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
  19 vlib_node_registration_t tcp4_output_node;
  20 vlib_node_registration_t tcp6_output_node;
  21
  22 typedef enum _tcp_output_nect
  23 {
  24   TCP_OUTPUT_NEXT_DROP,
  25   TCP_OUTPUT_N_NEXT
  26 } tcp_output_next_t;
  27
  28 #define foreach_tcp4_output_next                \
  29   _ (DROP, "error-drop")                        \
  30
  31 #define foreach_tcp6_output_next                \
  32   _ (DROP, "error-drop")                        \
  33
  34 static char *tcp_error_strings[] = {
  35 #define tcp_error(n,s) s,
  36 #include <vnet/tcp/tcp_error.def>
  37 #undef tcp_error
  38 };
  39
  40 typedef struct
  41 {
  42   tcp_header_t tcp_header;
  43   tcp_connection_t tcp_connection;
  44 } tcp_tx_trace_t;
  45
  46 u16 dummy_mtu = 1460;
  47
  48 u8 *
  49 format_tcp_tx_trace (u8 * s, va_list * args)
  50 {
  51   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  52   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  53   tcp_tx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_tx_trace_t *);
  54   uword indent = format_get_indent (s);
  55
  56   s = format (s, "%U\n%U%U",
  57               format_tcp_header, &t->tcp_header, 128,
  58               format_white_space, indent,
  59               format_tcp_connection, &t->tcp_connection, 1);
  60
  61   return s;
  62 }
  63
  64 static u8
  65 tcp_window_compute_scale (u32 available_space)
  66 {
  67   u8 wnd_scale = 0;
  68   while (wnd_scale < TCP_MAX_WND_SCALE
  69          && (available_space >> wnd_scale) > TCP_WND_MAX)
  70     wnd_scale++;
  71   return wnd_scale;
  72 }
  73
  74 /**
  75  * TCP's IW as recommended by RFC6928
  76  */
  77 always_inline u32
  78 tcp_initial_wnd_unscaled (tcp_connection_t * tc)
  79 {
  80   return TCP_IW_N_SEGMENTS * tc->mss;
  81 }
  82
  83 /**
  84  * Compute initial window and scale factor. As per RFC1323, window field in
  85  * SYN and SYN-ACK segments is never scaled.
  86  */
  87 u32
  88 tcp_initial_window_to_advertise (tcp_connection_t * tc)
  89 {
  90   u32 max_fifo;
  91
  92   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated yet.
  93    * Use some predefined value. For SYN-ACK we still want the
  94    * scale to be computed in the same way */
  95   max_fifo = TCP_MAX_RX_FIFO_SIZE;
  96
  97   tc->rcv_wscale = tcp_window_compute_scale (max_fifo);
  98   tc->rcv_wnd = tcp_initial_wnd_unscaled (tc);
  99
 100   return clib_min (tc->rcv_wnd, TCP_WND_MAX);
 101 }
 102
 103 /**
 104  * Compute and return window to advertise, scaled as per RFC1323
 105  */
 106 u32
 107 tcp_window_to_advertise (tcp_connection_t * tc, tcp_state_t state)
 108 {
 109   if (state < TCP_STATE_ESTABLISHED)
 110     return tcp_initial_window_to_advertise (tc);
 111
 112   tcp_update_rcv_wnd (tc);
 113
 114   if (tc->rcv_wnd == 0)
 115     {
 116       tc->flags |= TCP_CONN_SENT_RCV_WND0;
 117     }
 118   else
 119     {
 120       tc->flags &= ~TCP_CONN_SENT_RCV_WND0;
 121     }
 122
 123   return tc->rcv_wnd >> tc->rcv_wscale;
 124 }
 125
 126 void
 127 tcp_update_rcv_wnd (tcp_connection_t * tc)
 128 {
 129   i32 observed_wnd;
 130   u32 available_space, max_fifo, wnd;
 131
 132   /*
 133    * Figure out how much space we have available
 134    */
 135   available_space = stream_session_max_rx_enqueue (&tc->connection);
 136   max_fifo = stream_session_rx_fifo_size (&tc->connection);
 137
 138   ASSERT (tc->rcv_opts.mss < max_fifo);
 139   if (available_space < tc->rcv_opts.mss && available_space < max_fifo >> 3)
 140     available_space = 0;
 141
 142   /*
 143    * Use the above and what we know about what we've previously advertised
 144    * to compute the new window
 145    */
 146   observed_wnd = (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
 147   if (observed_wnd < 0)
 148     observed_wnd = 0;
 149
 150   /* Bad. Thou shalt not shrink */
 151   if (available_space < observed_wnd)
 152     {
 153       wnd = observed_wnd;
 154       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RCV_WND_SHRUNK, tc, observed_wnd, available_space);
 155     }
 156   else
 157     {
 158       wnd = available_space;
 159     }
 160
 161   /* Make sure we have a multiple of rcv_wscale */
 162   if (wnd && tc->rcv_wscale)
 163     {
 164       wnd &= ~(1 << tc->rcv_wscale);
 165       if (wnd == 0)
 166         wnd = 1 << tc->rcv_wscale;
 167     }
 168
 169   tc->rcv_wnd = clib_min (wnd, TCP_WND_MAX << tc->rcv_wscale);
 170 }
 171
 172 /**
 173  * Write TCP options to segment.
