again from the beginning */
1431   tc->cc_algo->congestion (tc);
1432   tc->cwnd = tcp_loss_wnd (tc);
1433   tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1434   tc->rtt_ts = 0;
1435   tc->cwnd_acc_bytes = 0;
1436   tcp_connection_tx_pacer_reset (tc, tc->cwnd, 2 * tc->snd_mss);
1437   tcp_recovery_on (tc);
1438 }
1439
1440 static inline void
1441 tcp_timer_retransmit_handler_i (u32 index, u8 is_syn)
1442 {
1443   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1444   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1445   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1446   tcp_connection_t *tc;
1447   vlib_buffer_t *b = 0;
1448   u32 bi, n_bytes;
1449
1450   if (is_syn)
1451     {
1452       tc = tcp_half_open_connection_get (index);
1453       /* Note: the connection may have transitioned to ESTABLISHED... */
1454       if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
1455         return;
1456       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1457     }
1458   else
1459     {
1460       tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1461       /* Note: the connection may have been closed and pool_put */
1462       if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
1463         return;
1464       tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1465     }
1466
1467   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1468     {
1469       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1470
1471       /* Lost FIN, retransmit and return */
1472       if (tcp_is_lost_fin (tc))
1473         {
1474           tcp_send_fin (tc);
1475           tc->rto_boff += 1;
1476           tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1477           return;
1478         }
1479
1480       /* Shouldn't be here. This condition is tricky because it has to take
1481        * into account boff > 0 due to persist timeout. */
1482       if ((tc->rto_boff == 0 && tc->snd_una == tc->snd_una_max)
1483           || (tc->rto_boff > 0 && seq_geq (tc->snd_una, tc->snd_congestion)
1484               && !tcp_flight_size (tc)))
1485         {
1486           ASSERT (!tcp_in_recovery (tc));
1487           tc->rto_boff = 0;
1488           return;
1489         }
1490
1491       /* We're not in recovery so make sure rto_boff is 0. Can be non 0 due
1492        * to persist timer timeout */
1493       if (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0)
1494         {
1495           tc->rto_boff = 0;
1496           tcp_update_rto (tc);
1497         }
1498
1499       /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) and go back
1500        * to first un-acked byte  */
1501       tc->rto_boff += 1;
1502
1503       /* First retransmit timeout */
1504       if (tc->rto_boff == 1)
1505         tcp_rxt_timeout_cc (tc);
1506       else
1507         scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1508
1509       /* If we've sent beyond snd_congestion, update it */
1510       if (seq_gt (tc->snd_una_max, tc->snd_congestion))
1511         tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1512
1513       tc->snd_una_max = tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1514       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1515
1516       /* Send one segment. Note that n_bytes may be zero due to buffer
1517        * shortfall */
1518       n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1519
1520       if (n_bytes == 0)
1521         {
1522           tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1523           return;
1524         }
1525
1526       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1527
1528       /* For first retransmit, record timestamp (Eifel detection RFC3522) */
1529       if (tc->rto_boff == 1)
1530         tc->snd_rxt_ts = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
1531
1532       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1533       tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1534     }
1535   /* Retransmit for SYN */
1536   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
1537     {
1538       /* Half-open connection actually moved to established but we were
1539        * waiting for syn retransmit to pop to call cleanup from the right
1540        * thread. */
1541       if (tc->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE)
1542         {
1543           if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
1544             {
1545               clib_warning ("could not remove half-open connection");
1546               ASSERT (0);
1547             }
1548           return;
1549         }
1550
1551       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1552
1553       /* Try without increasing RTO a number of times. If this fails,
