tcp: consume incoming buffers instead of reusing
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp_input.c
index d268251..9c303eb 100644 (file)
@@ -27,7 +27,8 @@ static char *tcp_error_strings[] = {
 
 /* All TCP nodes have the same outgoing arcs */
 #define foreach_tcp_state_next                  \
-  _ (DROP, "error-drop")                        \
+  _ (DROP4, "ip4-drop")                         \
+  _ (DROP6, "ip6-drop")                         \
   _ (TCP4_OUTPUT, "tcp4-output")                \
   _ (TCP6_OUTPUT, "tcp6-output")
 
@@ -75,6 +76,9 @@ typedef enum _tcp_state_next
 #define tcp_next_output(is_ip4) (is_ip4 ? TCP_NEXT_TCP4_OUTPUT          \
                                         : TCP_NEXT_TCP6_OUTPUT)
 
+#define tcp_next_drop(is_ip4) (is_ip4 ? TCP_NEXT_DROP4                  \
+                                      : TCP_NEXT_DROP6)
+
 vlib_node_registration_t tcp4_established_node;
 vlib_node_registration_t tcp6_established_node;
 
@@ -112,7 +116,14 @@ tcp_segment_in_rcv_wnd (tcp_connection_t * tc, u32 seq, u32 end_seq)
          && seq_leq (seq, tc->rcv_nxt + tc->rcv_wnd));
 }
 
-void
+/**
+ * Parse TCP header options.
+ *
+ * @param th TCP header
+ * @param to TCP options data structure to be populated
+ * @return -1 if parsing failed
+ */
+static int
 tcp_options_parse (tcp_header_t * th, tcp_options_t * to)
 {
   const u8 *data;
@@ -124,7 +135,8 @@ tcp_options_parse (tcp_header_t * th, tcp_options_t * to)
   data = (const u8 *) (th + 1);
 
   /* Zero out all flags but those set in SYN */
-  to->flags &= (TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED | TCP_OPTS_FLAG_WSCALE);
+  to->flags &= (TCP_OPTS_FLAG_SACK_PERMITTED | TCP_OPTS_FLAG_WSCALE
+               | TCP_OPTS_FLAG_SACK);
 
   for (; opts_len > 0; opts_len -= opt_len, data += opt_len)
     {
@@ -134,17 +146,20 @@ tcp_options_parse (tcp_header_t * th, tcp_options_t * to)
       if (kind == TCP_OPTION_EOL)
        break;
       else if (kind == TCP_OPTION_NOOP)
-       opt_len = 1;
+       {
+         opt_len = 1;
+         continue;
+       }
       else
        {
          /* broken options */
          if (opts_len < 2)
-           break;
+           return -1;
          opt_len = data[1];
 
          /* weird option length */
          if (opt_len < 2 || opt_len > opts_len)
-           break;
+           return -1;
        }
 
       /* Parse options */
@@ -196,8 +211,8 @@ tcp_options_parse (tcp_header_t * th, tcp_options_t * to)
          vec_reset_length (to->sacks);
          for (j = 0; j < to->n_sack_blocks; j++)
            {
-             b.start = clib_net_to_host_u32 (*(u32 *) (data + 2 + 4 * j));
-             b.end = clib_net_to_host_u32 (*(u32 *) (data + 6 + 4 * j));
+             b.start = clib_net_to_host_u32 (*(u32 *) (data + 2 + 8 * j));
+             b.end = clib_net_to_host_u32 (*(u32 *) (data + 6 + 8 * j));
              vec_add1 (to->sacks, b);
            }
          break;
@@ -206,6 +221,7 @@ tcp_options_parse (tcp_header_t * th, tcp_options_t * to)
          continue;
        }
     }
+  return 0;
 }
 
 /**
@@ -220,8 +236,8 @@ tcp_options_parse (tcp_header_t * th, tcp_options_t * to)
 always_inline int
 tcp_segment_check_paws (tcp_connection_t * tc)
 {
-  return tcp_opts_tstamp (&tc->opt) && tc->tsval_recent
-    && timestamp_lt (tc->opt.tsval, tc->tsval_recent);
+  return tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts) && tc->tsval_recent
+    && timestamp_lt (tc->rcv_opts.tsval, tc->tsval_recent);
 }
 
 /**
@@ -237,11 +253,12 @@ tcp_update_timestamp (tcp_connection_t * tc, u32 seq, u32 seq_end)
    * then the TSval from the segment is copied to TS.Recent;
    * otherwise, the TSval is ignored.
    */
-  if (tcp_opts_tstamp (&tc->opt) && tc->tsval_recent
-      && seq_leq (seq, tc->rcv_las) && seq_leq (tc->rcv_las, seq_end))
+  if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts) && seq_leq (seq, tc->rcv_las)
+      && seq_leq (tc->rcv_las, seq_end))
     {
-      tc->tsval_recent = tc->opt.tsval;
-      tc->tsval_recent_age = tcp_time_now ();
+      ASSERT (timestamp_leq (tc->tsval_recent, tc->rcv_opts.tsval));
+      tc->tsval_recent = tc->rcv_opts.tsval;
+      tc->tsval_recent_age = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
     }
 }
 
@@ -255,24 +272,42 @@ tcp_update_timestamp (tcp_connection_t * tc, u32 seq, u32 seq_end)
  * @return 0 if segments passes validation.
  */
 static int
-tcp_segment_validate (vlib_main_t * vm, tcp_connection_t * tc0,
-                     vlib_buffer_t * b0, tcp_header_t * th0, u32 * next0)
+tcp_segment_validate (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc0,
+                     vlib_buffer_t * b0, tcp_header_t * th0, u32 * error0)
 {
+  /* We could get a burst of RSTs interleaved with acks */
+  if (PREDICT_FALSE (tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
+    {
+      tcp_send_reset (tc0);
+      *error0 = TCP_ERROR_CONNECTION_CLOSED;
+      goto error;
+    }
+
   if (PREDICT_FALSE (!tcp_ack (th0) && !tcp_rst (th0) && !tcp_syn (th0)))
-    return -1;
+    {
+      *error0 = TCP_ERROR_SEGMENT_INVALID;
+      goto error;
+    }
 
-  tcp_options_parse (th0, &tc0->opt);
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_options_parse (th0, &tc0->rcv_opts)))
+    {
+      clib_warning ("options parse error");
+      *error0 = TCP_ERROR_OPTIONS;
+      goto error;
+    }
 
-  if (tcp_segment_check_paws (tc0))
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_segment_check_paws (tc0)))
     {
-      clib_warning ("paws failed");
+      *error0 = TCP_ERROR_PAWS;
+      if (CLIB_DEBUG > 2)
+       clib_warning ("paws failed\n%U", format_tcp_connection, tc0, 2);
       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_PAWS_FAIL, tc0, vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number,
                   vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end);
 
       /* If it just so happens that a segment updates tsval_recent for a
        * segment over 24 days old, invalidate tsval_recent. */
       if (timestamp_lt (tc0->tsval_recent_age + TCP_PAWS_IDLE,
-                       tcp_time_now ()))
+                       tcp_time_now_w_thread (tc0->c_thread_index)))
        {
          /* Age isn't reset until we get a valid tsval (bsd inspired) */
          tc0->tsval_recent = 0;
@@ -283,59 +318,67 @@ tcp_segment_validate (vlib_main_t * vm, tcp_connection_t * tc0,
          /* Drop after ack if not rst */
          if (!tcp_rst (th0))
            {
-             tcp_make_ack (tc0, b0);
-             *next0 = tcp_next_output (tc0->c_is_ip4);
-             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_SENT, tc0);
-             return -1;
+             tcp_program_ack (wrk, tc0);
+             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_SENT, tc0, vnet_buffer (b0)->tcp);
            }
        }
+      goto error;
     }
 
   /* 1st: check sequence number */
   if (!tcp_segment_in_rcv_wnd (tc0, vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number,
                               vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end))
     {
+      *error0 = TCP_ERROR_RCV_WND;
       /* If our window is 0 and the packet is in sequence, let it pass
-       * through for ack processing. It should be dropped later.*/
-      if (tc0->rcv_wnd == 0
-         && tc0->rcv_nxt == vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number)
-       {
-         /* TODO Should segment be tagged?  */
-       }
-      else
+       * through for ack processing. It should be dropped later. */
+      if (!(tc0->rcv_wnd == 0
+           && tc0->rcv_nxt == vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number))
        {
          /* If not RST, send dup ack */
          if (!tcp_rst (th0))
            {
-             tcp_make_ack (tc0, b0);
-             *next0 = tcp_next_output (tc0->c_is_ip4);
-             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_SENT, tc0);
+             tcp_program_dupack (wrk, tc0);
+             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_SENT, tc0, vnet_buffer (b0)->tcp);
            }
-         return -1;
+         goto error;
        }
     }
 
   /* 2nd: check the RST bit */
-  if (tcp_rst (th0))
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_rst (th0)))
     {
       tcp_connection_reset (tc0);
-      return -1;
+      *error0 = TCP_ERROR_RST_RCVD;
+      goto error;
     }
 
   /* 3rd: check security and precedence (skip) */
 
   /* 4th: check the SYN bit */
-  if (tcp_syn (th0))
+  if (PREDICT_FALSE (tcp_syn (th0)))
     {
-      tcp_send_reset (b0, tc0->c_is_ip4);
-      return -1;
+      /* TODO implement RFC 5961 */
+      if (tc0->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
+       {
+         tcp_send_synack (tc0);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RCVD, tc0, 0);
+       }
+      else
+       {
+         tcp_program_ack (wrk, tc0);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_RCVD, tc0);
+       }
+      goto error;
     }
 
   /* If segment in window, save timestamp */
   tcp_update_timestamp (tc0, vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number,
                        vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end);
-
   return 0;
+
+error:
+  return -1;
 }
 
 always_inline int
@@ -358,16 +401,17 @@ tcp_rcv_ack_is_acceptable (tcp_connection_t * tc0, vlib_buffer_t * tb0)
 static void
 tcp_estimate_rtt (tcp_connection_t * tc, u32 mrtt)
 {
-  int err;
+  int err, diff;
 
   if (tc->srtt != 0)
     {
       err = mrtt - tc->srtt;
-      tc->srtt += err >> 3;
 
       /* XXX Drop in RTT results in RTTVAR increase and bigger RTO.
        * The increase should be bound */
-      tc->rttvar += ((int) clib_abs (err) - (int) tc->rttvar) >> 2;
+      tc->srtt = clib_max ((int) tc->srtt + (err >> 3), 1);
+      diff = (clib_abs (err) - (int) tc->rttvar) >> 2;
+      tc->rttvar = clib_max ((int) tc->rttvar + diff, 1);
     }
   else
     {
@@ -377,84 +421,196 @@ tcp_estimate_rtt (tcp_connection_t * tc, u32 mrtt)
     }
 }
 
-/** Update RTT estimate and RTO timer
+void
+tcp_update_rto (tcp_connection_t * tc)
+{
+  tc->rto = clib_min (tc->srtt + (tc->rttvar << 2), TCP_RTO_MAX);
+  tc->rto = clib_max (tc->rto, TCP_RTO_MIN);
+}
+
+/**
+ * Update RTT estimate and RTO timer
  *
  * Measure RTT: We have two sources of RTT measurements: TSOPT and ACK
  * timing. Middle boxes are known to fiddle with TCP options so we
  * should give higher priority to ACK timing.
  *
+ * This should be called only if previously sent bytes have been acked.
+ *
  * return 1 if valid rtt 0 otherwise
  */
 static int
 tcp_update_rtt (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
 {
   u32 mrtt = 0;
-  u8 rtx_acked;
-
-  /* Determine if only rtx bytes are acked. TODO fast retransmit */
-  rtx_acked = tc->rto_boff && (tc->bytes_acked <= tc->snd_mss);
 