 174  */
 175 u32
 176 tcp_options_write (u8 * data, tcp_options_t * opts)
 177 {
 178   u32 opts_len = 0;
 179   u32 buf, seq_len = 4;
 180
 181   if (tcp_opts_mss (opts))
 182     {
 183       *data++ = TCP_OPTION_MSS;
 184       *data++ = TCP_OPTION_LEN_MSS;
 185       buf = clib_host_to_net_u16 (opts->mss);
 186       clib_memcpy (data, &buf, sizeof (opts->mss));
 187       data += sizeof (opts->mss);
 188       opts_len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
 189     }
 190
 191   if (tcp_opts_wscale (opts))
 192     {
 193       *data++ = TCP_OPTION_WINDOW_SCALE;
 194       *data++ = TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
 195       *data++ = opts->wscale;
 196       opts_len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
 197     }
 198
 199   if (tcp_opts_sack_permitted (opts))
 200     {
 201       *data++ = TCP_OPTION_SACK_PERMITTED;
 202       *data++ = TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
 203       opts_len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
 204     }
 205
 206   if (tcp_opts_tstamp (opts))
 207     {
 208       *data++ = TCP_OPTION_TIMESTAMP;
 209       *data++ = TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 210       buf = clib_host_to_net_u32 (opts->tsval);
 211       clib_memcpy (data, &buf, sizeof (opts->tsval));
 212       data += sizeof (opts->tsval);
 213       buf = clib_host_to_net_u32 (opts->tsecr);
 214       clib_memcpy (data, &buf, sizeof (opts->tsecr));
 215       data += sizeof (opts->tsecr);
 216       opts_len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 217     }
 218
 219   if (tcp_opts_sack (opts))
 220     {
 221       int i;
 222       u32 n_sack_blocks = clib_min (vec_len (opts->sacks),
 223                                     TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
 224
 225       if (n_sack_blocks != 0)
 226         {
 227           *data++ = TCP_OPTION_SACK_BLOCK;
 228           *data++ = 2 + n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
 229           for (i = 0; i < n_sack_blocks; i++)
 230             {
 231               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].start);
 232               clib_memcpy (data, &buf, seq_len);
 233               data += seq_len;
 234               buf = clib_host_to_net_u32 (opts->sacks[i].end);
 235               clib_memcpy (data, &buf, seq_len);
 236               data += seq_len;
 237             }
 238           opts_len += 2 + n_sack_blocks * TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK;
 239         }
 240     }
 241
 242   /* Terminate TCP options */
 243   if (opts_len % 4)
 244     {
 245       *data++ = TCP_OPTION_EOL;
 246       opts_len += TCP_OPTION_LEN_EOL;
 247     }
 248
 249   /* Pad with zeroes to a u32 boundary */
 250   while (opts_len % 4)
 251     {
 252       *data++ = TCP_OPTION_NOOP;
 253       opts_len += TCP_OPTION_LEN_NOOP;
 254     }
 255   return opts_len;
 256 }
 257
 258 always_inline int
 259 tcp_make_syn_options (tcp_options_t * opts, u8 wnd_scale)
 260 {
 261   u8 len = 0;
 262
 263   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
 264   opts->mss = dummy_mtu;        /*XXX discover that */
 265   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
 266
 267   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
 268   opts->wscale = wnd_scale;
 269   len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
 270
 271   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
 272   opts->tsval = tcp_time_now ();
 273   opts->tsecr = 0;
 274   len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 275
 276   if (TCP_USE_SACKS)
 277     {
 278       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
 279       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
 280     }
 281
 282   /* Align to needed boundary */
 283   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
 284   return len;
 285 }
 286
 287 always_inline int
 288 tcp_make_synack_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
 289 {
 290   u8 len = 0;
 291
 292   opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_MSS;
 293   opts->mss = tc->mss;
 294   len += TCP_OPTION_LEN_MSS;
 295
 296   if (tcp_opts_wscale (&tc->rcv_opts))
 297     {
 298       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_WSCALE;
 299       opts->wscale = tc->rcv_wscale;
 300       len += TCP_OPTION_LEN_WINDOW_SCALE;
 301     }
 302
 303   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
 304     {
 305       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
 306       opts->tsval = tcp_time_now ();
 307       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
 308       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 309     }
 310
 311   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
 312     {
 313       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED;
 314       len += TCP_OPTION_LEN_SACK_PERMITTED;
 315     }
 316
 317   /* Align to needed boundary */
 318   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
 319   return len;
 320 }
 321
 322 always_inline int
 323 tcp_make_established_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts)
 324 {
 325   u8 len = 0;
 326
 327   opts->flags = 0;
 328
 329   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
 330     {
 331       opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_TSTAMP;
 332       opts->tsval = tcp_time_now ();
 333       opts->tsecr = tc->tsval_recent;
 334       len += TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 335     }
 336   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
 337     {
 338       if (vec_len (tc->snd_sacks))
 339         {
 340           opts->flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
 341           opts->sacks = tc->snd_sacks;
 342           opts->n_sack_blocks = clib_min (vec_len (tc->snd_sacks),
 343                                           TCP_OPTS_MAX_SACK_BLOCKS);
 344           len += 2 + TCP_OPTION_LEN_SACK_BLOCK * opts->n_sack_blocks;
 345         }
 346     }
 347
 348   /* Align to needed boundary */
 349   len += (TCP_OPTS_ALIGN - len % TCP_OPTS_ALIGN) % TCP_OPTS_ALIGN;
 350   return len;
 351 }
 352
 353 always_inline int
 354 tcp_make_options (tcp_connection_t * tc, tcp_options_t * opts,
 355                   tcp_state_t state)
 356 {
 357   switch (state)
 358     {
 359     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
 360     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
 361       return tcp_make_established_options (tc, opts);
 362     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
 363       return tcp_make_synack_options (tc, opts);
 364     case TCP_STATE_SYN_SENT:
 365       return tcp_make_syn_options (opts, tc->rcv_wscale);
 366     default:
 367       clib_warning ("Not handled!");
 368       return 0;
 369     }
 370 }
 371
 372 /**
 373  * Update max segment size we're able to process.
 374  *
 375  * The value is constrained by our interface's MTU and IP options. It is
 376  * also what we advertise to our peer.
 377  */
 378 void
 379 tcp_update_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
 380 {
 381   /* TODO find our iface MTU */
 382   tc->mss = dummy_mtu;
 383 }
 384
 385 /**
 386  * Update snd_mss to reflect the effective segment size that we can send
 387  * by taking into account all TCP options, including SACKs
 388  */
 389 void
 390 tcp_update_snd_mss (tcp_connection_t * tc)
 391 {
 392   /* Compute options to be used for connection. These may be reused when
 393    * sending data or to compute the effective mss (snd_mss) */
 394   tc->snd_opts_len =
 395     tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, TCP_STATE_ESTABLISHED);
 396
 397   /* XXX check if MTU has been updated */
 398   tc->snd_mss = clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - tc->snd_opts_len;
 399   ASSERT (tc->snd_mss > 0);
 400 }
 401
 402 void
 403 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
 404 {
 405   u16 default_min_mss = 536;
 406   tcp_update_rcv_mss (tc);
 407
 408   /* TODO cache mss and consider PMTU discovery */
 409   tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
 410
 411   if (tc->snd_mss < 45)
 412     {
 413       clib_warning ("snd mss is 0");
 414       /* Assume that at least the min default mss works */
 415       tc->snd_mss = default_min_mss;
 416       tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
 417     }
 418
 419   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
 420   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
 421
 422   /* If we use timestamp option, account for it */
 423   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
 424     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
 425 }
 426
 427 #define tcp_get_free_buffer_index(tm, bidx)                             \
 428 do {                                                                    \