1554        * start growing RTO exponentially */
1555       tc->rto_boff += 1;
1556       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1557         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1558
1559       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
1560                         tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
1561
1562       if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1563         return;
1564
1565       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1566       tcp_init_buffer (vm, b);
1567       tcp_make_syn (tc, b);
1568
1569       tc->rtt_ts = 0;
1570       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 0);
1571
1572       /* This goes straight to ipx_lookup. Retransmit timer set already */
1573       tcp_push_ip_hdr (wrk, tc, b);
1574       tcp_enqueue_to_ip_lookup (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4, tc->c_fib_index);
1575     }
1576   /* Retransmit SYN-ACK */
1577   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
1578     {
1579       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1580
1581       tc->rto_boff += 1;
1582       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1583         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1584       tc->rtt_ts = 0;
1585
1586       if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1587         {
1588           tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
1589           return;
1590         }
1591
1592       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1593       tcp_init_buffer (vm, b);
1594       tcp_make_synack (tc, b);
1595       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RXT, tc, 1);
1596
1597       /* Retransmit timer already updated, just enqueue to output */
1598       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1599     }
1600   else
1601     {
1602       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_CLOSED);
1603       return;
1604     }
1605 }
1606
1607 void
1608 tcp_timer_retransmit_handler (u32 index)
1609 {
1610   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 0);
1611 }
1612
1613 void
1614 tcp_timer_retransmit_syn_handler (u32 index)
1615 {
1616   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 1);
1617 }
1618
1619 /**
1620  * Got 0 snd_wnd from peer, try to do something about it.
1621  *
1622  */
1623 void
1624 tcp_timer_persist_handler (u32 index)
1625 {
1626   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1627   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1628   u32 bi, max_snd_bytes, available_bytes, offset;
1629   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1630   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1631   tcp_connection_t *tc;
1632   vlib_buffer_t *b;
1633   int n_bytes = 0;
1634   u8 *data;
1635
1636   tc = tcp_connection_get_if_valid (index, thread_index);
1637
1638   if (!tc)
1639     return;
1640
1641   /* Make sure timer handle is set to invalid */
1642   tc->timers[TCP_TIMER_PERSIST] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1643
1644   /* Problem already solved or worse */
1645   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED || tc->state > TCP_STATE_ESTABLISHED
1646       || tc->snd_wnd > tc->snd_mss || tcp_in_recovery (tc))
1647     return;
1648
1649   available_bytes = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1650   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1651
1652   /* Reprogram persist if no new bytes available to send. We may have data
1653    * next time */
1654   if (!available_bytes)
1655     {
1656       tcp_persist_timer_set (tc);
1657       return;
1658     }
1659
1660   if (available_bytes <= offset)
1661     {
1662       ASSERT (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT));
1663       return;
1664     }
1665
1666   /* Increment RTO backoff */
1667   tc->rto_boff += 1;
1668   tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1669
1670   /*
1671    * Try to force the first unsent segment (or buffer)
1672    */
1673   if (PREDICT_FALSE (tcp_get_free_buffer_index (wrk, &bi)))
1674     {
1675       tcp_persist_timer_set (tc);
1676       return;
1677     }
1678   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1679   data = tcp_init_buffer (vm, b);
1680
1681   tcp_validate_txf_size (tc, offset);
1682   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1683   max_snd_bytes = clib_min (tc->snd_mss, tm->bytes_per_buffer - MAX_HDRS_LEN);
1684   n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection, data, offset,
1685                                        max_snd_bytes);
1686   b->current_length = n_bytes;
1687   ASSERT (n_bytes != 0 && (tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT)
1688                            || tc->snd_nxt == tc->snd_una_max