   /* Karn's rule, part 1. Don't use retransmitted segments to estimate
    * RTT because they're ambiguous. */
-  if (tc->rtt_ts && seq_geq (ack, tc->rtt_seq) && !rtx_acked)
+  if (tcp_in_cong_recovery (tc) || tc->sack_sb.sacked_bytes)
     {
-      mrtt = tcp_time_now () - tc->rtt_ts;
+      if (tcp_in_recovery (tc))
+       return 0;
+      goto done;
+    }
+
+  if (tc->rtt_ts && seq_geq (ack, tc->rtt_seq))
+    {
+      tc->mrtt_us = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index) - tc->rtt_ts;
+      mrtt = clib_max ((u32) (tc->mrtt_us * THZ), 1);
     }
   /* As per RFC7323 TSecr can be used for RTTM only if the segment advances
    * snd_una, i.e., the left side of the send window:
-   * seq_lt (tc->snd_una, ack). Note: last condition could be dropped, we don't
-   * try to update rtt for dupacks */
-  else if (tcp_opts_tstamp (&tc->opt) && tc->opt.tsecr && tc->bytes_acked)
+   * seq_lt (tc->snd_una, ack). This is a condition for calling update_rtt */
+  else if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts) && tc->rcv_opts.tsecr)
     {
-      mrtt = tcp_time_now () - tc->opt.tsecr;
+      u32 now = tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index);
+      mrtt = clib_max (now - tc->rcv_opts.tsecr, 1);
     }
 
-  /* Allow measuring of a new RTT */
-  tc->rtt_ts = 0;
-
-  /* If ACK moves left side of the wnd make sure boff is 0, even if mrtt is
-   * not valid */
-  if (tc->bytes_acked)
-    tc->rto_boff = 0;
-
   /* Ignore dubious measurements */
   if (mrtt == 0 || mrtt > TCP_RTT_MAX)
-    return 0;
+    goto done;
 
   tcp_estimate_rtt (tc, mrtt);
-  tc->rto = clib_min (tc->srtt + (tc->rttvar << 2), TCP_RTO_MAX);
+
+done:
+
+  /* Allow measuring of a new RTT */
+  tc->rtt_ts = 0;
+
+  /* If we got here something must've been ACKed so make sure boff is 0,
+   * even if mrtt is not valid since we update the rto lower */
+  tc->rto_boff = 0;
+  tcp_update_rto (tc);
 
   return 0;
 }
 
 /**
- * Dequeue bytes that have been acked and while at it update RTT estimates.
+ * Dequeue bytes for connections that have received acks in last burst
  */
 static void
-tcp_dequeue_acked (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
+tcp_handle_postponed_dequeues (tcp_worker_ctx_t * wrk)
 {
-  /* Dequeue the newly ACKed bytes */
-  stream_session_dequeue_drop (&tc->connection, tc->bytes_acked);
+  u32 thread_index = wrk->vm->thread_index;
+  u32 *pending_deq_acked;
+  tcp_connection_t *tc;
+  int i;
+
+  if (!vec_len (wrk->pending_deq_acked))
+    return;
+
+  pending_deq_acked = wrk->pending_deq_acked;
+  for (i = 0; i < vec_len (pending_deq_acked); i++)
+    {
+      tc = tcp_connection_get (pending_deq_acked[i], thread_index);
+      tc->flags &= ~TCP_CONN_DEQ_PENDING;
+
+      /* Dequeue the newly ACKed bytes */
+      stream_session_dequeue_drop (&tc->connection, tc->burst_acked);
+      tc->burst_acked = 0;
+      tcp_validate_txf_size (tc, tc->snd_una_max - tc->snd_una);
 
-  /* Update rtt and rto */
-  tcp_update_rtt (tc, ack);
+      /* If everything has been acked, stop retransmit timer
+       * otherwise update. */
+      tcp_retransmit_timer_update (tc);
+    }
+  _vec_len (wrk->pending_deq_acked) = 0;
+}
+
+static void
+tcp_program_dequeue (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
+{
+  if (!(tc->flags & TCP_CONN_DEQ_PENDING))
+    {
+      vec_add1 (wrk->pending_deq_acked, tc->c_c_index);
+      tc->flags |= TCP_CONN_DEQ_PENDING;
+    }
+  tc->burst_acked += tc->bytes_acked + tc->sack_sb.snd_una_adv;
 }
 
 /**
- * Check if dupack as per RFC5681 Sec. 2
- *
- * This works only if called before updating snd_wnd.
- * */
-always_inline u8
-tcp_ack_is_dupack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b, u32 new_snd_wnd)
+ * Check if duplicate ack as per RFC5681 Sec. 2
+ */
+static u8
+tcp_ack_is_dupack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b, u32 prev_snd_wnd,
+                  u32 prev_snd_una)
 {
-  return ((vnet_buffer (b)->tcp.ack_number == tc->snd_una)
+  return ((vnet_buffer (b)->tcp.ack_number == prev_snd_una)
          && seq_gt (tc->snd_una_max, tc->snd_una)
          && (vnet_buffer (b)->tcp.seq_end == vnet_buffer (b)->tcp.seq_number)
-         && (new_snd_wnd == tc->snd_wnd));
+         && (prev_snd_wnd == tc->snd_wnd));
 }
 
-void
+/**
+ * Checks if ack is a congestion control event.
+ */
+static u8
+tcp_ack_is_cc_event (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
+                    u32 prev_snd_wnd, u32 prev_snd_una, u8 * is_dack)
+{
+  /* Check if ack is duplicate. Per RFC 6675, ACKs that SACK new data are
+   * defined to be 'duplicate' */
+  *is_dack = tc->sack_sb.last_sacked_bytes
+    || tcp_ack_is_dupack (tc, b, prev_snd_wnd, prev_snd_una);
+
+  return ((*is_dack || tcp_in_cong_recovery (tc)) && !tcp_is_lost_fin (tc));
+}
+
+static u32
+scoreboard_hole_index (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
+{
+  ASSERT (!pool_is_free_index (sb->holes, hole - sb->holes));
+  return hole - sb->holes;
+}
+
+static u32
+scoreboard_hole_bytes (sack_scoreboard_hole_t * hole)
+{
+  return hole->end - hole->start;
+}
+
+sack_scoreboard_hole_t *
+scoreboard_get_hole (sack_scoreboard_t * sb, u32 index)
+{
+  if (index != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
+    return pool_elt_at_index (sb->holes, index);
+  return 0;
+}
+
+sack_scoreboard_hole_t *
+scoreboard_next_hole (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
+{
+  if (hole->next != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
+    return pool_elt_at_index (sb->holes, hole->next);
+  return 0;
+}
+
+sack_scoreboard_hole_t *
+scoreboard_prev_hole (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
+{
+  if (hole->prev != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
+    return pool_elt_at_index (sb->holes, hole->prev);
+  return 0;
+}
+
+sack_scoreboard_hole_t *
+scoreboard_first_hole (sack_scoreboard_t * sb)
+{
+  if (sb->head != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
+    return pool_elt_at_index (sb->holes, sb->head);
+  return 0;
+}
+
+sack_scoreboard_hole_t *
+scoreboard_last_hole (sack_scoreboard_t * sb)
+{
+  if (sb->tail != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
+    return pool_elt_at_index (sb->holes, sb->tail);
+  return 0;
+}
+
+static void
 scoreboard_remove_hole (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
 {
   sack_scoreboard_hole_t *next, *prev;
@@ -464,6 +620,10 @@ scoreboard_remove_hole (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
       next = pool_elt_at_index (sb->holes, hole->next);
       next->prev = hole->prev;
     }
+  else
+    {
+      sb->tail = hole->prev;
+    }
 
   if (hole->prev != TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
     {
@@ -475,10 +635,17 @@ scoreboard_remove_hole (sack_scoreboard_t * sb, sack_scoreboard_hole_t * hole)
       sb->head = hole->next;
     }
 
+  if (scoreboard_hole_index (sb, hole) == sb->cur_rxt_hole)
+    sb->cur_rxt_hole = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+
+  /* Poison the entry */
+  if (CLIB_DEBUG > 0)
+    clib_memset (hole, 0xfe, sizeof (*hole));
+
   pool_put (sb->holes, hole);
 }
 
-sack_scoreboard_hole_t *
+static sack_scoreboard_hole_t *
 scoreboard_insert_hole (sack_scoreboard_t * sb, u32 prev_index,
                        u32 start, u32 end)
 {
@@ -486,20 +653,22 @@ scoreboard_insert_hole (sack_scoreboard_t * sb, u32 prev_index,
   u32 hole_index;
 
   pool_get (sb->holes, hole);
-  memset (hole, 0, sizeof (*hole));
+  clib_memset (hole, 0, sizeof (*hole));
 
   hole->start = start;
   hole->end = end;
-  hole_index = hole - sb->holes;
+  hole_index = scoreboard_hole_index (sb, hole);
 
   prev = scoreboard_get_hole (sb, prev_index);
   if (prev)
     {
-      hole->prev = prev - sb->holes;
+      hole->prev = prev_index;
       hole->next = prev->next;
 
       if ((next = scoreboard_next_hole (sb, hole)))
        next->prev = hole_index;
+      else
+       sb->tail = hole_index;
 
       prev->next = hole_index;
     }
@@ -513,34 +682,198 @@ scoreboard_insert_hole (sack_scoreboard_t * sb, u32 prev_index,
   return hole;
 }
 
+static void
+scoreboard_update_bytes (tcp_connection_t * tc, sack_scoreboard_t * sb)
+{
+  sack_scoreboard_hole_t *left, *right;
+  u32 bytes = 0, blks = 0;
+
+  sb->lost_bytes = 0;
+  sb->sacked_bytes = 0;
+  left = scoreboard_last_hole (sb);
+  if (!left)
+    return;
+
+  if (seq_gt (sb->high_sacked, left->end))
+    {
+      bytes = sb->high_sacked - left->end;
+      blks = 1;
+    }
+
+  while ((right = left)
+        && bytes < (TCP_DUPACK_THRESHOLD - 1) * tc->snd_mss
+        && blks < TCP_DUPACK_THRESHOLD
+        /* left not updated if above conditions fail */
+        && (left = scoreboard_prev_hole (sb, right)))
+    {
+      bytes += right->start - left->end;
+      blks++;
+    }
+
+  /* left is first lost */
+  if (left)
+    {
+      do
+       {
+         sb->lost_bytes += scoreboard_hole_bytes (right);
+         left->is_lost = 1;
+         left = scoreboard_prev_hole (sb, right);
+         if (left)
+           bytes += right->start - left->end;
+       }
+      while ((right = left));
+    }
+
+  sb->sacked_bytes = bytes;
+}
+
+/**
+ * Figure out the next hole to retransmit
+ *
+ * Follows logic proposed in RFC6675 Sec. 4, NextSeg()
+ */
+sack_scoreboard_hole_t *
+scoreboard_next_rxt_hole (sack_scoreboard_t * sb,
+                         sack_scoreboard_hole_t * start,
+                         u8 have_unsent, u8 * can_rescue, u8 * snd_limited)
+{
+  sack_scoreboard_hole_t *hole = 0;
+
+  hole = start ? start : scoreboard_first_hole (sb);
+  while (hole && seq_leq (hole->end, sb->high_rxt) && hole->is_lost)
+    hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
+
+  /* Nothing, return */
+  if (!hole)
+    {
+      sb->cur_rxt_hole = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+      return 0;
+    }
+
+  /* Rule (1): if higher than rxt, less than high_sacked and lost */
+  if (hole->is_lost && seq_lt (hole->start, sb->high_sacked))
+    {
+      sb->cur_rxt_hole = scoreboard_hole_index (sb, hole);
+    }
+  else
+    {
+      /* Rule (2): available unsent data */
+      if (have_unsent)
+       {
+         sb->cur_rxt_hole = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+         return 0;
+       }
+      /* Rule (3): if hole not lost */
+      else if (seq_lt (hole->start, sb->high_sacked))
+       {
+         *snd_limited = 0;
+         sb->cur_rxt_hole = scoreboard_hole_index (sb, hole);
+       }
+      /* Rule (4): if hole beyond high_sacked */
+      else
+       {
+         ASSERT (seq_geq (hole->start, sb->high_sacked));
+         *snd_limited = 1;
+         *can_rescue = 1;
+         /* HighRxt MUST NOT be updated */
+         return 0;
+       }
+    }
+
+  if (hole && seq_lt (sb->high_rxt, hole->start))
+    sb->high_rxt = hole->start;
+
+  return hole;
+}
+
+static void
+scoreboard_init_high_rxt (sack_scoreboard_t * sb, u32 snd_una)
+{
+  sack_scoreboard_hole_t *hole;
+  hole = scoreboard_first_hole (sb);
+  if (hole)
+    {
+      snd_una = seq_gt (snd_una, hole->start) ? snd_una : hole->start;
+      sb->cur_rxt_hole = sb->head;
+    }
+  sb->high_rxt = snd_una;
+  sb->rescue_rxt = snd_una - 1;
+}
+
+void
+scoreboard_init (sack_scoreboard_t * sb)
+{
+  sb->head = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+  sb->tail = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+  sb->cur_rxt_hole = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+}
+
+void
+scoreboard_clear (sack_scoreboard_t * sb)
+{
+  sack_scoreboard_hole_t *hole;
+  while ((hole = scoreboard_first_hole (sb)))
+    {
+      scoreboard_remove_hole (sb, hole);
+    }
+  ASSERT (sb->head == sb->tail && sb->head == TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX);
+  ASSERT (pool_elts (sb->holes) == 0);
+  sb->sacked_bytes = 0;
+  sb->last_sacked_bytes = 0;
+  sb->last_bytes_delivered = 0;
+  sb->snd_una_adv = 0;
+  sb->high_sacked = 0;
+  sb->high_rxt = 0;
+  sb->lost_bytes = 0;
+  sb->cur_rxt_hole = TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX;
+}
+
+/**
+ * Test that scoreboard is sane after recovery
+ *
+ * Returns 1 if scoreboard is empty or if first hole beyond
+ * snd_una.
+ */
+static u8
+tcp_scoreboard_is_sane_post_recovery (tcp_connection_t * tc)
+{
+  sack_scoreboard_hole_t *hole;
+  hole = scoreboard_first_hole (&tc->sack_sb);
+  return (!hole || (seq_geq (hole->start, tc->snd_una)
+                   && seq_lt (hole->end, tc->snd_una_max)));
+}
+
 void
 tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
 {
   sack_scoreboard_t *sb = &tc->sack_sb;
   sack_block_t *blk, tmp;
-  sack_scoreboard_hole_t *hole, *next_hole, *last_hole, *new_hole;
+  sack_scoreboard_hole_t *hole, *next_hole, *last_hole;
   u32 blk_index = 0, old_sacked_bytes, hole_index;
   int i, j;
 