 429   u32 *my_tx_buffers, n_free_buffers;                                   \
 430   u32 thread_index = vlib_get_thread_index();                                   \
 431   my_tx_buffers = tm->tx_buffers[thread_index];                            \
 432   if (PREDICT_FALSE(vec_len (my_tx_buffers) == 0))                      \
 433     {                                                                   \
 434       n_free_buffers = 32;      /* TODO config or macro */              \
 435       vec_validate (my_tx_buffers, n_free_buffers - 1);                 \
 436       _vec_len(my_tx_buffers) = vlib_buffer_alloc_from_free_list (      \
 437           tm->vlib_main, my_tx_buffers, n_free_buffers,                 \
 438           VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);                         \
 439       tm->tx_buffers[thread_index] = my_tx_buffers;                        \
 440     }                                                                   \
 441   /* buffer shortage */                                                 \
 442   if (PREDICT_FALSE (vec_len (my_tx_buffers) == 0))                     \
 443     return;                                                             \
 444   *bidx = my_tx_buffers[_vec_len (my_tx_buffers)-1];                    \
 445   _vec_len (my_tx_buffers) -= 1;                                        \
 446 } while (0)
 447
 448 #define tcp_return_buffer(tm)                                           \
 449 do {                                                                    \
 450   u32 *my_tx_buffers;                                                   \
 451   u32 thread_index = vlib_get_thread_index();                                   \
 452   my_tx_buffers = tm->tx_buffers[thread_index];                                 \
 453   _vec_len (my_tx_buffers) +=1;                                         \
 454 } while (0)
 455
 456 always_inline void
 457 tcp_reuse_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
 458 {
 459   vlib_buffer_t *it = b;
 460   do
 461     {
 462       it->current_data = 0;
 463       it->current_length = 0;
 464       it->total_length_not_including_first_buffer = 0;
 465     }
 466   while ((it->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 467          && (it = vlib_get_buffer (vm, it->next_buffer)));
 468
 469   /* Leave enough space for headers */
 470   vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
 471   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
 472 }
 473
 474 /**
 475  * Prepare ACK
 476  */
 477 void
 478 tcp_make_ack_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b, tcp_state_t state,
 479                 u8 flags)
 480 {
 481   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
 482   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
 483   tcp_header_t *th;
 484   u16 wnd;
 485
 486   wnd = tcp_window_to_advertise (tc, state);
 487
 488   /* Make and write options */
 489   tcp_opts_len = tcp_make_established_options (tc, snd_opts);
 490   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
 491
 492   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
 493                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags, wnd);
 494
 495   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
 496   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
 497 }
 498
 499 /**
 500  * Convert buffer to ACK
 501  */
 502 void
 503 tcp_make_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 504 {
 505   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 506
 507   tcp_reuse_buffer (vm, b);
 508   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, TCP_FLAG_ACK);
 509   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_SENT, tc);
 510   vnet_buffer (b)->tcp.flags = TCP_BUF_FLAG_ACK;
 511   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
 512 }
 513
 514 /**
 515  * Convert buffer to FIN-ACK
 516  */
 517 void
 518 tcp_make_fin (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 519 {
 520   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 521   u8 flags = 0;
 522
 523   tcp_reuse_buffer (vm, b);
 524
 525   flags = TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK;
 526   tcp_make_ack_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, flags);
 527
 528   /* Reset flags, make sure ack is sent */
 529   vnet_buffer (b)->tcp.flags &= ~TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
 530
 531   tc->snd_nxt += 1;
 532 }
 533
 534 /**
 535  * Convert buffer to SYN-ACK
 536  */
 537 void
 538 tcp_make_synack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 539 {
 540   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 541   tcp_options_t _snd_opts, *snd_opts = &_snd_opts;
 542   u8 tcp_opts_len, tcp_hdr_opts_len;
 543   tcp_header_t *th;
 544   u16 initial_wnd;
 545   u32 time_now;
 546
 547   memset (snd_opts, 0, sizeof (*snd_opts));
 548
 549   tcp_reuse_buffer (vm, b);
 550
 551   /* Set random initial sequence */
 552   time_now = tcp_time_now ();
 553
 554   tc->iss = random_u32 (&time_now);
 555   tc->snd_una = tc->iss;
 556   tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
 557   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
 558
 559   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
 560
 561   /* Make and write options */
 562   tcp_opts_len = tcp_make_synack_options (tc, snd_opts);
 563   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
 564
 565   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
 566                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len,
 567                              TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, initial_wnd);
 568
 569   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), snd_opts);
 570
 571   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
 572   vnet_buffer (b)->tcp.flags = TCP_BUF_FLAG_ACK;
 573
 574   /* Init retransmit timer */
 575   tcp_retransmit_timer_set (tc);
 576 }
 577
 578 always_inline void
 579 tcp_enqueue_to_ip_lookup (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi,
 580                           u8 is_ip4)
 581 {
 582   u32 *to_next, next_index;
 583   vlib_frame_t *f;
 584
 585   b->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
 586   b->error = 0;
 587
 588   /* Default FIB for now */
 589   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = 0;
 590
 591   /* Send to IP lookup */
 592   next_index = is_ip4 ? ip4_lookup_node.index : ip6_lookup_node.index;
 593   f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
 594
 595   /* Enqueue the packet */
 596   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
 597   to_next[0] = bi;
 598   f->n_vectors = 1;
 599   vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
 600 }
 601
 602 int
 603 tcp_make_reset_in_place (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b0,
 604                          tcp_state_t state, u8 thread_index, u8 is_ip4)
 605 {
 606   ip4_header_t *ih4;
 607   ip6_header_t *ih6;
 608   tcp_header_t *th0;
 609   ip4_address_t src_ip40, dst_ip40;
 610   ip6_address_t src_ip60, dst_ip60;
 611   u16 src_port, dst_port;
 612   u32 tmp;
 613   u32 seq, ack;
 614   u8 flags;
 615
 616   /* Find IP and TCP headers */
 617   th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
 618
 619   /* Save src and dst ip */
 620   if (is_ip4)
 621     {
 622       ih4 = vlib_buffer_get_current (b0);
 623       ASSERT ((ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
 624       src_ip40.as_u32 = ih4->src_address.as_u32;
 625       dst_ip40.as_u32 = ih4->dst_address.as_u32;
 626     }
 627   else
 628     {
 629       ih6 = vlib_buffer_get_current (b0);
 630       ASSERT ((ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) == 0x60);
 631       clib_memcpy (&src_ip60, &ih6->src_address, sizeof (ip6_address_t));
 632       clib_memcpy (&dst_ip60, &ih6->dst_address, sizeof (ip6_address_t));
 633     }
 634
 635   src_port = th0->src_port;
 636   dst_port = th0->dst_port;
 637
 638   /* Try to determine what/why we're actually resetting */
 639   if (state == TCP_STATE_CLOSED)
 640     {
 641       if (!tcp_syn (th0))
 642         return -1;
 643
 644       tmp = clib_net_to_host_u32 (th0->seq_number);
 645
 646       /* Got a SYN for no listener. */
 647       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
 648       ack = clib_host_to_net_u32 (tmp + 1);
 649       seq = 0;
 650     }
 651   else
 652     {
 653       flags = TCP_FLAG_RST;
 654       seq = th0->ack_number;
 655       ack = 0;
 656     }
 657
 658   tcp_reuse_buffer (vm, b0);
 659   th0 = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b0, dst_port, src_port, seq, ack,
 660                                         sizeof (tcp_header_t), flags, 0);
 661
 662   if (is_ip4)
 663     {
 664       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &dst_ip40, &src_ip40,
 665                                   IP_PROTOCOL_TCP);
 666       th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih4);