1689                            || tc->rto_boff > 1));
1690
1691   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, /* compute opts */ 0, /* burst */ 0);
1692   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
1693   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1694   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1695
1696   /* Just sent new data, enable retransmit */
1697   tcp_retransmit_timer_update (tc);
1698 }
1699
1700 /**
1701  * Retransmit first unacked segment
1702  */
1703 int
1704 tcp_retransmit_first_unacked (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
1705 {
1706   u32 bi, old_snd_nxt, n_bytes;
1707   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1708   vlib_buffer_t *b;
1709
1710   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1711   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1712
1713   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 1);
1714
1715   n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, 0, tc->snd_mss, &b);
1716   if (!n_bytes)
1717     return -1;
1718
1719   bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1720   tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1721   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1722
1723   return 0;
1724 }
1725
1726 static int
1727 tcp_fast_retransmit_unsent (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1728                             u32 burst_size)
1729 {
1730   u32 offset, n_segs = 0, n_written, bi;
1731   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1732   vlib_buffer_t *b = 0;
1733
1734   tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1735   offset = tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1736   while (n_segs < burst_size)
1737     {
1738       n_written = tcp_prepare_segment (wrk, tc, offset, tc->snd_mss, &b);
1739       if (!n_written)
1740         goto done;
1741
1742       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1743       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1744       offset += n_written;
1745       n_segs += 1;
1746     }
1747
1748 done:
1749   return n_segs;
1750 }
1751
1752 #define scoreboard_rescue_rxt_valid(_sb, _tc)                   \
1753     (seq_geq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_una)                    \
1754         && seq_leq (_sb->rescue_rxt, _tc->snd_congestion))
1755
1756 /**
1757  * Do fast retransmit with SACKs
1758  */
1759 int
1760 tcp_fast_retransmit_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1761                           u32 burst_size)
1762 {
1763   u32 n_written = 0, offset, max_bytes, n_segs = 0, n_segs_now;
1764   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1765   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1766   vlib_buffer_t *b = 0;
1767   sack_scoreboard_t *sb;
1768   u32 bi, old_snd_nxt;
1769   int snd_space;
1770   u32 max_deq;
1771   u8 snd_limited = 0, can_rescue = 0;
1772
1773   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1774
1775   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1776   if (snd_space < tc->snd_mss)
1777     {
1778       tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1779       return 0;
1780     }
1781
1782   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1783   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1784   sb = &tc->sack_sb;
1785   hole = scoreboard_get_hole (sb, sb->cur_rxt_hole);
1786
1787   max_deq = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1788   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1789
1790   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1791     {
1792       hole = scoreboard_next_rxt_hole (sb, hole, max_deq, &can_rescue,
1793                                        &snd_limited);
1794       if (!hole)
1795         {
1796           if (max_deq)
1797             {
1798               snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1799               burst_size = clib_min (burst_size - n_segs,
1800                                      snd_space / tc->snd_mss);
1801               n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1802               if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1803                 tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1804               n_segs += n_segs_now;
1805               goto done;
1806             }
1807
1808           if (!can_rescue || scoreboard_rescue_rxt_valid (sb, tc))
1809             break;
1810
1811           /* If rescue rxt undefined or less than snd_una then one segment of
1812            * up to SMSS octets that MUST include the highest outstanding
1813            * unSACKed sequence number SHOULD be returned, and RescueRxt set to
1814            * RecoveryPoint. HighRxt MUST NOT be updated.