   sb->last_sacked_bytes = 0;
+  sb->last_bytes_delivered = 0;
   sb->snd_una_adv = 0;
-  old_sacked_bytes = sb->sacked_bytes;
 
-  if (!tcp_opts_sack (&tc->opt) && sb->head == TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
+  if (!tcp_opts_sack (&tc->rcv_opts)
+      && sb->head == TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
     return;
 
+  old_sacked_bytes = sb->sacked_bytes;
+
   /* Remove invalid blocks */
-  blk = tc->opt.sacks;
-  while (blk < vec_end (tc->opt.sacks))
+  blk = tc->rcv_opts.sacks;
+  while (blk < vec_end (tc->rcv_opts.sacks))
     {
       if (seq_lt (blk->start, blk->end)
          && seq_gt (blk->start, tc->snd_una)
-         && seq_gt (blk->start, ack) && seq_leq (blk->end, tc->snd_nxt))
+         && seq_gt (blk->start, ack) && seq_leq (blk->end, tc->snd_una_max))
        {
          blk++;
          continue;
        }
-      vec_del1 (tc->opt.sacks, blk - tc->opt.sacks);
+      vec_del1 (tc->rcv_opts.sacks, blk - tc->rcv_opts.sacks);
     }
 
   /* Add block for cumulative ack */
@@ -548,20 +881,22 @@ tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
     {
       tmp.start = tc->snd_una;
       tmp.end = ack;
-      vec_add1 (tc->opt.sacks, tmp);
+      vec_add1 (tc->rcv_opts.sacks, tmp);
     }
 
-  if (vec_len (tc->opt.sacks) == 0)
+  if (vec_len (tc->rcv_opts.sacks) == 0)
     return;
 
+  tcp_scoreboard_trace_add (tc, ack);
+
   /* Make sure blocks are ordered */
-  for (i = 0; i < vec_len (tc->opt.sacks); i++)
-    for (j = i + 1; j < vec_len (tc->opt.sacks); j++)
-      if (seq_lt (tc->opt.sacks[j].start, tc->opt.sacks[i].start))
+  for (i = 0; i < vec_len (tc->rcv_opts.sacks); i++)
+    for (j = i + 1; j < vec_len (tc->rcv_opts.sacks); j++)
+      if (seq_lt (tc->rcv_opts.sacks[j].start, tc->rcv_opts.sacks[i].start))
        {
-         tmp = tc->opt.sacks[i];
-         tc->opt.sacks[i] = tc->opt.sacks[j];
-         tc->opt.sacks[j] = tmp;
+         tmp = tc->rcv_opts.sacks[i];
+         tc->rcv_opts.sacks[i] = tc->rcv_opts.sacks[j];
+         tc->rcv_opts.sacks[j] = tmp;
        }
 
   if (sb->head == TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX)
@@ -570,24 +905,39 @@ tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
       last_hole = scoreboard_insert_hole (sb, TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX,
                                          tc->snd_una, tc->snd_una_max);
       sb->tail = scoreboard_hole_index (sb, last_hole);
+      tmp = tc->rcv_opts.sacks[vec_len (tc->rcv_opts.sacks) - 1];
+      sb->high_sacked = tmp.end;
     }
   else
     {
       /* If we have holes but snd_una_max is beyond the last hole, update
        * last hole end */
-      tmp = tc->opt.sacks[vec_len (tc->opt.sacks) - 1];
+      tmp = tc->rcv_opts.sacks[vec_len (tc->rcv_opts.sacks) - 1];
       last_hole = scoreboard_last_hole (sb);
-      if (seq_gt (tc->snd_una_max, sb->max_byte_sacked)
-         && seq_gt (tc->snd_una_max, last_hole->end))
-       last_hole->end = tc->snd_una_max;
+      if (seq_gt (tc->snd_una_max, last_hole->end))
+       {
+         if (seq_geq (last_hole->start, sb->high_sacked))
+           {
+             last_hole->end = tc->snd_una_max;
+           }
+         /* New hole after high sacked block */
+         else if (seq_lt (sb->high_sacked, tc->snd_una_max))
+           {
+             scoreboard_insert_hole (sb, sb->tail, sb->high_sacked,
+                                     tc->snd_una_max);
+           }
+       }
+      /* Keep track of max byte sacked for when the last hole
+       * is acked */
+      if (seq_gt (tmp.end, sb->high_sacked))
+       sb->high_sacked = tmp.end;
     }
 
   /* Walk the holes with the SACK blocks */
   hole = pool_elt_at_index (sb->holes, sb->head);
-  while (hole && blk_index < vec_len (tc->opt.sacks))
+  while (hole && blk_index < vec_len (tc->rcv_opts.sacks))
     {
-      blk = &tc->opt.sacks[blk_index];
-
+      blk = &tc->rcv_opts.sacks[blk_index];
       if (seq_leq (blk->start, hole->start))
        {
          /* Block covers hole. Remove hole */
@@ -595,42 +945,24 @@ tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
            {
              next_hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
 
-             /* Byte accounting */
-             if (seq_leq (hole->end, ack))
-               {
-                 /* Bytes lost because snd_wnd left edge advances */
-                 if (next_hole && seq_leq (next_hole->start, ack))
-                   sb->sacked_bytes -= next_hole->start - hole->end;
-                 else
-                   sb->sacked_bytes -= ack - hole->end;
-               }
-             else
-               {
-                 sb->sacked_bytes += scoreboard_hole_bytes (hole);
-               }
-
-             /* snd_una needs to be advanced */
-             if (seq_geq (ack, hole->end))
+             /* Byte accounting: snd_una needs to be advanced */
+             if (blk->end == ack)
                {
-                 if (next_hole && seq_lt (ack, next_hole->start))
-                   sb->snd_una_adv = next_hole->start - ack;
+                 if (next_hole)
+                   {
+                     if (seq_lt (ack, next_hole->start))
+                       sb->snd_una_adv = next_hole->start - ack;
+                     sb->last_bytes_delivered +=
+                       next_hole->start - hole->end;
+                   }
                  else
-                   sb->snd_una_adv = sb->max_byte_sacked - ack;
-
-                 /* all these can be delivered */
-                 sb->sacked_bytes -= sb->snd_una_adv;
+                   {
+                     ASSERT (seq_geq (sb->high_sacked, ack));
+                     sb->snd_una_adv = sb->high_sacked - ack;
+                     sb->last_bytes_delivered += sb->high_sacked - hole->end;
+                   }
                }
 
-             /* About to remove last hole */
-             if (hole == last_hole)
-               {
-                 sb->tail = hole->prev;
-                 last_hole = scoreboard_last_hole (sb);
-                 /* keep track of max byte sacked in case the last hole
-                  * is acked */
-                 if (seq_gt (hole->end, sb->max_byte_sacked))
-                   sb->max_byte_sacked = hole->end;
-               }
              scoreboard_remove_hole (sb, hole);
              hole = next_hole;
            }
@@ -639,7 +971,6 @@ tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
            {
              if (seq_gt (blk->end, hole->start))
                {
-                 sb->sacked_bytes += blk->end - hole->start;
                  hole->start = blk->end;
                }
              blk_index++;
@@ -650,46 +981,56 @@ tcp_rcv_sacks (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
          /* Hole must be split */
          if (seq_lt (blk->end, hole->end))
            {
-             sb->sacked_bytes += blk->end - blk->start;
              hole_index = scoreboard_hole_index (sb, hole);
-             new_hole = scoreboard_insert_hole (sb, hole_index, blk->end,
-                                                hole->end);
+             next_hole = scoreboard_insert_hole (sb, hole_index, blk->end,
+                                                 hole->end);
 
              /* Pool might've moved */
              hole = scoreboard_get_hole (sb, hole_index);
              hole->end = blk->start;
-
-             /* New or split of tail */
-             if ((last_hole->end == new_hole->end)
-                 || seq_lt (last_hole->end, new_hole->start))
-               {
-                 last_hole = new_hole;
-                 sb->tail = scoreboard_hole_index (sb, new_hole);
-               }
-
              blk_index++;
-             hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
+             ASSERT (hole->next == scoreboard_hole_index (sb, next_hole));
            }
-         else
+         else if (seq_lt (blk->start, hole->end))
            {
-             sb->sacked_bytes += hole->end - blk->start;
              hole->end = blk->start;
-             hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
            }
+         hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
        }
     }
 
-  sb->last_sacked_bytes = sb->sacked_bytes + sb->snd_una_adv
-    - old_sacked_bytes;
+  if (pool_elts (sb->holes) == 1)
+    {
+      hole = scoreboard_first_hole (sb);
+      if (hole->start == ack + sb->snd_una_adv
+         && hole->end == tc->snd_una_max)
+       scoreboard_remove_hole (sb, hole);
+    }
+
+  scoreboard_update_bytes (tc, sb);
+  sb->last_sacked_bytes = sb->sacked_bytes
+    - (old_sacked_bytes - sb->last_bytes_delivered);
+  ASSERT (sb->last_sacked_bytes <= sb->sacked_bytes || tcp_in_recovery (tc));
+  ASSERT (sb->sacked_bytes == 0 || tcp_in_recovery (tc)
+         || sb->sacked_bytes < tc->snd_una_max - seq_max (tc->snd_una, ack));
+  ASSERT (sb->last_sacked_bytes + sb->lost_bytes <= tc->snd_una_max
+         - seq_max (tc->snd_una, ack) || tcp_in_recovery (tc));
+  ASSERT (sb->head == TCP_INVALID_SACK_HOLE_INDEX || tcp_in_recovery (tc)
+         || sb->holes[sb->head].start == ack + sb->snd_una_adv);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_SCOREBOARD, tc);
 }
 