 667     }
 668   else
 669     {
 670       int bogus = ~0;
 671       ih6 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &dst_ip60, &src_ip60,
 672                                   IP_PROTOCOL_TCP);
 673       th0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b0, ih6, &bogus);
 674       ASSERT (!bogus);
 675     }
 676
 677   return 0;
 678 }
 679
 680 /**
 681  *  Send reset without reusing existing buffer
 682  */
 683 void
 684 tcp_send_reset (vlib_buffer_t * pkt, u8 is_ip4)
 685 {
 686   vlib_buffer_t *b;
 687   u32 bi;
 688   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
 689   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 690   u8 tcp_hdr_len, flags = 0;
 691   tcp_header_t *th, *pkt_th;
 692   u32 seq, ack;
 693   ip4_header_t *ih4, *pkt_ih4;
 694   ip6_header_t *ih6, *pkt_ih6;
 695
 696   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
 697   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 698
 699   /* Leave enough space for headers */
 700   vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
 701
 702   /* Make and write options */
 703   tcp_hdr_len = sizeof (tcp_header_t);
 704
 705   if (is_ip4)
 706     {
 707       pkt_ih4 = vlib_buffer_get_current (pkt);
 708       pkt_th = ip4_next_header (pkt_ih4);
 709     }
 710   else
 711     {
 712       pkt_ih6 = vlib_buffer_get_current (pkt);
 713       pkt_th = ip6_next_header (pkt_ih6);
 714     }
 715
 716   if (tcp_ack (pkt_th))
 717     {
 718       flags = TCP_FLAG_RST;
 719       seq = pkt_th->ack_number;
 720       ack = 0;
 721     }
 722   else
 723     {
 724       flags = TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK;
 725       seq = 0;
 726       ack = clib_host_to_net_u32 (vnet_buffer (pkt)->tcp.seq_end);
 727     }
 728
 729   th = vlib_buffer_push_tcp_net_order (b, pkt_th->dst_port, pkt_th->src_port,
 730                                        seq, ack, tcp_hdr_len, flags, 0);
 731
 732   /* Swap src and dst ip */
 733   if (is_ip4)
 734     {
 735       ASSERT ((pkt_ih4->ip_version_and_header_length & 0xF0) == 0x40);
 736       ih4 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &pkt_ih4->dst_address,
 737                                   &pkt_ih4->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
 738       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b, ih4);
 739     }
 740   else
 741     {
 742       int bogus = ~0;
 743       pkt_ih6 = (ip6_header_t *) (pkt_th - 1);
 744       ASSERT ((pkt_ih6->ip_version_traffic_class_and_flow_label & 0xF0) ==
 745               0x60);
 746       ih6 =
 747         vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &pkt_ih6->dst_address,
 748                               &pkt_ih6->src_address, IP_PROTOCOL_TCP);
 749       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b, ih6, &bogus);
 750       ASSERT (!bogus);
 751     }
 752
 753   tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, is_ip4);
 754 }
 755
 756 void
 757 tcp_push_ip_hdr (tcp_main_t * tm, tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 758 {
 759   tcp_header_t *th = vlib_buffer_get_current (b);
 760
 761   if (tc->c_is_ip4)
 762     {
 763       ip4_header_t *ih;
 764       ih = vlib_buffer_push_ip4 (tm->vlib_main, b, &tc->c_lcl_ip4,
 765                                  &tc->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP);
 766       th->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (tm->vlib_main, b, ih);
 767     }
 768   else
 769     {
 770       ip6_header_t *ih;
 771       int bogus = ~0;
 772
 773       ih = vlib_buffer_push_ip6 (tm->vlib_main, b, &tc->c_lcl_ip6,
 774                                  &tc->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
 775       th->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (tm->vlib_main, b, ih,
 776                                                         &bogus);
 777       ASSERT (!bogus);
 778     }
 779 }
 780
 781 /**
 782  *  Send SYN
 783  *
 784  *  Builds a SYN packet for a half-open connection and sends it to ipx_lookup.
 785  *  The packet is not forwarded through tcpx_output to avoid doing lookups
 786  *  in the half_open pool.
 787  */
 788 void
 789 tcp_send_syn (tcp_connection_t * tc)
 790 {
 791   vlib_buffer_t *b;
 792   u32 bi;
 793   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
 794   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 795   u8 tcp_hdr_opts_len, tcp_opts_len;
 796   tcp_header_t *th;
 797   u32 time_now;
 798   u16 initial_wnd;
 799   tcp_options_t snd_opts;
 800
 801   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
 802   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 803
 804   /* Leave enough space for headers */
 805   vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
 806
 807   /* Set random initial sequence */
 808   time_now = tcp_time_now ();
 809
 810   tc->iss = random_u32 (&time_now);
 811   tc->snd_una = tc->iss;
 812   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
 813
 814   initial_wnd = tcp_initial_window_to_advertise (tc);
 815
 816   /* Make and write options */
 817   memset (&snd_opts, 0, sizeof (snd_opts));
 818   tcp_opts_len = tcp_make_syn_options (&snd_opts, tc->rcv_wscale);
 819   tcp_hdr_opts_len = tcp_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
 820
 821   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->iss,
 822                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, TCP_FLAG_SYN,
 823                              initial_wnd);
 824
 825   tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &snd_opts);
 826
 827   /* Measure RTT with this */
 828   tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
 829   tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
 830
 831   /* Start retransmit trimer  */
 832   tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN, tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
 833   tc->rto_boff = 0;
 834
 835   /* Set the connection establishment timer */
 836   tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH, TCP_ESTABLISH_TIME);
 837
 838   tcp_push_ip_hdr (tm, tc, b);
 839   tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
 840 }
 841
 842 always_inline void
 843 tcp_enqueue_to_output (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 bi, u8 is_ip4)
 844 {
 845   u32 *to_next, next_index;
 846   vlib_frame_t *f;
 847
 848   b->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
 849   b->error = 0;
 850
 851   /* Decide where to send the packet */
 852   next_index = is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
 853
 854   /* Enqueue the packet */
 855   f = vlib_get_frame_to_node (vm, next_index);
 856   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
 857   to_next[0] = bi;
 858   f->n_vectors = 1;
 859   vlib_put_frame_to_node (vm, next_index, f);
 860 }
 861
 862 /**
 863  *  Send FIN
 864  */
 865 void
 866 tcp_send_fin (tcp_connection_t * tc)
 867 {
 868   vlib_buffer_t *b;
 869   u32 bi;
 870   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
 871   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 872
 873   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
 874   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 875
 876   /* Leave enough space for headers */
 877   vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
 878
 879   tcp_make_fin (tc, b);
 880   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
 881   tc->flags |= TCP_CONN_FINSNT;
 882   tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
 883   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_SENT, tc);
 884 }
 885
 886 always_inline u8
 887 tcp_make_state_flags (tcp_state_t next_state)
 888 {
 889   switch (next_state)
 890     {
 891     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
 892       return TCP_FLAG_ACK;
 893     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
 894       return TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK;
 895     case TCP_STATE_SYN_SENT:
 896       return TCP_FLAG_SYN;
 897     case TCP_STATE_LAST_ACK:
 898     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
 899       return TCP_FLAG_FIN;
 900     default:
 901       clib_warning ("Shouldn't be here!");
 902     }
 903   return 0;
 904 }
 905
 906 /**
 907  * Push TCP header and update connection variables
 908  */
 909 static void
 910 tcp_push_hdr_i (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
 911                 tcp_state_t next_state, u8 compute_opts)
 912 {
 913   u32 advertise_wnd, data_len;
 914   u8 tcp_hdr_opts_len, opts_write_len, flags;
 915   tcp_header_t *th;
 916
 917   data_len = b->current_length + b->total_length_not_including_first_buffer;
 918   vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
 919
 920   if (compute_opts)
 921     tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
 922
 923   tcp_hdr_opts_len = tc->snd_opts_len + sizeof (tcp_header_t);
