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