-/** Update snd_wnd
+/**
+ * Try to update snd_wnd based on feedback received from peer.
  *
- * If (SND.WL1 < SEG.SEQ or (SND.WL1 = SEG.SEQ and SND.WL2 =< SEG.ACK)), set
- * SND.WND <- SEG.WND, set SND.WL1 <- SEG.SEQ, and set SND.WL2 <- SEG.ACK */
+ * If successful, and new window is 'effectively' 0, activate persist
+ * timer.
+ */
 static void
 tcp_update_snd_wnd (tcp_connection_t * tc, u32 seq, u32 ack, u32 snd_wnd)
 {
+  /* If (SND.WL1 < SEG.SEQ or (SND.WL1 = SEG.SEQ and SND.WL2 =< SEG.ACK)), set
+   * SND.WND <- SEG.WND, set SND.WL1 <- SEG.SEQ, and set SND.WL2 <- SEG.ACK */
   if (seq_lt (tc->snd_wl1, seq)
       || (tc->snd_wl1 == seq && seq_leq (tc->snd_wl2, ack)))
     {
@@ -698,157 +1039,464 @@ tcp_update_snd_wnd (tcp_connection_t * tc, u32 seq, u32 ack, u32 snd_wnd)
       tc->snd_wl2 = ack;
       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SND_WND, tc);
 
-      /* Set probe timer if we just got 0 wnd */
-      if (tc->snd_wnd < tc->snd_mss
-         && !tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_PERSIST))
-       tcp_persist_timer_set (tc);
+      if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
+       {
+         /* Set persist timer if not set and we just got 0 wnd */
+         if (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_PERSIST)
+             && !tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT))
+           tcp_persist_timer_set (tc);
+       }
       else
-       tcp_persist_timer_reset (tc);
+       {
+         tcp_persist_timer_reset (tc);
+         if (PREDICT_FALSE (!tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff > 0))
+           {
+             tc->rto_boff = 0;
+             tcp_update_rto (tc);
+           }
+       }
     }
 }
 
+/**
+ * Init loss recovery/fast recovery.
+ *
+ * Triggered by dup acks as opposed to timer timeout. Note that cwnd is
+ * updated in @ref tcp_cc_handle_event after fast retransmit
+ */
 void
-tcp_cc_congestion (tcp_connection_t * tc)
+tcp_cc_init_congestion (tcp_connection_t * tc)
 {
-  tc->snd_congestion = tc->snd_nxt;
+  tcp_fastrecovery_on (tc);
+  tc->snd_congestion = tc->snd_una_max;
+  tc->cwnd_acc_bytes = 0;
+  tc->snd_rxt_bytes = 0;
+  tc->prev_ssthresh = tc->ssthresh;
+  tc->prev_cwnd = tc->cwnd;
   tc->cc_algo->congestion (tc);
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 4);
 }
 
-void
-tcp_cc_recover (tcp_connection_t * tc)
+static void
+tcp_cc_recovery_exit (tcp_connection_t * tc)
 {
-  /* TODO: check if time to recover was small. It might be that RTO popped
-   * too soon.
-   */
+  tc->rto_boff = 0;
+  tcp_update_rto (tc);
+  tc->snd_rxt_ts = 0;
+  tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+  tcp_recovery_off (tc);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 3);
+}
 
+void
+tcp_cc_fastrecovery_exit (tcp_connection_t * tc)
+{
   tc->cc_algo->recovered (tc);
-
-  tc->rtx_bytes = 0;
+  tc->snd_rxt_bytes = 0;
   tc->rcv_dupacks = 0;
-  tc->snd_nxt = tc->snd_una;
+  tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+  tc->snd_rxt_bytes = 0;
 
-  tc->cc_algo->rcv_ack (tc);
-  tc->tsecr_last_ack = tc->opt.tsecr;
-
-  tcp_cong_recovery_off (tc);
+  tcp_fastrecovery_off (tc);
+  tcp_fastrecovery_1_smss_off (tc);
+  tcp_fastrecovery_first_off (tc);
 
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 3);
 }
 
 static void
-tcp_cc_rcv_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
+tcp_cc_congestion_undo (tcp_connection_t * tc)
 {
-  u8 partial_ack;
+  tc->cwnd = tc->prev_cwnd;
+  tc->ssthresh = tc->prev_ssthresh;
+  tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+  tc->rcv_dupacks = 0;
+  if (tcp_in_recovery (tc))
+    tcp_cc_recovery_exit (tc);
+  else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
+    tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
+  ASSERT (tc->rto_boff == 0);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_EVT, tc, 5);
+}
 
-  if (tcp_in_fastrecovery (tc))
-    {
-      partial_ack = seq_lt (tc->snd_una, tc->snd_congestion);
-      if (!partial_ack)
-       {
-         /* Clear retransmitted bytes. */
-         tcp_cc_recover (tc);
-       }
-      else
-       {
-         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_PACK, tc);
+static inline u8
+tcp_cc_is_spurious_timeout_rxt (tcp_connection_t * tc)
+{
+  return (tcp_in_recovery (tc) && tc->rto_boff == 1
+         && tc->snd_rxt_ts
+         && tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts)
+         && timestamp_lt (tc->rcv_opts.tsecr, tc->snd_rxt_ts));
+}
 
-         /* Clear retransmitted bytes. XXX should we clear all? */
-         tc->rtx_bytes = 0;
+static inline u8
+tcp_cc_is_spurious_fast_rxt (tcp_connection_t * tc)
+{
+  return (tcp_in_fastrecovery (tc)
+         && tc->cwnd > tc->ssthresh + 3 * tc->snd_mss);
+}
 
-         tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_PARTIALACK);
+static u8
+tcp_cc_is_spurious_retransmit (tcp_connection_t * tc)
+{
+  return (tcp_cc_is_spurious_timeout_rxt (tc)
+         || tcp_cc_is_spurious_fast_rxt (tc));
+}
 
-         /* In case snd_nxt is still in the past and output tries to
-          * shove some new bytes */
-         tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+static int
+tcp_cc_recover (tcp_connection_t * tc)
+{
+  ASSERT (tcp_in_cong_recovery (tc));
+  if (tcp_cc_is_spurious_retransmit (tc))
+    {
+      tcp_cc_congestion_undo (tc);
+      return 1;
+    }
+
+  if (tcp_in_recovery (tc))
+    tcp_cc_recovery_exit (tc);
+  else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
+    tcp_cc_fastrecovery_exit (tc);
+
+  ASSERT (tc->rto_boff == 0);
+  ASSERT (!tcp_in_cong_recovery (tc));
+  ASSERT (tcp_scoreboard_is_sane_post_recovery (tc));
+  return 0;
+}
+
+static void
+tcp_cc_update (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
+{
+  ASSERT (!tcp_in_cong_recovery (tc) || tcp_is_lost_fin (tc));
+
+  /* Congestion avoidance */
+  tcp_cc_rcv_ack (tc);
+
+  /* If a cumulative ack, make sure dupacks is 0 */
+  tc->rcv_dupacks = 0;
+
+  /* When dupacks hits the threshold we only enter fast retransmit if
+   * cumulative ack covers more than snd_congestion. Should snd_una
+   * wrap this test may fail under otherwise valid circumstances.
+   * Therefore, proactively update snd_congestion when wrap detected. */
+  if (PREDICT_FALSE
+      (seq_leq (tc->snd_congestion, tc->snd_una - tc->bytes_acked)
+       && seq_gt (tc->snd_congestion, tc->snd_una)))
+    tc->snd_congestion = tc->snd_una - 1;
+}
+
+static u8
+tcp_should_fastrecover_sack (tcp_connection_t * tc)
+{
+  return (TCP_DUPACK_THRESHOLD - 1) * tc->snd_mss < tc->sack_sb.sacked_bytes;
+}
+
+static u8
+tcp_should_fastrecover (tcp_connection_t * tc)
+{
+  return (tc->rcv_dupacks == TCP_DUPACK_THRESHOLD
+         || tcp_should_fastrecover_sack (tc));
+}
+
+void
+tcp_program_fastretransmit (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
+{
+  if (!(tc->flags & TCP_CONN_FRXT_PENDING))
+    {
+      vec_add1 (wrk->pending_fast_rxt, tc->c_c_index);
+      tc->flags |= TCP_CONN_FRXT_PENDING;
+    }
+}
+
+void
+tcp_do_fastretransmits (tcp_worker_ctx_t * wrk)
+{
+  u32 *ongoing_fast_rxt, burst_bytes, sent_bytes, thread_index;
+  u32 max_burst_size, burst_size, n_segs = 0, n_segs_now;
+  tcp_connection_t *tc;
+  u64 last_cpu_time;
+  int i;
+
+  if (vec_len (wrk->pending_fast_rxt) == 0
+      && vec_len (wrk->postponed_fast_rxt) == 0)
+    return;
+
+  thread_index = wrk->vm->thread_index;
+  last_cpu_time = wrk->vm->clib_time.last_cpu_time;
+  ongoing_fast_rxt = wrk->ongoing_fast_rxt;
+  vec_append (ongoing_fast_rxt, wrk->postponed_fast_rxt);
+  vec_append (ongoing_fast_rxt, wrk->pending_fast_rxt);
+
+  _vec_len (wrk->postponed_fast_rxt) = 0;
+  _vec_len (wrk->pending_fast_rxt) = 0;
+
+  max_burst_size = VLIB_FRAME_SIZE / vec_len (ongoing_fast_rxt);
+  max_burst_size = clib_max (max_burst_size, 1);
+
+  for (i = 0; i < vec_len (ongoing_fast_rxt); i++)
+    {
+      if (n_segs >= VLIB_FRAME_SIZE)
+       {
+         vec_add1 (wrk->postponed_fast_rxt, ongoing_fast_rxt[i]);
+         continue;
+       }
+
+      tc = tcp_connection_get (ongoing_fast_rxt[i], thread_index);
+      tc->flags &= ~TCP_CONN_FRXT_PENDING;
+
+      if (!tcp_in_fastrecovery (tc))
+       continue;
+
+      burst_size = clib_min (max_burst_size, VLIB_FRAME_SIZE - n_segs);
+      burst_bytes = transport_connection_tx_pacer_burst (&tc->connection,
+                                                        last_cpu_time);
+      burst_size = clib_min (burst_size, burst_bytes / tc->snd_mss);
+      if (!burst_size)
+       {
+         tcp_program_fastretransmit (wrk, tc);
+         continue;
+       }
+
+      n_segs_now = tcp_fast_retransmit (wrk, tc, burst_size);
+      sent_bytes = clib_min (n_segs_now * tc->snd_mss, burst_bytes);
+      transport_connection_tx_pacer_update_bytes (&tc->connection,
+                                                 sent_bytes);
+      n_segs += n_segs_now;
+    }
+  _vec_len (ongoing_fast_rxt) = 0;
+  wrk->ongoing_fast_rxt = ongoing_fast_rxt;
+}
+
+/**
+ * One function to rule them all ... and in the darkness bind them
+ */
+static void
+tcp_cc_handle_event (tcp_connection_t * tc, u32 is_dack)
+{
+  u32 rxt_delivered;
+
+  if (tcp_in_fastrecovery (tc) && tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
+    {
+      if (tc->bytes_acked)
+       goto partial_ack;
+      tcp_program_fastretransmit (tcp_get_worker (tc->c_thread_index), tc);
+      return;
+    }
+  /*
+   * Duplicate ACK. Check if we should enter fast recovery, or if already in
+   * it account for the bytes that left the network.
+   */
+  else if (is_dack && !tcp_in_recovery (tc))
+    {
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_RCVD, tc, 1);
+      ASSERT (tc->snd_una != tc->snd_una_max
+             || tc->sack_sb.last_sacked_bytes);
+
+      tc->rcv_dupacks++;
+
+      /* Pure duplicate ack. If some data got acked, it's handled lower */
+      if (tc->rcv_dupacks > TCP_DUPACK_THRESHOLD && !tc->bytes_acked)
+       {
+         ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
+         tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_DUPACK);
+         return;
+       }
+      else if (tcp_should_fastrecover (tc))
+       {
+         u32 pacer_wnd;
 