1815            */
1816           max_bytes = clib_min (tc->snd_mss,
1817                                 tc->snd_congestion - tc->snd_una);
1818           max_bytes = clib_min (max_bytes, snd_space);
1819           offset = tc->snd_congestion - tc->snd_una - max_bytes;
1820           sb->rescue_rxt = tc->snd_congestion;
1821           tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
1822           n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1823                                                       max_bytes, &b);
1824           if (!n_written)
1825             goto done;
1826
1827           bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1828           tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1829           n_segs += 1;
1830           break;
1831         }
1832
1833       max_bytes = clib_min (hole->end - sb->high_rxt, snd_space);
1834       max_bytes = snd_limited ? clib_min (max_bytes, tc->snd_mss) : max_bytes;
1835       if (max_bytes == 0)
1836         break;
1837
1838       offset = sb->high_rxt - tc->snd_una;
1839       tc->snd_nxt = sb->high_rxt;
1840       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset, max_bytes,
1841                                                   &b);
1842       ASSERT (n_written <= snd_space);
1843
1844       /* Nothing left to retransmit */
1845       if (n_written == 0)
1846         break;
1847
1848       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1849       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1850
1851       sb->high_rxt += n_written;
1852       snd_space -= n_written;
1853       n_segs += 1;
1854     }
1855
1856   if (hole)
1857     tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1858
1859 done:
1860   /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
1861   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1862   return n_segs;
1863 }
1864
1865 /**
1866  * Fast retransmit without SACK info
1867  */
1868 int
1869 tcp_fast_retransmit_no_sack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1870                              u32 burst_size)
1871 {
1872   u32 n_written = 0, offset = 0, bi, old_snd_nxt, max_deq, n_segs_now;
1873   vlib_main_t *vm = wrk->vm;
1874   int snd_space, n_segs = 0;
1875   vlib_buffer_t *b;
1876
1877   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1878   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1879   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1880
1881   if (!tcp_fastrecovery_first (tc))
1882     goto send_unsent;
1883
1884   /* RFC 6582: [If a partial ack], retransmit the first unacknowledged
1885    * segment. */
1886   snd_space = tc->sack_sb.last_bytes_delivered;
1887   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1888   while (snd_space > 0 && n_segs < burst_size)
1889     {
1890       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (wrk, tc, offset,
1891                                                   tc->snd_mss, &b);
1892
1893       /* Nothing left to retransmit */
1894       if (n_written == 0)
1895         break;
1896
1897       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1898       tcp_enqueue_to_output (wrk, b, bi, tc->c_is_ip4);
1899       snd_space -= n_written;
1900       offset += n_written;
1901       n_segs += 1;
1902     }
1903
1904   if (n_segs == burst_size)
1905     goto done;
1906
1907 send_unsent:
1908
1909   /* RFC 6582: Send a new segment if permitted by the new value of cwnd. */
1910   snd_space = tcp_available_cc_snd_space (tc);
1911   if (snd_space < tc->snd_mss || tc->snd_mss == 0)
1912     goto done;
1913
1914   max_deq = session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection);
1915   max_deq -= tc->snd_una_max - tc->snd_una;
1916   if (max_deq)
1917     {
1918       snd_space = clib_min (max_deq, snd_space);
1919       burst_size = clib_min (burst_size - n_segs, snd_space / tc->snd_mss);
1920       n_segs_now = tcp_fast_retransmit_unsent (wrk, tc, burst_size);
1921       if (max_deq > n_segs_now * tc->snd_mss)
1922         tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
1923       n_segs += n_segs_now;
1924     }
1925
1926   /* Restore snd_nxt */
1927   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1928
1929 done:
1930   tcp_fastrecovery_first_off (tc);
1931   return n_segs;
1932 }
1933
1934 /**
1935  * Do fast retransmit
1936  */
1937 int
1938 tcp_fast_retransmit (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
1939                      u32 burst_size)
1940 {
1941   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
1942     return tcp_fast_retransmit_sack (wrk, tc, burst_size);
1943   else
1944     return tcp_fast_retransmit_no_sack (wrk, tc, burst_size);
1945 }
1946
1947 static u32
1948 tcp_session_has_ooo_data (tcp_connection_t * tc)
1949 {