 924   advertise_wnd = tcp_window_to_advertise (tc, next_state);
 925   flags = tcp_make_state_flags (next_state);
 926
 927   /* Push header and options */
 928   th = vlib_buffer_push_tcp (b, tc->c_lcl_port, tc->c_rmt_port, tc->snd_nxt,
 929                              tc->rcv_nxt, tcp_hdr_opts_len, flags,
 930                              advertise_wnd);
 931   opts_write_len = tcp_options_write ((u8 *) (th + 1), &tc->snd_opts);
 932
 933   ASSERT (opts_write_len == tc->snd_opts_len);
 934   vnet_buffer (b)->tcp.connection_index = tc->c_c_index;
 935
 936   /*
 937    * Update connection variables
 938    */
 939
 940   tc->snd_nxt += data_len;
 941   tc->rcv_las = tc->rcv_nxt;
 942
 943   /* TODO this is updated in output as well ... */
 944   if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
 945     {
 946       tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
 947       tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
 948     }
 949
 950   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PKTIZE, tc);
 951 }
 952
 953 void
 954 tcp_send_ack (tcp_connection_t * tc)
 955 {
 956   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
 957   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 958
 959   vlib_buffer_t *b;
 960   u32 bi;
 961
 962   /* Get buffer */
 963   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
 964   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
 965
 966   /* Fill in the ACK */
 967   tcp_make_ack (tc, b);
 968   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
 969 }
 970
 971 /* Send delayed ACK when timer expires */
 972 void
 973 tcp_timer_delack_handler (u32 index)
 974 {
 975   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
 976   tcp_connection_t *tc;
 977
 978   tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
 979   tc->timers[TCP_TIMER_DELACK] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
 980   tcp_send_ack (tc);
 981 }
 982
 983 /** Build a retransmit segment
 984  *
 985  * @return the number of bytes in the segment or 0 if there's nothing to
 986  *         retransmit
 987  */
 988 u32
 989 tcp_prepare_retransmit_segment (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
 990                                 u32 offset, u32 max_bytes)
 991 {
 992   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 993   int n_bytes = 0;
 994   u32 start;
 995
 996   tcp_reuse_buffer (vm, b);
 997
 998   ASSERT (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED);
 999   ASSERT (max_bytes != 0);
1000
1001   max_bytes = clib_min (tc->snd_mss, max_bytes);
1002   start = tc->snd_una + offset;
1003
1004   /* Start is beyond snd_congestion */
1005   if (seq_geq (start, tc->snd_congestion))
1006     goto done;
1007
1008   /* Don't overshoot snd_congestion */
1009   if (seq_gt (start + max_bytes, tc->snd_congestion))
1010     {
1011       max_bytes = tc->snd_congestion - start;
1012       if (max_bytes == 0)
1013         goto done;
1014     }
1015
1016   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1017
1018   ASSERT (max_bytes <= tc->snd_mss);
1019
1020   n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection,
1021                                        vlib_buffer_get_current (b), offset,
1022                                        max_bytes);
1023   ASSERT (n_bytes > 0);
1024   b->current_length = n_bytes;
1025   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, 0);
1026
1027   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1028     tc->snd_rxt_bytes += n_bytes;
1029
1030 done:
1031   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_RTX, tc, offset, n_bytes);
1032   return n_bytes;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * Reset congestion control, switch cwnd to loss window and try again.
1037  */
1038 static void
1039 tcp_rtx_timeout_cc (tcp_connection_t * tc)
1040 {
1041   tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
1042   tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
1043
1044   /* Cleanly recover cc (also clears up fast retransmit) */
1045   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
1046     tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
1047
1048   /* Start again from the beginning */
1049   tc->ssthresh = clib_max (tcp_flight_size (tc) / 2, 2 * tc->snd_mss);
1050   tc->cwnd = tcp_loss_wnd (tc);
1051   tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
1052
1053   tcp_recovery_on (tc);
1054 }
1055
1056 static void
1057 tcp_timer_retransmit_handler_i (u32 index, u8 is_syn)
1058 {
1059   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1060   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1061   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1062   tcp_connection_t *tc;
1063   vlib_buffer_t *b;
1064   u32 bi, n_bytes;
1065
1066   if (is_syn)
1067     {
1068       tc = tcp_half_open_connection_get (index);
1069     }
1070   else
1071     {
1072       tc = tcp_connection_get (index, thread_index);
1073     }
1074
1075   /* Make sure timer handle is set to invalid */
1076   tc->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1077
1078   if (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0
1079       && tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1080     {
1081       tc->rto_boff = 0;
1082       tcp_update_rto (tc);
1083     }
1084
1085   /* Increment RTO backoff (also equal to number of retries) */
1086   tc->rto_boff += 1;
1087
1088   /* Go back to first un-acked byte */
1089   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1090
1091   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
1092   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1093
1094   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1095     {
1096       /* Lost FIN, retransmit and return */
1097       if (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT)
1098         {
1099           tcp_send_fin (tc);
1100           return;
1101         }
1102
1103       /* First retransmit timeout */
1104       if (tc->rto_boff == 1)
1105         tcp_rtx_timeout_cc (tc);
1106
1107       /* Exponential backoff */
1108       tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1109
1110       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 1);
1111
1112       /* Send one segment */
1113       n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, 0, tc->snd_mss);
1114       /* TODO be less aggressive about this */
1115       scoreboard_clear (&tc->sack_sb);
1116
1117       if (n_bytes == 0)
1118         {
1119           clib_warning ("could not retransmit anything");
1120           clib_warning ("%U", format_tcp_connection, tc, 2);
1121
1122           /* Try again eventually */
1123           tcp_retransmit_timer_set (tc);
1124           ASSERT (0 || (tc->rto_boff > 1
1125                         && tc->snd_una == tc->snd_congestion));
1126           return;
1127         }
1128
1129       /* For first retransmit, record timestamp (Eifel detection RFC3522) */
1130       if (tc->rto_boff == 1)
1131         tc->snd_rxt_ts = tcp_time_now ();
1132     }
1133   /* Retransmit for SYN/SYNACK */
1134   else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD || tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
1135     {
1136       /* Try without increasing RTO a number of times. If this fails,
1137        * start growing RTO exponentially */
1138       if (tc->rto_boff > TCP_RTO_SYN_RETRIES)
1139         tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1140
1141       vlib_buffer_make_headroom (b, MAX_HDRS_LEN);
1142
1143       tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, 1);
1144
1145       /* Account for the SYN */
1146       tc->snd_nxt += 1;
1147     }
1148   else
1149     {
1150       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_CLOSED);
1151       clib_warning ("connection closed ...");
1152       return;
1153     }
1154
1155   if (!is_syn)
1156     {
1157       tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1158
1159       /* Re-enable retransmit timer */
1160       tcp_retransmit_timer_set (tc);
1161     }
1162   else
1163     {
1164       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
1165
1166       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RTX, tc);
1167
1168       /* This goes straight to ipx_lookup */
1169       tcp_push_ip_hdr (tm, tc, b);
1170       tcp_enqueue_to_ip_lookup (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1171
1172       /* Re-enable retransmit timer */
1173       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN,
1174                      tc->rto * TCP_TO_TIMER_TICK);
1175     }
1176 }
1177
1178 void
1179 tcp_timer_retransmit_handler (u32 index)
1180 {
1181   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 0);
1182 }
1183
1184 void
1185 tcp_timer_retransmit_syn_handler (u32 index)
1186 {
1187   tcp_timer_retransmit_handler_i (index, 1);
1188 }
1189
1190 /**
1191  * Got 0 snd_wnd from peer, try to do something about it.