-         /* XXX need proper RFC6675 support */
-         if (tc->sack_sb.last_sacked_bytes && !tcp_in_recovery (tc))
+         ASSERT (!tcp_in_fastrecovery (tc));
+
+         /* Heuristic to catch potential late dupacks
+          * after fast retransmit exits */
+         if (is_dack && tc->snd_una == tc->snd_congestion
+             && timestamp_leq (tc->rcv_opts.tsecr, tc->tsecr_last_ack))
+           {
+             tc->rcv_dupacks = 0;
+             return;
+           }
+
+         tcp_cc_init_congestion (tc);
+         tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_DUPACK);
+
+         if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
            {
-             tcp_fast_retransmit (tc);
+             tc->cwnd = tc->ssthresh;
+             scoreboard_init_high_rxt (&tc->sack_sb, tc->snd_una);
            }
          else
            {
-             /* Retransmit first unacked segment */
-             tcp_retransmit_first_unacked (tc);
+             /* Post retransmit update cwnd to ssthresh and account for the
+              * three segments that have left the network and should've been
+              * buffered at the receiver XXX */
+             tc->cwnd = tc->ssthresh + 3 * tc->snd_mss;
            }
+
+         /* Constrain rate until we get a partial ack */
+         pacer_wnd = clib_max (0.1 * tc->cwnd, 2 * tc->snd_mss);
+         tcp_connection_tx_pacer_reset (tc, pacer_wnd,
+                                        0 /* start bucket */ );
+         tcp_program_fastretransmit (tcp_get_worker (tc->c_thread_index),
+                                     tc);
+         return;
+       }
+      else if (!tc->bytes_acked
+              || (tc->bytes_acked && !tcp_in_cong_recovery (tc)))
+       {
+         tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_DUPACK);
+         return;
        }
+      else
+       goto partial_ack;
     }
-  else
+  /* Don't allow entry in fast recovery if still in recovery, for now */
+  else if (0 && is_dack && tcp_in_recovery (tc))
     {
-      tc->cc_algo->rcv_ack (tc);
-      tc->tsecr_last_ack = tc->opt.tsecr;
-      tc->rcv_dupacks = 0;
-      if (tcp_in_recovery (tc))
+      /* If of of the two conditions lower hold, reset dupacks because
+       * we're probably after timeout (RFC6582 heuristics).
+       * If Cumulative ack does not cover more than congestion threshold,
+       * and:
+       * 1) The following doesn't hold: The congestion window is greater
+       *    than SMSS bytes and the difference between highest_ack
+       *    and prev_highest_ack is at most 4*SMSS bytes
+       * 2) Echoed timestamp in the last non-dup ack does not equal the
+       *    stored timestamp
+       */
+      if (seq_leq (tc->snd_una, tc->snd_congestion)
+         && ((!(tc->cwnd > tc->snd_mss
+                && tc->bytes_acked <= 4 * tc->snd_mss))
+             || (tc->rcv_opts.tsecr != tc->tsecr_last_ack)))
        {
-         tc->rtx_bytes -= clib_min (tc->bytes_acked, tc->rtx_bytes);
-         tc->rto = clib_min (tc->srtt + (tc->rttvar << 2), TCP_RTO_MAX);
-         if (seq_geq (tc->snd_una, tc->snd_congestion))
-           tcp_recovery_off (tc);
+         tc->rcv_dupacks = 0;
+         return;
        }
     }
-}
 
-static void
-tcp_cc_rcv_dupack (tcp_connection_t * tc, u32 ack)
-{
-//  ASSERT (seq_geq(tc->snd_una, ack));
+  if (!tc->bytes_acked)
+    return;
+
+partial_ack:
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_PACK, tc);
+
+  /*
+   * Legitimate ACK. 1) See if we can exit recovery
+   */
 
-  tc->rcv_dupacks++;
-  if (tc->rcv_dupacks == TCP_DUPACK_THRESHOLD)
+  if (seq_geq (tc->snd_una, tc->snd_congestion))
     {
-      /* RFC6582 NewReno heuristic to avoid multiple fast retransmits */
-      if (tc->opt.tsecr != tc->tsecr_last_ack)
+      tcp_retransmit_timer_update (tc);
+
+      /* If spurious return, we've already updated everything */
+      if (tcp_cc_recover (tc))
        {
-         tc->rcv_dupacks = 0;
+         tc->tsecr_last_ack = tc->rcv_opts.tsecr;
          return;
        }
 
-      tcp_fastrecovery_on (tc);
+      tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
+
+      /* Treat as congestion avoidance ack */
+      tcp_cc_rcv_ack (tc);
+      return;
+    }
+
+  /*
+   * Legitimate ACK. 2) If PARTIAL ACK try to retransmit
+   */
+
+  /* Update the pacing rate. For the first partial ack we move from
+   * the artificially constrained rate to the one after congestion */
+  tcp_connection_tx_pacer_update (tc);
 
-      /* Handle congestion and dupack */
-      tcp_cc_congestion (tc);
-      tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_DUPACK);
+  /* XXX limit this only to first partial ack? */
+  tcp_retransmit_timer_force_update (tc);
 
-      tcp_fast_retransmit (tc);
+  /* RFC6675: If the incoming ACK is a cumulative acknowledgment,
+   * reset dupacks to 0. Also needed if in congestion recovery */
+  tc->rcv_dupacks = 0;
 
-      /* Post retransmit update cwnd to ssthresh and account for the
-       * three segments that have left the network and should've been
-       * buffered at the receiver */
-      tc->cwnd = tc->ssthresh + TCP_DUPACK_THRESHOLD * tc->snd_mss;
+  /* Post RTO timeout don't try anything fancy */
+  if (tcp_in_recovery (tc))
+    {
+      tcp_cc_rcv_ack (tc);
+      transport_add_tx_event (&tc->connection);
+      return;
     }
-  else if (tc->rcv_dupacks > TCP_DUPACK_THRESHOLD)
+
+  /* Remove retransmitted bytes that have been delivered */
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
     {
-      ASSERT (tcp_in_fastrecovery (tc));
+      ASSERT (tc->bytes_acked + tc->sack_sb.snd_una_adv
+             >= tc->sack_sb.last_bytes_delivered
+             || (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT));
 
-      tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_DUPACK);
+      /* If we have sacks and we haven't gotten an ack beyond high_rxt,
+       * remove sacked bytes delivered */
+      if (seq_lt (tc->snd_una, tc->sack_sb.high_rxt))
+       {
+         rxt_delivered = tc->bytes_acked + tc->sack_sb.snd_una_adv
+           - tc->sack_sb.last_bytes_delivered;
+         ASSERT (tc->snd_rxt_bytes >= rxt_delivered);
+         tc->snd_rxt_bytes -= rxt_delivered;
+       }
+      else
+       {
+         /* Apparently all retransmitted holes have been acked */
+         tc->snd_rxt_bytes = 0;
+         tc->sack_sb.high_rxt = tc->snd_una;
+       }
+    }
+  else
+    {
+      tcp_fastrecovery_first_on (tc);
+      /* Reuse last bytes delivered to track total bytes acked */
+      tc->sack_sb.last_bytes_delivered += tc->bytes_acked;
+      if (tc->snd_rxt_bytes > tc->bytes_acked)
+       tc->snd_rxt_bytes -= tc->bytes_acked;
+      else
+       tc->snd_rxt_bytes = 0;
     }
-}
 
-void
-tcp_cc_init (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tc->cc_algo = tcp_cc_algo_get (TCP_CC_NEWRENO);
-  tc->cc_algo->init (tc);
+  tc->cc_algo->rcv_cong_ack (tc, TCP_CC_PARTIALACK);
+
+  /*
+   * Since this was a partial ack, try to retransmit some more data
+   */
+  tcp_program_fastretransmit (tcp_get_worker (tc->c_thread_index), tc);
 }
 
+/**
+ * Process incoming ACK
+ */
 static int
-tcp_rcv_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
-            tcp_header_t * th, u32 * next, u32 * error)
+tcp_rcv_ack (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
+            tcp_header_t * th, u32 * error)
 {
-  u32 new_snd_wnd;
+  u32 prev_snd_wnd, prev_snd_una;
+  u8 is_dack;
+
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_STAT, tc);
 
   /* If the ACK acks something not yet sent (SEG.ACK > SND.NXT) */
-  if (seq_gt (vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, tc->snd_nxt))
+  if (PREDICT_FALSE (seq_gt (vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, tc->snd_nxt)))
     {
+      /* When we entered recovery, we reset snd_nxt to snd_una. Seems peer
+       * still has the data so accept the ack */
+      if (tcp_in_recovery (tc)
+         && seq_leq (vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, tc->snd_congestion))
+       {
+         tc->snd_nxt = vnet_buffer (b)->tcp.ack_number;
+         if (seq_gt (tc->snd_nxt, tc->snd_una_max))
+           tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
+         goto process_ack;
+       }
+
       /* If we have outstanding data and this is within the window, accept it,
        * probably retransmit has timed out. Otherwise ACK segment and then
        * drop it */
       if (seq_gt (vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, tc->snd_una_max))
        {
-         tcp_make_ack (tc, b);
-         *next = tcp_next_output (tc->c_is_ip4);
-         *error = TCP_ERROR_ACK_INVALID;
+         tcp_program_ack (wrk, tc);
+         *error = TCP_ERROR_ACK_FUTURE;
          TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_RCV_ERR, tc, 0,
                       vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
          return -1;
@@ -858,69 +1506,79 @@ tcp_rcv_ack (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
                   vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
 
       tc->snd_nxt = vnet_buffer (b)->tcp.ack_number;
-      *error = TCP_ERROR_ACK_FUTURE;
     }
 
   /* If old ACK, probably it's an old dupack */
-  if (seq_lt (vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, tc->snd_una))
+  if (PREDICT_FALSE (seq_lt (vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, tc->snd_una)))
     {
       *error = TCP_ERROR_ACK_OLD;
       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_RCV_ERR, tc, 1,
                   vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
       if (tcp_in_fastrecovery (tc) && tc->rcv_dupacks == TCP_DUPACK_THRESHOLD)
-       {
-         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_RCVD, tc);
-         tcp_cc_rcv_dupack (tc, vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
-       }
+       tcp_cc_handle_event (tc, 1);
       /* Don't drop yet */
       return 0;
     }
 
-  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->opt))
-    tcp_rcv_sacks (tc, vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
-
-  new_snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (th->window) << tc->snd_wscale;
-
-  if (tcp_ack_is_dupack (tc, b, new_snd_wnd))
-    {
-      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_RCVD, tc, 1);
-      tcp_cc_rcv_dupack (tc, vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
-      *error = TCP_ERROR_ACK_DUP;
-      return -1;
-    }
-
   /*
-   * Valid ACK
+   * Looks okay, process feedback
    */
+process_ack:
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
+    tcp_rcv_sacks (tc, vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
 
+  prev_snd_wnd = tc->snd_wnd;
+  prev_snd_una = tc->snd_una;
+  tcp_update_snd_wnd (tc, vnet_buffer (b)->tcp.seq_number,
+                     vnet_buffer (b)->tcp.ack_number,
+                     clib_net_to_host_u16 (th->window) << tc->snd_wscale);
   tc->bytes_acked = vnet_buffer (b)->tcp.ack_number - tc->snd_una;
   tc->snd_una = vnet_buffer (b)->tcp.ack_number + tc->sack_sb.snd_una_adv;
+  tcp_validate_txf_size (tc, tc->bytes_acked);
 
-  /* Dequeue ACKed data and update RTT */
-  tcp_dequeue_acked (tc, vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
-  tcp_update_snd_wnd (tc, vnet_buffer (b)->tcp.seq_number,
-                     vnet_buffer (b)->tcp.ack_number, new_snd_wnd);
-
-  /* If some of our sent bytes have been acked, update cc and retransmit
-   * timer. */
   if (tc->bytes_acked)
     {
-      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_RCVD, tc);
+      tcp_program_dequeue (wrk, tc);
+      tcp_update_rtt (tc, vnet_buffer (b)->tcp.ack_number);
+    }
 
-      /* Updates congestion control (slow start/congestion avoidance) */
-      tcp_cc_rcv_ack (tc, b);
+  TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_ACK_RCVD, tc);
 