1950   stream_session_t *s = session_get (tc->c_s_index, tc->c_thread_index);
1951   return svm_fifo_has_ooo_data (s->server_rx_fifo);
1952 }
1953
1954 static void
1955 tcp_output_handle_link_local (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
1956                               u16 * next0, u32 * error0)
1957 {
1958   ip_adjacency_t *adj;
1959   adj_index_t ai;
1960
1961   /* Not thread safe but as long as the connection exists the adj should
1962    * not be removed */
1963   ai = adj_nbr_find (FIB_PROTOCOL_IP6, VNET_LINK_IP6, &tc0->c_rmt_ip,
1964                      tc0->sw_if_index);
1965   if (ai == ADJ_INDEX_INVALID)
1966     {
1967       vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
1968       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
1969       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
1970       return;
1971     }
1972
1973   adj = adj_get (ai);
1974   if (PREDICT_TRUE (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_REWRITE))
1975     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_REWRITE;
1976   else if (adj->lookup_next_index == IP_LOOKUP_NEXT_ARP)
1977     *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_ARP;
1978   else
1979     {
1980       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
1981       *error0 = TCP_ERROR_LINK_LOCAL_RW;
1982     }
1983   vnet_buffer (b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = ai;
1984 }
1985
1986 static void
1987 tcp46_output_trace_frame (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
1988                           u32 * to_next, u32 n_bufs)
1989 {
1990   u32 n_trace = vlib_get_trace_count (vm, node);
1991   tcp_connection_t *tc;
1992   tcp_tx_trace_t *t;
1993   vlib_buffer_t *b;
1994   tcp_header_t *th;
1995   int i;
1996
1997   for (i = 0; i < clib_min (n_trace, n_bufs); i++)
1998     {
1999       b = vlib_get_buffer (vm, to_next[i]);
2000       th = vlib_buffer_get_current (b);
2001       tc = tcp_connection_get (vnet_buffer (b)->tcp.connection_index,
2002                                vm->thread_index);
2003       t = vlib_add_trace (vm, node, b, sizeof (*t));
2004       clib_memcpy (&t->tcp_header, th, sizeof (t->tcp_header));
2005       clib_memcpy (&t->tcp_connection, tc, sizeof (t->tcp_connection));
2006     }
2007 }
2008
2009 always_inline void
2010 tcp_output_push_ip (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
2011                     tcp_connection_t * tc0, u8 is_ip4)
2012 {
2013   tcp_header_t *th0 = 0;
2014
2015   th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2016   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OUTPUT, tc0, th0->flags, b0->current_length);
2017   if (is_ip4)
2018     {
2019       vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4, &tc0->c_rmt_ip4,
2020                             IP_PROTOCOL_TCP, 1);
2021       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2022       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2023       th0->checksum = 0;
2024     }
2025   else
2026     {
2027       ip6_header_t *ih0;
2028       ih0 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip6,
2029                                   &tc0->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
2030       b0->flags |= VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_TCP_CKSUM;
2031       vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = (u8 *) ih0 - b0->data;
2032       vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) th0 - b0->data;
2033       th0->checksum = 0;
2034     }
2035 }
2036
2037 always_inline void
2038 tcp_output_handle_packet (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * b0,
2039                           u32 * error0, u16 * next0, u8 is_ip4)
2040 {
2041
2042   if (PREDICT_FALSE (tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
2043     {
2044       *error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
2045       *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2046       return;
2047     }
2048
2049   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = tc0->c_fib_index;
2050   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
2051
2052   if (!is_ip4)
2053     {
2054       if (PREDICT_FALSE (ip6_address_is_link_local_unicast (&tc0->c_rmt_ip6)))
2055         tcp_output_handle_link_local (tc0, b0, next0, error0);
2056     }
2057
2058   /* Filter out DUPACKs if there are no OOO segments left */
2059   if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b0)->tcp.flags & TCP_BUF_FLAG_DUPACK))
2060     {
2061       /* N.B. Should not filter burst of dupacks. Two issues:
2062        * 1) dupacks open cwnd on remote peer when congested
2063        * 2) acks leaving should have the latest rcv_wnd since the
2064        *    burst may have eaten up all of it, so only the old ones
2065        *     could be filtered.
