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