-      /* If everything has been acked, stop retransmit timer
-       * otherwise update. */
-      if (tc->snd_una == tc->snd_una_max)
-       tcp_retransmit_timer_reset (tc);
-      else
-       tcp_retransmit_timer_update (tc);
+  /*
+   * Check if we have congestion event
+   */
+
+  if (tcp_ack_is_cc_event (tc, b, prev_snd_wnd, prev_snd_una, &is_dack))
+    {
+      tcp_cc_handle_event (tc, is_dack);
+      if (!tcp_in_cong_recovery (tc))
+       return 0;
+      *error = TCP_ERROR_ACK_DUP;
+      if (vnet_buffer (b)->tcp.data_len || tcp_is_fin (th))
+       return 0;
+      return -1;
     }
 
+  /*
+   * Update congestion control (slow start/congestion avoidance)
+   */
+  tcp_cc_update (tc, b);
+  *error = TCP_ERROR_ACK_OK;
   return 0;
 }
 
+static u8
+tcp_sack_vector_is_sane (sack_block_t * sacks)
+{
+  int i;
+  for (i = 1; i < vec_len (sacks); i++)
+    {
+      if (sacks[i - 1].end == sacks[i].start)
+       return 0;
+    }
+  return 1;
+}
+
 /**
  * Build SACK list as per RFC2018.
  *
@@ -970,6 +1628,10 @@ tcp_update_sack_list (tcp_connection_t * tc, u32 start, u32 end)
        {
          vec_add1 (new_list, tc->snd_sacks[i]);
        }
+      else
+       {
+         clib_warning ("sack discarded");
+       }
     }
 
   ASSERT (vec_len (new_list) <= TCP_MAX_SACK_BLOCKS);
@@ -977,88 +1639,82 @@ tcp_update_sack_list (tcp_connection_t * tc, u32 start, u32 end)
   /* Replace old vector with new one */
   vec_free (tc->snd_sacks);
   tc->snd_sacks = new_list;
+
+  /* Segments should not 'touch' */
+  ASSERT (tcp_sack_vector_is_sane (tc->snd_sacks));
+}
+
+u32
+tcp_sack_list_bytes (tcp_connection_t * tc)
+{
+  u32 bytes = 0, i;
+  for (i = 0; i < vec_len (tc->snd_sacks); i++)
+    bytes += tc->snd_sacks[i].end - tc->snd_sacks[i].start;
+  return bytes;
 }
 
 /** Enqueue data for delivery to application */
-always_inline int
+static int
 tcp_session_enqueue_data (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
                          u16 data_len)
 {
-  int written;
+  int written, error = TCP_ERROR_ENQUEUED;
 
-  /* Pure ACK. Update rcv_nxt and be done. */
-  if (PREDICT_FALSE (data_len == 0))
-    {
-      tc->rcv_nxt = vnet_buffer (b)->tcp.seq_end;
-      return TCP_ERROR_PURE_ACK;
-    }
-
-  written = stream_session_enqueue_data (&tc->connection,
-                                        vlib_buffer_get_current (b),
-                                        data_len, 1 /* queue event */ );
+  ASSERT (seq_geq (vnet_buffer (b)->tcp.seq_number, tc->rcv_nxt));
+  ASSERT (data_len);
+  written = session_enqueue_stream_connection (&tc->connection, b, 0,
+                                              1 /* queue event */ , 1);
 
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_INPUT, tc, 0, data_len, written);
 
   /* Update rcv_nxt */
   if (PREDICT_TRUE (written == data_len))
     {
-      tc->rcv_nxt = vnet_buffer (b)->tcp.seq_end;
+      tc->rcv_nxt += written;
     }
   /* If more data written than expected, account for out-of-order bytes. */
   else if (written > data_len)
     {
-      tc->rcv_nxt = vnet_buffer (b)->tcp.seq_end + written - data_len;
-
-      /* Send ACK confirming the update */
-      tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
+      tc->rcv_nxt += written;
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_INPUT, tc, data_len, written);
     }
   else if (written > 0)
     {
       /* We've written something but FIFO is probably full now */
       tc->rcv_nxt += written;
-
-      /* Depending on how fast the app is, all remaining buffers in burst will
-       * not be enqueued. Inform peer */
-      tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
-
-      return TCP_ERROR_PARTIALLY_ENQUEUED;
+      error = TCP_ERROR_PARTIALLY_ENQUEUED;
     }
   else
     {
-      tc->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
       return TCP_ERROR_FIFO_FULL;
     }
 
   /* Update SACK list if need be */
-  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
     {
       /* Remove SACK blocks that have been delivered */
       tcp_update_sack_list (tc, tc->rcv_nxt, tc->rcv_nxt);
     }
 
-  return TCP_ERROR_ENQUEUED;
+  return error;
 }
 
 /** Enqueue out-of-order data */
-always_inline int
+static int
 tcp_session_enqueue_ooo (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
                         u16 data_len)
 {
   stream_session_t *s0;
-  int rv;
+  int rv, offset;
 
-  /* Pure ACK. Do nothing */
-  if (PREDICT_FALSE (data_len == 0))
-    {
-      return TCP_ERROR_PURE_ACK;
-    }
-
-  s0 = stream_session_get (tc->c_s_index, tc->c_thread_index);
+  ASSERT (seq_gt (vnet_buffer (b)->tcp.seq_number, tc->rcv_nxt));
+  ASSERT (data_len);
 
-  /* Enqueue out-of-order data with absolute offset */
-  rv = svm_fifo_enqueue_with_offset (s0->server_rx_fifo,
-                                    vnet_buffer (b)->tcp.seq_number,
-                                    data_len, vlib_buffer_get_current (b));
+  /* Enqueue out-of-order data with relative offset */
+  rv = session_enqueue_stream_connection (&tc->connection, b,
+                                         vnet_buffer (b)->tcp.seq_number -
+                                         tc->rcv_nxt, 0 /* queue event */ ,
+                                         0);
 
   /* Nothing written */
   if (rv)
@@ -1070,20 +1726,28 @@ tcp_session_enqueue_ooo (tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_INPUT, tc, 1, data_len, data_len);
 
   /* Update SACK list if in use */
-  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->opt))
+  if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
     {
       ooo_segment_t *newest;
       u32 start, end;
 
+      s0 = session_get (tc->c_s_index, tc->c_thread_index);
+
       /* Get the newest segment from the fifo */
       newest = svm_fifo_newest_ooo_segment (s0->server_rx_fifo);
-      start = ooo_segment_offset (s0->server_rx_fifo, newest);
-      end = ooo_segment_end_offset (s0->server_rx_fifo, newest);
-
-      tcp_update_sack_list (tc, start, end);
+      if (newest)
+       {
+         offset = ooo_segment_offset (s0->server_rx_fifo, newest);
+         ASSERT (offset <= vnet_buffer (b)->tcp.seq_number - tc->rcv_nxt);
+         start = tc->rcv_nxt + offset;
+         end = start + ooo_segment_length (s0->server_rx_fifo, newest);
+         tcp_update_sack_list (tc, start, end);
+         svm_fifo_newest_ooo_segment_reset (s0->server_rx_fifo);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CC_SACKS, tc);
+       }
     }
 
-  return TCP_ERROR_ENQUEUED;
+  return TCP_ERROR_ENQUEUED_OOO;
 }
 
 /**
@@ -1100,63 +1764,96 @@ tcp_can_delack (tcp_connection_t * tc)
       /* constrained to send ack */
       || (tc->flags & TCP_CONN_SNDACK) != 0
       /* we're almost out of tx wnd */
-      || tcp_available_snd_space (tc) < 2 * tc->snd_mss)
+      || tcp_available_cc_snd_space (tc) < 4 * tc->snd_mss)
     return 0;
 
   return 1;
 }
 
 static int
-tcp_segment_rcv (tcp_main_t * tm, tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
-                u16 n_data_bytes, u32 * next0)
+tcp_buffer_discard_bytes (vlib_buffer_t * b, u32 n_bytes_to_drop)
+{
+  u32 discard, first = b->current_length;
+  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
+
+  /* Handle multi-buffer segments */
+  if (n_bytes_to_drop > b->current_length)
+    {
+      if (!(b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
+       return -1;
+      do
+       {
+         discard = clib_min (n_bytes_to_drop, b->current_length);
+         vlib_buffer_advance (b, discard);
+         b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
+         n_bytes_to_drop -= discard;
+       }
+      while (n_bytes_to_drop);
+      if (n_bytes_to_drop > first)
+       b->total_length_not_including_first_buffer -= n_bytes_to_drop - first;
+    }
+  else
+    vlib_buffer_advance (b, n_bytes_to_drop);
+  vnet_buffer (b)->tcp.data_len -= n_bytes_to_drop;
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Receive buffer for connection and handle acks
+ *
+ * It handles both in order or out-of-order data.
+ */
+static int
+tcp_segment_rcv (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc,
+                vlib_buffer_t * b)
 {
-  u32 error = 0;
+  u32 error, n_bytes_to_drop, n_data_bytes;
+
+  vlib_buffer_advance (b, vnet_buffer (b)->tcp.data_offset);
+  n_data_bytes = vnet_buffer (b)->tcp.data_len;
+  ASSERT (n_data_bytes);
 
   /* Handle out-of-order data */
   if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b)->tcp.seq_number != tc->rcv_nxt))
     {
       /* Old sequence numbers allowed through because they overlapped
        * the rx window */
-
       if (seq_lt (vnet_buffer (b)->tcp.seq_number, tc->rcv_nxt))
        {
-         error = TCP_ERROR_SEGMENT_OLD;
-         *next0 = TCP_NEXT_DROP;
-         goto done;
+         /* Completely in the past (possible retransmit). Ack
+          * retransmissions since we may not have any data to send */
+         if (seq_leq (vnet_buffer (b)->tcp.seq_end, tc->rcv_nxt))
+           {
+             tcp_program_ack (wrk, tc);
+             error = TCP_ERROR_SEGMENT_OLD;
+             goto done;
+           }
+
+         /* Chop off the bytes in the past and see if what is left
+          * can be enqueued in order */
+         n_bytes_to_drop = tc->rcv_nxt - vnet_buffer (b)->tcp.seq_number;
+         n_data_bytes -= n_bytes_to_drop;
+         vnet_buffer (b)->tcp.seq_number = tc->rcv_nxt;
+         if (tcp_buffer_discard_bytes (b, n_bytes_to_drop))
+           {
+             error = TCP_ERROR_SEGMENT_OLD;
+             goto done;
+           }
+         goto in_order;
        }
 
+      /* RFC2581: Enqueue and send DUPACK for fast retransmit */
       error = tcp_session_enqueue_ooo (tc, b, n_data_bytes);
-
-      /* N.B. Should not filter burst of dupacks. Two issues 1) dupacks open
-       * cwnd on remote peer when congested 2) acks leaving should have the
-       * latest rcv_wnd since the burst may eaten up all of it, so only the
-       * old ones could be filtered.
-       */
-
-      /* RFC2581: Send DUPACK for fast retransmit */
-      tcp_make_ack (tc, b);
-      *next0 = tcp_next_output (tc->c_is_ip4);
-
-      /* Mark as DUPACK. We may filter these in output if
-       * the burst fills the holes. */
-      if (n_data_bytes)
-       vnet_buffer (b)->tcp.flags = TCP_BUF_FLAG_DUPACK;
-
-      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_SENT, tc);
+      tcp_program_dupack (wrk, tc);
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DUPACK_SENT, tc, vnet_buffer (b)->tcp);
       goto done;
     }
 
+in_order:
+
   /* In order data, enqueue. Fifo figures out by itself if any out-of-order
    * segments can be enqueued after fifo tail offset changes. */
   error = tcp_session_enqueue_data (tc, b, n_data_bytes);
-
-  if (n_data_bytes == 0)
-    {
-      *next0 = TCP_NEXT_DROP;
-      goto done;
-    }
-
-  /* Check if ACK can be delayed */
   if (tcp_can_delack (tc))
     {
       if (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_DELACK))
@@ -1164,8 +1861,7 @@ tcp_segment_rcv (tcp_main_t * tm, tcp_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b,
       goto done;
     }
 
-  *next0 = tcp_next_output (tc->c_is_ip4);
-  tcp_make_ack (tc, b);
+  tcp_program_ack (wrk, tc);
 
 done:
   return error;
@@ -1177,23 +1873,23 @@ typedef struct
   tcp_connection_t tcp_connection;
 } tcp_rx_trace_t;
 