1192  *
1193  */
1194 void
1195 tcp_timer_persist_handler (u32 index)
1196 {
1197   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1198   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1199   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1200   tcp_connection_t *tc;
1201   vlib_buffer_t *b;
1202   u32 bi, old_snd_nxt;
1203   int n_bytes = 0;
1204
1205   tc = tcp_connection_get_if_valid (index, thread_index);
1206
1207   if (!tc)
1208     return;
1209
1210   /* Make sure timer handle is set to invalid */
1211   tc->timers[TCP_TIMER_PERSIST] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1212
1213   /* Problem already solved or worse */
1214   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSED || tc->state > TCP_STATE_ESTABLISHED
1215       || tc->snd_wnd > tc->snd_mss || tcp_in_recovery (tc))
1216     return;
1217
1218   /* Increment RTO backoff */
1219   tc->rto_boff += 1;
1220   tc->rto = clib_min (tc->rto << 1, TCP_RTO_MAX);
1221
1222   /* Try to force the first unsent segment  */
1223   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
1224   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1225
1226   tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
1227   tc->snd_opts_len = tcp_make_options (tc, &tc->snd_opts, tc->state);
1228   n_bytes = stream_session_peek_bytes (&tc->connection,
1229                                        vlib_buffer_get_current (b),
1230                                        tc->snd_una_max - tc->snd_una,
1231                                        tc->snd_mss);
1232   /* Nothing to send */
1233   if (n_bytes <= 0)
1234     {
1235       clib_warning ("persist found nothing to send");
1236       tcp_return_buffer (tm);
1237       return;
1238     }
1239
1240   b->current_length = n_bytes;
1241   ASSERT (tc->snd_nxt == tc->snd_una_max || tc->rto_boff > 1
1242           || tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT));
1243
1244   /* Allow updating of snd_una_max but don't update snd_nxt */
1245   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1246   tcp_push_hdr_i (tc, b, tc->state, 0);
1247   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1248   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1249
1250   /* Re-enable persist timer */
1251   tcp_persist_timer_set (tc);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * Retransmit first unacked segment
1256  */
1257 void
1258 tcp_retransmit_first_unacked (tcp_connection_t * tc)
1259 {
1260   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1261   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1262   vlib_buffer_t *b;
1263   u32 bi, n_bytes, old_snd_nxt;
1264
1265   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1266   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1267
1268   /* Get buffer */
1269   tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
1270   b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1271
1272   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 2);
1273
1274   n_bytes = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, 0, tc->snd_mss);
1275   if (n_bytes == 0)
1276     {
1277       tcp_return_buffer (tm);
1278       goto done;
1279     }
1280
1281   tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1282
1283 done:
1284   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1285 }
1286
1287 /**
1288  * Do fast retransmit with SACKs
1289  */
1290 void
1291 tcp_fast_retransmit_sack (tcp_connection_t * tc)
1292 {
1293   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1294   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1295   u32 n_written = 0, offset = 0, max_bytes;
1296   vlib_buffer_t *b;
1297   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1298   sack_scoreboard_t *sb;
1299   u32 bi, old_snd_nxt;
1300   int snd_space;
1301   u8 snd_limited = 0, can_rescue = 0;
1302
1303   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1304   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1305
1306   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1307   sb = &tc->sack_sb;
1308   snd_space = tcp_available_snd_space (tc);
1309
1310   hole = scoreboard_get_hole (sb, sb->cur_rxt_hole);
1311   while (hole && snd_space > 0)
1312     {
1313       tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
1314       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1315
1316       hole = scoreboard_next_rxt_hole (sb, hole,
1317                                        tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc),
1318                                        &can_rescue, &snd_limited);
1319       if (!hole)
1320         {
1321           if (!can_rescue || !(seq_lt (sb->rescue_rxt, tc->snd_una)
1322                                || seq_gt (sb->rescue_rxt,
1323                                           tc->snd_congestion)))
1324             break;
1325
1326           /* If rescue rxt undefined or less than snd_una then one segment of
1327            * up to SMSS octets that MUST include the highest outstanding
1328            * unSACKed sequence number SHOULD be returned, and RescueRxt set to
1329            * RecoveryPoint. HighRxt MUST NOT be updated.