2066        */
2067       if (!tcp_session_has_ooo_data (tc0))
2068         {
2069           *error0 = TCP_ERROR_FILTERED_DUPACKS;
2070           *next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
2071           return;
2072         }
2073     }
2074
2075   /* Stop DELACK timer and fix flags */
2076   tc0->flags &= ~(TCP_CONN_SNDACK);
2077   if (!TCP_ALWAYS_ACK)
2078     tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
2079 }
2080
2081 always_inline uword
2082 tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2083                      vlib_frame_t * frame, int is_ip4)
2084 {
2085   u32 n_left_from, *from, thread_index = vm->thread_index;
2086   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b;
2087   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next;
2088
2089   from = vlib_frame_vector_args (frame);
2090   n_left_from = frame->n_vectors;
2091   tcp_set_time_now (tcp_get_worker (thread_index));
2092
2093   if (PREDICT_FALSE (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE))
2094     tcp46_output_trace_frame (vm, node, from, n_left_from);
2095
2096   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
2097   b = bufs;
2098   next = nexts;
2099
2100   while (n_left_from >= 4)
2101     {
2102       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT, error1 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2103       tcp_connection_t *tc0, *tc1;
2104
2105       {
2106         vlib_prefetch_buffer_header (b[2], STORE);
2107         CLIB_PREFETCH (b[2]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2108
2109         vlib_prefetch_buffer_header (b[3], STORE);
2110         CLIB_PREFETCH (b[3]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2111       }
2112
2113       next[0] = next[1] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2114
2115       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2116                                 thread_index);
2117       tc1 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[1])->tcp.connection_index,
2118                                 thread_index);
2119
2120       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2121       tcp_output_push_ip (vm, b[1], tc1, is_ip4);
2122
2123       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2124       tcp_output_handle_packet (tc1, b[1], &error1, &next[1], is_ip4);
2125
2126       b += 2;
2127       next += 2;
2128       n_left_from -= 2;
2129     }
2130   while (n_left_from > 0)
2131     {
2132       u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT;
2133       tcp_connection_t *tc0;
2134
2135       if (n_left_from > 1)
2136         {
2137           vlib_prefetch_buffer_header (b[1], STORE);
2138           CLIB_PREFETCH (b[1]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
2139         }
2140
2141       next[0] = TCP_OUTPUT_NEXT_IP_LOOKUP;
2142       tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index,
2143                                 thread_index);
2144
2145       tcp_output_push_ip (vm, b[0], tc0, is_ip4);
2146       tcp_output_handle_packet (tc0, b[0], &error0, &next[0], is_ip4);
2147
2148       b += 1;
2149       next += 1;
2150       n_left_from -= 1;
2151     }
2152
2153   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
2154   return frame->n_vectors;
2155 }
2156
2157 static uword
2158 tcp4_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2159              vlib_frame_t * from_frame)
2160 {
2161   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 1 /* is_ip4 */ );
2162 }
2163
2164 static uword
2165 tcp6_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2166              vlib_frame_t * from_frame)
2167 {
2168   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 0 /* is_ip4 */ );
2169 }
2170
2171 /* *INDENT-OFF* */
2172 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_output_node) =
2173 {
2174   .function = tcp4_output,.name = "tcp4-output",
2175     /* Takes a vector of packets. */
2176     .vector_size = sizeof (u32),
2177     .n_errors = TCP_N_ERROR,
2178     .error_strings = tcp_error_strings,
2179     .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2180     .next_nodes = {
2181 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2182     foreach_tcp4_output_next
2183 #undef _
2184     },
2185     .format_buffer = format_tcp_header,
2186     .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2187 };
2188 /* *INDENT-ON* */
2189
2190 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_output_node, tcp4_output);
2191
2192 /* *INDENT-OFF* */
2193 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_output_node) =
2194 {
2195   .function = tcp6_output,
2196   .name = "tcp6-output",
2197     /* Takes a vector of packets. */
2198   .vector_size = sizeof (u32),
2199   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2200   .error_strings = tcp_error_strings,
2201   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
2202   .next_nodes = {
2203 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
2204     foreach_tcp6_output_next
2205 #undef _
2206   },
2207   .format_buffer = format_tcp_header,
2208   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2209 };