-u8 *
+static u8 *
 format_tcp_rx_trace (u8 * s, va_list * args)
 {
   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
   tcp_rx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_rx_trace_t *);
-  uword indent = format_get_indent (s);
+  u32 indent = format_get_indent (s);
 
   s = format (s, "%U\n%U%U",
              format_tcp_header, &t->tcp_header, 128,
              format_white_space, indent,
-             format_tcp_connection_verbose, &t->tcp_connection);
+             format_tcp_connection, &t->tcp_connection, 1);
 
   return s;
 }
 
-u8 *
+static u8 *
 format_tcp_rx_trace_short (u8 * s, va_list * args)
 {
   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
@@ -1201,14 +1897,14 @@ format_tcp_rx_trace_short (u8 * s, va_list * args)
   tcp_rx_trace_t *t = va_arg (*args, tcp_rx_trace_t *);
 
   s = format (s, "%d -> %d (%U)",
-             clib_net_to_host_u16 (t->tcp_header.src_port),
-             clib_net_to_host_u16 (t->tcp_header.dst_port), format_tcp_state,
-             &t->tcp_connection.state);
+             clib_net_to_host_u16 (t->tcp_header.dst_port),
+             clib_net_to_host_u16 (t->tcp_header.src_port), format_tcp_state,
+             t->tcp_connection.state);
 
   return s;
 }
 
-void
+static void
 tcp_set_rx_trace_data (tcp_rx_trace_t * t0, tcp_connection_t * tc0,
                       tcp_header_t * th0, vlib_buffer_t * b0, u8 is_ip4)
 {
@@ -1223,132 +1919,179 @@ tcp_set_rx_trace_data (tcp_rx_trace_t * t0, tcp_connection_t * tc0,
   clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
 }
 
-always_inline void
-tcp_established_inc_counter (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 evt, u8 val)
+static void
+tcp_established_trace_frame (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
+                            vlib_frame_t * frame, u8 is_ip4)
 {
-  if (PREDICT_TRUE (!val))
-    return;
+  u32 *from, n_left;
+
+  n_left = frame->n_vectors;
+  from = vlib_frame_vector_args (frame);
+
+  while (n_left >= 1)
+    {
+      tcp_connection_t *tc0;
+      tcp_rx_trace_t *t0;
+      tcp_header_t *th0;
+      vlib_buffer_t *b0;
+      u32 bi0;
+
+      bi0 = from[0];
+      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
+
+      if (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
+       {
+         t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
+         tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index,
+                                   vm->thread_index);
+         th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
+         tcp_set_rx_trace_data (t0, tc0, th0, b0, is_ip4);
+       }
+
+      from += 1;
+      n_left -= 1;
+    }
+}
 
+always_inline void
+tcp_node_inc_counter_i (vlib_main_t * vm, u32 tcp4_node, u32 tcp6_node,
+                       u8 is_ip4, u32 evt, u32 val)
+{
   if (is_ip4)
-    vlib_node_increment_counter (vm, tcp4_established_node.index, evt, val);
+    vlib_node_increment_counter (vm, tcp4_node, evt, val);
   else
-    vlib_node_increment_counter (vm, tcp6_established_node.index, evt, val);
+    vlib_node_increment_counter (vm, tcp6_node, evt, val);
+}
+
+#define tcp_maybe_inc_counter(node_id, err, count)                     \
+{                                                                      \
+  if (next0 != tcp_next_drop (is_ip4))                                 \
+    tcp_node_inc_counter_i (vm, tcp4_##node_id##_node.index,           \
+                            tcp6_##node_id##_node.index, is_ip4, err,  \
+                           1);                                         \
+}
+#define tcp_inc_counter(node_id, err, count)                           \
+  tcp_node_inc_counter_i (vm, tcp4_##node_id##_node.index,             \
+                          tcp6_##node_id##_node.index, is_ip4,         \
+                          err, count)
+#define tcp_maybe_inc_err_counter(cnts, err)                           \
+{                                                                      \
+  cnts[err] += (next0 != tcp_next_drop (is_ip4));                      \
+}
+#define tcp_inc_err_counter(cnts, err, val)                            \
+{                                                                      \
+  cnts[err] += val;                                                    \
 }
+#define tcp_store_err_counters(node_id, cnts)                          \
+{                                                                      \
+  int i;                                                               \
+  for (i = 0; i < TCP_N_ERROR; i++)                                    \
+    if (cnts[i])                                                       \
+      tcp_inc_counter(node_id, i, cnts[i]);                            \
+}
+
 
 always_inline uword
 tcp46_established_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
-                         vlib_frame_t * from_frame, int is_ip4)
+                         vlib_frame_t * frame, int is_ip4)
 {
-  u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
-  u32 my_thread_index = vm->thread_index, errors = 0;
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  u32 thread_index = vm->thread_index, errors = 0;
+  tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
+  u32 n_left_from, *from, *first_buffer;
+  u16 err_counters[TCP_N_ERROR] = { 0 };
   u8 is_fin = 0;
 
-  from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
-  n_left_from = from_frame->n_vectors;
+  if (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)
+    tcp_established_trace_frame (vm, node, frame, is_ip4);
 
-  next_index = node->cached_next_index;
+  first_buffer = from = vlib_frame_vector_args (frame);
+  n_left_from = frame->n_vectors;
 
   while (n_left_from > 0)
     {
-      u32 n_left_to_next;
-
-      vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
+      u32 bi0, error0 = TCP_ERROR_ACK_OK;
+      vlib_buffer_t *b0;
+      tcp_header_t *th0 = 0;
+      tcp_connection_t *tc0;
 
-      while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
+      if (n_left_from > 1)
        {
-         u32 bi0;
-         vlib_buffer_t *b0;
-         tcp_header_t *th0 = 0;
-         tcp_connection_t *tc0;
-         u32 next0 = TCP_ESTABLISHED_NEXT_DROP, error0 = TCP_ERROR_ENQUEUED;
-
-         bi0 = from[0];
-         to_next[0] = bi0;
-         from += 1;
-         to_next += 1;
-         n_left_from -= 1;
-         n_left_to_next -= 1;
-
-         b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-         tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index,
-                                   my_thread_index);
-
-         if (PREDICT_FALSE (tc0 == 0))
-           {
-             error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
-             goto done;
-           }
-
-         th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
-
-         is_fin = (th0->flags & TCP_FLAG_FIN) != 0;
+         vlib_buffer_t *pb;
+         pb = vlib_get_buffer (vm, from[1]);
+         vlib_prefetch_buffer_header (pb, LOAD);
+         CLIB_PREFETCH (pb->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
+       }
 
-         /* SYNs, FINs and data consume sequence numbers */
-         vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number
-           + tcp_is_syn (th0) + is_fin + vnet_buffer (b0)->tcp.data_len;
+      bi0 = from[0];
+      from += 1;
+      n_left_from -= 1;
 
-         /* TODO header prediction fast path */
+      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
+      tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index,
+                               thread_index);
 
-         /* 1-4: check SEQ, RST, SYN */
-         if (PREDICT_FALSE (tcp_segment_validate (vm, tc0, b0, th0, &next0)))
-           {
-             error0 = TCP_ERROR_SEGMENT_INVALID;
-             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SEG_INVALID, tc0,
-                          vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number,
-                          vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end);
-             goto done;
-           }
+      if (PREDICT_FALSE (tc0 == 0))
+       {
+         error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
+         goto done;
+       }
 
-         /* 5: check the ACK field  */
-         if (tcp_rcv_ack (tc0, b0, th0, &next0, &error0))
-           {
-             goto done;
-           }
+      th0 = tcp_buffer_hdr (b0);
+      /* N.B. buffer is rewritten if segment is ooo. Thus, th0 becomes a
+       * dangling reference. */
+      is_fin = tcp_is_fin (th0);
 
-         /* 6: check the URG bit TODO */
+      /* SYNs, FINs and data consume sequence numbers */
+      vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number
+       + tcp_is_syn (th0) + is_fin + vnet_buffer (b0)->tcp.data_len;
 
-         /* 7: process the segment text */
+      /* TODO header prediction fast path */
 
-         vlib_buffer_advance (b0, vnet_buffer (b0)->tcp.data_offset);
-         error0 = tcp_segment_rcv (tm, tc0, b0,
-                                   vnet_buffer (b0)->tcp.data_len, &next0);
+      /* 1-4: check SEQ, RST, SYN */
+      if (PREDICT_FALSE (tcp_segment_validate (wrk, tc0, b0, th0, &error0)))
+       {
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SEG_INVALID, tc0, vnet_buffer (b0)->tcp);
+         goto done;
+       }
 
-         /* N.B. buffer is rewritten if segment is ooo. Thus, th0 becomes a
-          * dangling reference. */
+      /* 5: check the ACK field  */
+      if (PREDICT_FALSE (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, th0, &error0)))
+       goto done;
 
-         /* 8: check the FIN bit */
-         if (is_fin)
-           {
-             /* Enter CLOSE-WAIT and notify session. Don't send ACK, instead
-              * wait for session to call close. To avoid lingering
-              * in CLOSE-WAIT, set timer (reuse WAITCLOSE). */
-             tc0->state = TCP_STATE_CLOSE_WAIT;
-             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_RCVD, tc0);
-             stream_session_disconnect_notify (&tc0->connection);
-             tcp_timer_set (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLOSEWAIT_TIME);
-           }
+      /* 6: check the URG bit TODO */
 
-       done:
-         b0->error = node->errors[error0];
-         if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
-           {
-             tcp_rx_trace_t *t0 =
-               vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
-             tcp_set_rx_trace_data (t0, tc0, th0, b0, is_ip4);
-           }
+      /* 7: process the segment text */
+      if (vnet_buffer (b0)->tcp.data_len)
+       error0 = tcp_segment_rcv (wrk, tc0, b0);
 
-         vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
-                                          n_left_to_next, bi0, next0);
+      /* 8: check the FIN bit */
+      if (PREDICT_FALSE (is_fin))
+       {
+         /* Enter CLOSE-WAIT and notify session. To avoid lingering
+          * in CLOSE-WAIT, set timer (reuse WAITCLOSE). */
+         /* Account for the FIN if nothing else was received */
+         if (vnet_buffer (b0)->tcp.data_len == 0)
+           tc0->rcv_nxt += 1;
+         tcp_program_ack (wrk, tc0);
+         tc0->state = TCP_STATE_CLOSE_WAIT;
+         stream_session_disconnect_notify (&tc0->connection);
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLOSEWAIT_TIME);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_RCVD, tc0);
+         error0 = TCP_ERROR_FIN_RCVD;
        }
 
-      vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
+    done:
+      tcp_inc_err_counter (err_counters, error0, 1);
     }
 
-  errors = session_manager_flush_enqueue_events (my_thread_index);
-  tcp_established_inc_counter (vm, is_ip4, TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
+  errors = session_manager_flush_enqueue_events (TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                                thread_index);
+  err_counters[TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL] = errors;
+  tcp_store_err_counters (established, err_counters);
+  tcp_handle_postponed_dequeues (wrk);
+  vlib_buffer_free (vm, first_buffer, frame->n_vectors);
 
-  return from_frame->n_vectors;
+  return frame->n_vectors;
 }
 
 static uword
@@ -1413,234 +2156,331 @@ VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_established_node, tcp6_established);
 vlib_node_registration_t tcp4_syn_sent_node;
 vlib_node_registration_t tcp6_syn_sent_node;
 