1330            */
1331           max_bytes = clib_min (tc->snd_mss, snd_space);
1332           offset = tc->snd_congestion - tc->snd_una - max_bytes;
1333           sb->rescue_rxt = tc->snd_congestion;
1334           tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
1335           tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, offset, max_bytes);
1336           tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1337           break;
1338         }
1339
1340       max_bytes = snd_limited ? tc->snd_mss : hole->end - sb->high_rxt;
1341       offset = sb->high_rxt - tc->snd_una;
1342       tc->snd_nxt = tc->snd_una + offset;
1343       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, offset, max_bytes);
1344
1345       /* Nothing left to retransmit */
1346       if (n_written == 0)
1347         {
1348           tcp_return_buffer (tm);
1349           break;
1350         }
1351
1352       sb->high_rxt += n_written;
1353       tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1354       snd_space -= n_written;
1355     }
1356
1357   /* If window allows, send 1 SMSS of new data */
1358   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1359 }
1360
1361 /**
1362  * Fast retransmit without SACK info
1363  */
1364 void
1365 tcp_fast_retransmit_no_sack (tcp_connection_t * tc)
1366 {
1367   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1368   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
1369   u32 n_written = 0, offset = 0, bi, old_snd_nxt;
1370   int snd_space;
1371   vlib_buffer_t *b;
1372
1373   ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
1374   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 0);
1375
1376   /* Start resending from first un-acked segment */
1377   old_snd_nxt = tc->snd_nxt;
1378   tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1379   snd_space = tcp_available_snd_space (tc);
1380
1381   while (snd_space > 0)
1382     {
1383       tcp_get_free_buffer_index (tm, &bi);
1384       b = vlib_get_buffer (vm, bi);
1385
1386       offset += n_written;
1387       n_written = tcp_prepare_retransmit_segment (tc, b, offset, snd_space);
1388
1389       /* Nothing left to retransmit */
1390       if (n_written == 0)
1391         {
1392           tcp_return_buffer (tm);
1393           break;
1394         }
1395
1396       tcp_enqueue_to_output (vm, b, bi, tc->c_is_ip4);
1397       snd_space -= n_written;
1398     }
1399
1400   /* Restore snd_nxt. If window allows, send 1 SMSS of new data */
1401   tc->snd_nxt = old_snd_nxt;
1402 }
1403
1404 /**
1405  * Do fast retransmit
1406  */
1407 void
1408 tcp_fast_retransmit (tcp_connection_t * tc)
1409 {
1410   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts)
1411       && scoreboard_first_hole (&tc->sack_sb))
1412     tcp_fast_retransmit_sack (tc);
1413   else
1414     tcp_fast_retransmit_no_sack (tc);
1415 }
1416
1417 always_inline u32
1418 tcp_session_has_ooo_data (tcp_connection_t * tc)
1419 {
1420   stream_session_t *s =
1421     stream_session_get (tc->c_s_index, tc->c_thread_index);
1422   return svm_fifo_has_ooo_data (s->server_rx_fifo);
1423 }
1424
1425 always_inline uword
1426 tcp46_output_inline (vlib_main_t * vm,
1427                      vlib_node_runtime_t * node,
1428                      vlib_frame_t * from_frame, int is_ip4)
1429 {
1430   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
1431   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
1432
1433   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
1434   n_left_from = from_frame->n_vectors;
1435
1436   next_index = node->cached_next_index;
1437
1438   while (n_left_from > 0)
1439     {
1440       u32 n_left_to_next;
1441
1442       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
1443
1444       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
1445         {
1446           u32 bi0;
1447           vlib_buffer_t *b0;
1448           tcp_connection_t *tc0;
1449           tcp_tx_trace_t *t0;
1450           tcp_header_t *th0 = 0;
1451           u32 error0 = TCP_ERROR_PKTS_SENT, next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
1452
1453           bi0 = from[0];
1454           to_next[0] = bi0;
1455           from += 1;
1456           to_next += 1;
1457           n_left_from -= 1;
1458           n_left_to_next -= 1;
1459
1460           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
1461           tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index,
1462                                     my_thread_index);
1463           if (PREDICT_FALSE (tc0 == 0 || tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
1464             {
1465               error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
1466               next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
1467               goto done;
1468             }
1469
1470           th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
1471           TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OUTPUT, tc0, th0->flags, b0->current_length);
1472
1473           if (is_ip4)
1474             {
1475               ip4_header_t *ih0;
1476               ih0 = vlib_buffer_push_ip4 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip4,
1477                                           &tc0->c_rmt_ip4, IP_PROTOCOL_TCP);
1478               th0->checksum = ip4_tcp_udp_compute_checksum (vm, b0, ih0);
1479             }
1480           else
1481             {
1482               ip6_header_t *ih0;
1483               int bogus = ~0;
1484
1485               ih0 = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b0, &tc0->c_lcl_ip6,
1486                                           &tc0->c_rmt_ip6, IP_PROTOCOL_TCP);
1487               th0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vm, b0, ih0,
1488                                                                  &bogus);
1489               ASSERT (!bogus);
1490             }
1491
1492           /* Filter out DUPACKs if there are no OOO segments left */
1493           if (PREDICT_FALSE
1494               (vnet_buffer (b0)->tcp.flags & TCP_BUF_FLAG_DUPACK))
1495             {
1496               if (!tcp_session_has_ooo_data (tc0))
1497                 {
1498                   error0 = TCP_ERROR_FILTERED_DUPACKS;
1499                   next0 = TCP_OUTPUT_NEXT_DROP;
1500                   goto done;
1501                 }
1502             }
1503
1504           /* Stop DELACK timer and fix flags */
1505           tc0->flags &= ~(TCP_CONN_SNDACK);
1506           tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_DELACK);
1507
1508           /* If not retransmitting
1509            * 1) update snd_una_max (SYN, SYNACK, FIN)
1510            * 2) If we're not tracking an ACK, start tracking */
1511           if (seq_lt (tc0->snd_una_max, tc0->snd_nxt))
1512             {
1513               tc0->snd_una_max = tc0->snd_nxt;
1514               if (tc0->rtt_ts == 0)
1515                 {
1516                   tc0->rtt_ts = tcp_time_now ();
1517                   tc0->rtt_seq = tc0->snd_nxt;
1518                 }
1519             }
1520
1521           /* Set the retransmit timer if not set already and not
1522            * doing a pure ACK */
1523           if (!tcp_timer_is_active (tc0, TCP_TIMER_RETRANSMIT)
1524               && tc0->snd_nxt != tc0->snd_una)
1525             {
1526               tcp_retransmit_timer_set (tc0);
1527               tc0->rto_boff = 0;
1528             }
1529
1530           /* Make sure we haven't lost route to our peer */
1531           if (PREDICT_FALSE (tc0->last_fib_check
1532                              < tc0->snd_opts.tsval + TCP_FIB_RECHECK_PERIOD))
1533             {
1534               if (PREDICT_TRUE
1535                   (tc0->c_rmt_fei == tcp_lookup_rmt_in_fib (tc0)))
1536                 {
1537                   tc0->last_fib_check = tc0->snd_opts.tsval;
1538                 }
1539               else
1540                 {
1541                   clib_warning ("lost connection to peer");
1542                   tcp_connection_reset (tc0);
1543                   goto done;
1544                 }
1545             }
1546
1547           /* Use pre-computed dpo to set next node */
1548           next0 = tc0->c_rmt_dpo.dpoi_next_node;
1549           vnet_buffer (b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = tc0->c_rmt_dpo.dpoi_index;