2210 /* *INDENT-ON* */
2211
2212 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_output_node, tcp6_output);
2213
2214 typedef enum _tcp_reset_next
2215 {
2216   TCP_RESET_NEXT_DROP,
2217   TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP,
2218   TCP_RESET_N_NEXT
2219 } tcp_reset_next_t;
2220
2221 #define foreach_tcp4_reset_next         \
2222   _(DROP, "error-drop")                 \
2223   _(IP_LOOKUP, "ip4-lookup")
2224
2225 #define foreach_tcp6_reset_next         \
2226   _(DROP, "error-drop")                 \
2227   _(IP_LOOKUP, "ip6-lookup")
2228
2229 static uword
2230 tcp46_send_reset_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2231                          vlib_frame_t * from_frame, u8 is_ip4)
2232 {
2233   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
2234   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
2235
2236   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
2237   n_left_from = from_frame->n_vectors;
2238
2239   next_index = node->cached_next_index;
2240
2241   while (n_left_from > 0)
2242     {
2243       u32 n_left_to_next;
2244
2245       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
2246
2247       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
2248         {
2249           u32 bi0;
2250           vlib_buffer_t *b0;
2251           tcp_tx_trace_t *t0;
2252           tcp_header_t *th0;
2253           u32 error0 = TCP_ERROR_RST_SENT, next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2254
2255           bi0 = from[0];
2256           to_next[0] = bi0;
2257           from += 1;
2258           to_next += 1;
2259           n_left_from -= 1;
2260           n_left_to_next -= 1;
2261
2262           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
2263
2264           if (tcp_make_reset_in_place (vm, b0, vnet_buffer (b0)->tcp.flags,
2265                                        my_thread_index, is_ip4))
2266             {
2267               error0 = TCP_ERROR_LOOKUP_DROPS;
2268               next0 = TCP_RESET_NEXT_DROP;
2269               goto done;
2270             }
2271
2272           /* Prepare to send to IP lookup */
2273           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
2274           next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
2275
2276         done:
2277           b0->error = node->errors[error0];
2278           b0->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
2279           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
2280             {
2281               th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2282               if (is_ip4)
2283                 th0 = ip4_next_header ((ip4_header_t *) th0);
2284               else
2285                 th0 = ip6_next_header ((ip6_header_t *) th0);
2286               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
2287               clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
2288             }
2289
2290           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
2291                                            n_left_to_next, bi0, next0);
2292         }
2293       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
2294     }
2295   return from_frame->n_vectors;
2296 }
2297
2298 static uword
2299 tcp4_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2300                  vlib_frame_t * from_frame)
2301 {
2302   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 1);
2303 }
2304
2305 static uword
2306 tcp6_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
2307                  vlib_frame_t * from_frame)
2308 {
2309   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 0);
2310 }
2311
2312 /* *INDENT-OFF* */
2313 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_reset_node) = {
2314   .function = tcp4_send_reset,
2315   .name = "tcp4-reset",
2316   .vector_size = sizeof (u32),
2317   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2318   .error_strings = tcp_error_strings,
2319   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2320   .next_nodes = {
2321 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2322     foreach_tcp4_reset_next
2323 #undef _
2324   },
2325   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2326 };
2327 /* *INDENT-ON* */
2328
2329 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_reset_node, tcp4_send_reset);
2330
2331 /* *INDENT-OFF* */
2332 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_reset_node) = {
2333   .function = tcp6_send_reset,
2334   .name = "tcp6-reset",
2335   .vector_size = sizeof (u32),
2336   .n_errors = TCP_N_ERROR,
2337   .error_strings = tcp_error_strings,
2338   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
2339   .next_nodes = {
2340 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
2341     foreach_tcp6_reset_next
2342 #undef _
2343   },
2344   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
2345 };
2346 /* *INDENT-ON* */
2347
2348 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_reset_node, tcp6_send_reset);
2349
2350 /*
2351  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2352  *
2353  * Local Variables:
2354  * eval: (c-set-style "gnu")
2355  * End:
2356  */