1550
1551           b0->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
1552         done:
1553           b0->error = node->errors[error0];
1554           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
1555             {
1556               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
1557               if (th0)
1558                 {
1559                   clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
1560                 }
1561               else
1562                 {
1563                   memset (&t0->tcp_header, 0, sizeof (t0->tcp_header));
1564                 }
1565               clib_memcpy (&t0->tcp_connection, tc0,
1566                            sizeof (t0->tcp_connection));
1567             }
1568
1569           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
1570                                            n_left_to_next, bi0, next0);
1571         }
1572
1573       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
1574     }
1575
1576   return from_frame->n_vectors;
1577 }
1578
1579 static uword
1580 tcp4_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
1581              vlib_frame_t * from_frame)
1582 {
1583   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 1 /* is_ip4 */ );
1584 }
1585
1586 static uword
1587 tcp6_output (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
1588              vlib_frame_t * from_frame)
1589 {
1590   return tcp46_output_inline (vm, node, from_frame, 0 /* is_ip4 */ );
1591 }
1592
1593 /* *INDENT-OFF* */
1594 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_output_node) =
1595 {
1596   .function = tcp4_output,.name = "tcp4-output",
1597     /* Takes a vector of packets. */
1598     .vector_size = sizeof (u32),
1599     .n_errors = TCP_N_ERROR,
1600     .error_strings = tcp_error_strings,
1601     .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
1602     .next_nodes = {
1603 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
1604     foreach_tcp4_output_next
1605 #undef _
1606     },
1607     .format_buffer = format_tcp_header,
1608     .format_trace = format_tcp_tx_trace,
1609 };
1610 /* *INDENT-ON* */
1611
1612 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_output_node, tcp4_output);
1613
1614 /* *INDENT-OFF* */
1615 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_output_node) =
1616 {
1617   .function = tcp6_output,
1618   .name = "tcp6-output",
1619     /* Takes a vector of packets. */
1620   .vector_size = sizeof (u32),
1621   .n_errors = TCP_N_ERROR,
1622   .error_strings = tcp_error_strings,
1623   .n_next_nodes = TCP_OUTPUT_N_NEXT,
1624   .next_nodes = {
1625 #define _(s,n) [TCP_OUTPUT_NEXT_##s] = n,
1626     foreach_tcp6_output_next
1627 #undef _
1628   },
1629   .format_buffer = format_tcp_header,
1630   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
1631 };
1632 /* *INDENT-ON* */
1633
1634 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_output_node, tcp6_output);
1635
1636 u32
1637 tcp_push_header (transport_connection_t * tconn, vlib_buffer_t * b)
1638 {
1639   tcp_connection_t *tc;
1640
1641   tc = (tcp_connection_t *) tconn;
1642   tcp_push_hdr_i (tc, b, TCP_STATE_ESTABLISHED, 0);
1643
1644   if (tc->rtt_ts == 0 && !tcp_in_cong_recovery (tc))
1645     {
1646       tc->rtt_ts = tcp_time_now ();
1647       tc->rtt_seq = tc->snd_nxt;
1648     }
1649   return 0;
1650 }
1651
1652 typedef enum _tcp_reset_next
1653 {
1654   TCP_RESET_NEXT_DROP,
1655   TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP,
1656   TCP_RESET_N_NEXT
1657 } tcp_reset_next_t;
1658
1659 #define foreach_tcp4_reset_next         \
1660   _(DROP, "error-drop")                 \
1661   _(IP_LOOKUP, "ip4-lookup")
1662
1663 #define foreach_tcp6_reset_next         \
1664   _(DROP, "error-drop")                 \
1665   _(IP_LOOKUP, "ip6-lookup")
1666
1667 static uword
1668 tcp46_send_reset_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
1669                          vlib_frame_t * from_frame, u8 is_ip4)
1670 {
1671   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
1672   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
1673
1674   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
1675   n_left_from = from_frame->n_vectors;
1676
1677   next_index = node->cached_next_index;
1678
1679   while (n_left_from > 0)
1680     {
1681       u32 n_left_to_next;
1682
1683       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
1684
1685       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
1686         {
1687           u32 bi0;
1688           vlib_buffer_t *b0;
1689           tcp_tx_trace_t *t0;
1690           tcp_header_t *th0;
1691           u32 error0 = TCP_ERROR_RST_SENT, next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
1692
1693           bi0 = from[0];
1694           to_next[0] = bi0;
1695           from += 1;
1696           to_next += 1;
1697           n_left_from -= 1;
1698           n_left_to_next -= 1;
1699
1700           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
1701
1702           if (tcp_make_reset_in_place (vm, b0, vnet_buffer (b0)->tcp.flags,
1703                                        my_thread_index, is_ip4))
1704             {
1705               error0 = TCP_ERROR_LOOKUP_DROPS;
1706               next0 = TCP_RESET_NEXT_DROP;
1707               goto done;
1708             }
1709
1710           /* Prepare to send to IP lookup */
1711           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = 0;
1712           next0 = TCP_RESET_NEXT_IP_LOOKUP;
1713
1714         done:
1715           b0->error = node->errors[error0];
1716           b0->flags |= VNET_BUFFER_LOCALLY_ORIGINATED;
1717           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
1718             {
1719               th0 = vlib_buffer_get_current (b0);
1720               if (is_ip4)
1721                 th0 = ip4_next_header ((ip4_header_t *) th0);
1722               else
1723                 th0 = ip6_next_header ((ip6_header_t *) th0);
1724               t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
1725               clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
1726             }
1727
1728           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
1729                                            n_left_to_next, bi0, next0);
1730         }
1731       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
1732     }
1733   return from_frame->n_vectors;
1734 }
1735
1736 static uword
1737 tcp4_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
1738                  vlib_frame_t * from_frame)
1739 {
1740   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 1);
1741 }
1742
1743 static uword
1744 tcp6_send_reset (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
1745                  vlib_frame_t * from_frame)
1746 {
1747   return tcp46_send_reset_inline (vm, node, from_frame, 0);
1748 }
1749
1750 /* *INDENT-OFF* */
1751 VLIB_REGISTER_NODE (tcp4_reset_node) = {
1752   .function = tcp4_send_reset,
1753   .name = "tcp4-reset",
1754   .vector_size = sizeof (u32),
1755   .n_errors = TCP_N_ERROR,
1756   .error_strings = tcp_error_strings,
1757   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
1758   .next_nodes = {
1759 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
1760     foreach_tcp4_reset_next
1761 #undef _
1762   },
1763   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
1764 };
1765 /* *INDENT-ON* */
1766
1767 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp4_reset_node, tcp4_send_reset);
1768
1769 /* *INDENT-OFF* */
1770 VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_reset_node) = {
1771   .function = tcp6_send_reset,
1772   .name = "tcp6-reset",
1773   .vector_size = sizeof (u32),
1774   .n_errors = TCP_N_ERROR,
1775   .error_strings = tcp_error_strings,
1776   .n_next_nodes = TCP_RESET_N_NEXT,
1777   .next_nodes = {
1778 #define _(s,n) [TCP_RESET_NEXT_##s] = n,
1779     foreach_tcp6_reset_next
1780 #undef _
1781   },
1782   .format_trace = format_tcp_tx_trace,
1783 };
1784 /* *INDENT-ON* */
1785
1786 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_reset_node, tcp6_send_reset);
1787
1788 /*
1789  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1790  *
1791  * Local Variables:
1792  * eval: (c-set-style "gnu")
1793  * End:
1794  */