+static u8
+tcp_lookup_is_valid (tcp_connection_t * tc, tcp_header_t * hdr)
+{
+  transport_connection_t *tmp = 0;
+  u64 handle;
+
+  if (!tc)
+    return 1;
+
+  /* Proxy case */
+  if (tc->c_lcl_port == 0 && tc->state == TCP_STATE_LISTEN)
+    return 1;
+
+  u8 is_valid = (tc->c_lcl_port == hdr->dst_port
+                && (tc->state == TCP_STATE_LISTEN
+                    || tc->c_rmt_port == hdr->src_port));
+
+  if (!is_valid)
+    {
+      handle = session_lookup_half_open_handle (&tc->connection);
+      tmp = session_lookup_half_open_connection (handle & 0xFFFFFFFF,
+                                                tc->c_proto, tc->c_is_ip4);
+
+      if (tmp)
+       {
+         if (tmp->lcl_port == hdr->dst_port
+             && tmp->rmt_port == hdr->src_port)
+           {
+             TCP_DBG ("half-open is valid!");
+           }
+       }
+    }
+  return is_valid;
+}
+
+/**
+ * Lookup transport connection
+ */
+static tcp_connection_t *
+tcp_lookup_connection (u32 fib_index, vlib_buffer_t * b, u8 thread_index,
+                      u8 is_ip4)
+{
+  tcp_header_t *tcp;
+  transport_connection_t *tconn;
+  tcp_connection_t *tc;
+  u8 is_filtered = 0;
+  if (is_ip4)
+    {
+      ip4_header_t *ip4;
+      ip4 = vlib_buffer_get_current (b);
+      tcp = ip4_next_header (ip4);
+      tconn = session_lookup_connection_wt4 (fib_index,
+                                            &ip4->dst_address,
+                                            &ip4->src_address,
+                                            tcp->dst_port,
+                                            tcp->src_port,
+                                            TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                            thread_index, &is_filtered);
+      tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
+      ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc, tcp));
+    }
+  else
+    {
+      ip6_header_t *ip6;
+      ip6 = vlib_buffer_get_current (b);
+      tcp = ip6_next_header (ip6);
+      tconn = session_lookup_connection_wt6 (fib_index,
+                                            &ip6->dst_address,
+                                            &ip6->src_address,
+                                            tcp->dst_port,
+                                            tcp->src_port,
+                                            TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                            thread_index, &is_filtered);
+      tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
+      ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc, tcp));
+    }
+  return tc;
+}
+
 always_inline uword
 tcp46_syn_sent_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
                       vlib_frame_t * from_frame, int is_ip4)
 {
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
-  u32 my_thread_index = vm->thread_index, errors = 0;
-  u8 sst = is_ip4 ? SESSION_TYPE_IP4_TCP : SESSION_TYPE_IP6_TCP;
+  u32 n_left_from, *from, *first_buffer, errors = 0;
+  u32 my_thread_index = vm->thread_index;
+  tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (my_thread_index);
 
-  from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
+  from = first_buffer = vlib_frame_vector_args (from_frame);
   n_left_from = from_frame->n_vectors;
 
-  next_index = node->cached_next_index;
-
   while (n_left_from > 0)
     {
-      u32 n_left_to_next;
-
-      vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
-
-      while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
+      u32 bi0, ack0, seq0, error0 = TCP_ERROR_NONE;
+      tcp_connection_t *tc0, *new_tc0;
+      tcp_header_t *tcp0 = 0;
+      tcp_rx_trace_t *t0;
+      vlib_buffer_t *b0;
+
+      bi0 = from[0];
+      from += 1;
+      n_left_from -= 1;
+
+      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
+      tc0 =
+       tcp_half_open_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index);
+      if (PREDICT_FALSE (tc0 == 0))
        {
-         u32 bi0, ack0, seq0;
-         vlib_buffer_t *b0;
-         tcp_rx_trace_t *t0;
-         tcp_header_t *tcp0 = 0;
-         tcp_connection_t *tc0;
-         tcp_connection_t *new_tc0;
-         u32 next0 = TCP_SYN_SENT_NEXT_DROP, error0 = TCP_ERROR_ENQUEUED;
+         error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
+         goto drop;
+       }
 
-         bi0 = from[0];
-         to_next[0] = bi0;
-         from += 1;
-         to_next += 1;
-         n_left_from -= 1;
-         n_left_to_next -= 1;
+      /* Half-open completed recently but the connection was't removed
+       * yet by the owning thread */
+      if (PREDICT_FALSE (tc0->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE))
+       {
+         /* Make sure the connection actually exists */
+         ASSERT (tcp_lookup_connection (tc0->c_fib_index, b0,
+                                        my_thread_index, is_ip4));
+         goto drop;
+       }
 
-         b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-         tc0 =
-           tcp_half_open_connection_get (vnet_buffer (b0)->
-                                         tcp.connection_index);
+      ack0 = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
+      seq0 = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
+      tcp0 = tcp_buffer_hdr (b0);
 
-         ack0 = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
-         seq0 = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
-         tcp0 = tcp_buffer_hdr (b0);
+      /* Crude check to see if the connection handle does not match
+       * the packet. Probably connection just switched to established */
+      if (PREDICT_FALSE (tcp0->dst_port != tc0->c_lcl_port
+                        || tcp0->src_port != tc0->c_rmt_port))
+       {
+         error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
+         goto drop;
+       }
 
-         if (PREDICT_FALSE
-             (!tcp_ack (tcp0) && !tcp_rst (tcp0) && !tcp_syn (tcp0)))
-           goto drop;
+      if (PREDICT_FALSE (!tcp_ack (tcp0) && !tcp_rst (tcp0)
+                        && !tcp_syn (tcp0)))
+       {
+         error0 = TCP_ERROR_SEGMENT_INVALID;
+         goto drop;
+       }
 
-         /* SYNs, FINs and data consume sequence numbers */
-         vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end = seq0 + tcp_is_syn (tcp0)
-           + tcp_is_fin (tcp0) + vnet_buffer (b0)->tcp.data_len;
+      /* SYNs, FINs and data consume sequence numbers */
+      vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end =
+       seq0 + tcp_is_syn (tcp0) + tcp_is_fin (tcp0) +
+       vnet_buffer (b0)->tcp.data_len;
 
-         /*
-          *  1. check the ACK bit
-          */
+      /*
+       *  1. check the ACK bit
+       */
 
-         /*
-          *   If the ACK bit is set
-          *     If SEG.ACK =< ISS, or SEG.ACK > SND.NXT, send a reset (unless
-          *     the RST bit is set, if so drop the segment and return)
-          *       <SEQ=SEG.ACK><CTL=RST>
-          *     and discard the segment.  Return.
-          *     If SND.UNA =< SEG.ACK =< SND.NXT then the ACK is acceptable.
-          */
-         if (tcp_ack (tcp0))
+      /*
+       *   If the ACK bit is set
+       *     If SEG.ACK =< ISS, or SEG.ACK > SND.NXT, send a reset (unless
+       *     the RST bit is set, if so drop the segment and return)
+       *       <SEQ=SEG.ACK><CTL=RST>
+       *     and discard the segment.  Return.
+       *     If SND.UNA =< SEG.ACK =< SND.NXT then the ACK is acceptable.
+       */
+      if (tcp_ack (tcp0))
+       {
+         if (seq_leq (ack0, tc0->iss) || seq_gt (ack0, tc0->snd_nxt))
            {
-             if (ack0 <= tc0->iss || ack0 > tc0->snd_nxt)
-               {
-                 if (!tcp_rst (tcp0))
-                   tcp_send_reset (b0, is_ip4);
-
-                 goto drop;
-               }
-
-             /* Make sure ACK is valid */
-             if (tc0->snd_una > ack0)
-               goto drop;
+             if (!tcp_rst (tcp0))
+               tcp_send_reset_w_pkt (tc0, b0, is_ip4);
+             error0 = TCP_ERROR_RCV_WND;
+             goto drop;
            }
 
-         /*
-          * 2. check the RST bit
-          */
-
-         if (tcp_rst (tcp0))
+         /* Make sure ACK is valid */
+         if (seq_gt (tc0->snd_una, ack0))
            {
-             /* If ACK is acceptable, signal client that peer is not
-              * willing to accept connection and drop connection*/
-             if (tcp_ack (tcp0))
-               {
-                 stream_session_connect_notify (&tc0->connection, sst,
-                                                1 /* fail */ );
-                 tcp_connection_cleanup (tc0);
-               }
+             error0 = TCP_ERROR_ACK_INVALID;
              goto drop;
            }
+       }
 
-         /*
-          * 3. check the security and precedence (skipped)
-          */
-
-         /*
-          * 4. check the SYN bit
-          */
-
-         /* No SYN flag. Drop. */
-         if (!tcp_syn (tcp0))
-           goto drop;
-
-         /* Stop connection establishment and retransmit timers */
-         tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_ESTABLISH);
-         tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
-
-         /* Valid SYN or SYN-ACK. Move connection from half-open pool to
-          * current thread pool. */
-         pool_get (tm->connections[my_thread_index], new_tc0);
-         clib_memcpy (new_tc0, tc0, sizeof (*new_tc0));
-
-         new_tc0->c_thread_index = my_thread_index;
-
-         /* Cleanup half-open connection XXX lock */
-         pool_put (tm->half_open_connections, tc0);
-
-         new_tc0->rcv_nxt = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end;
-         new_tc0->irs = seq0;
+      /*
+       * 2. check the RST bit
+       */
 
-         /* Parse options */
-         tcp_options_parse (tcp0, &new_tc0->opt);
+      if (tcp_rst (tcp0))
+       {
+         /* If ACK is acceptable, signal client that peer is not
+          * willing to accept connection and drop connection*/
+         if (tcp_ack (tcp0))
+           tcp_connection_reset (tc0);
+         error0 = TCP_ERROR_RST_RCVD;
+         goto drop;
+       }
 
-         if (tcp_opts_tstamp (&new_tc0->opt))
-           {
-             new_tc0->tsval_recent = new_tc0->opt.tsval;
-             new_tc0->tsval_recent_age = tcp_time_now ();
-           }
+      /*
+       * 3. check the security and precedence (skipped)
+       */
 
-         if (tcp_opts_wscale (&new_tc0->opt))
-           new_tc0->snd_wscale = new_tc0->opt.wscale;
+      /*
+       * 4. check the SYN bit
+       */
 
-         /* No scaling */
-         new_tc0->snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (tcp0->window);
-         new_tc0->snd_wl1 = seq0;
-         new_tc0->snd_wl2 = ack0;
+      /* No SYN flag. Drop. */
+      if (!tcp_syn (tcp0))
+       {
+         clib_warning ("not synack");
+         error0 = TCP_ERROR_SEGMENT_INVALID;
+         goto drop;
+       }
 
-         tcp_connection_init_vars (new_tc0);
+      /* Parse options */
+      if (tcp_options_parse (tcp0, &tc0->rcv_opts))
+       {
+         clib_warning ("options parse fail");
+         error0 = TCP_ERROR_OPTIONS;
+         goto drop;
+       }
 
-         /* SYN-ACK: See if we can switch to ESTABLISHED state */
-         if (tcp_ack (tcp0))
-           {
-             /* Our SYN is ACKed: we have iss < ack = snd_una */
+      /* Valid SYN or SYN-ACK. Move connection from half-open pool to
+       * current thread pool. */
+      pool_get (tm->connections[my_thread_index], new_tc0);
+      clib_memcpy (new_tc0, tc0, sizeof (*new_tc0));
+      new_tc0->c_c_index = new_tc0 - tm->connections[my_thread_index];
+      new_tc0->c_thread_index = my_thread_index;
+      new_tc0->rcv_nxt = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end;
+      new_tc0->irs = seq0;
+      new_tc0->timers[TCP_TIMER_ESTABLISH] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
+      new_tc0->timers[TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
+      new_tc0->sw_if_index = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
+
+      /* If this is not the owning thread, wait for syn retransmit to
+       * expire and cleanup then */
+      if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc0))
+       tc0->flags |= TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE;
+
+      if (tcp_opts_tstamp (&new_tc0->rcv_opts))
+       {
+         new_tc0->tsval_recent = new_tc0->rcv_opts.tsval;
+         new_tc0->tsval_recent_age = tcp_time_now ();
+       }
 
-             /* TODO Dequeue acknowledged segments if we support Fast Open */
-             new_tc0->snd_una = ack0;
-             new_tc0->state = TCP_STATE_ESTABLISHED;
+      if (tcp_opts_wscale (&new_tc0->rcv_opts))
+       new_tc0->snd_wscale = new_tc0->rcv_opts.wscale;
 
-             /* Make sure las is initialized for the wnd computation */
-             new_tc0->rcv_las = new_tc0->rcv_nxt;
+      new_tc0->snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (tcp0->window)
+       << new_tc0->snd_wscale;
+      new_tc0->snd_wl1 = seq0;
+      new_tc0->snd_wl2 = ack0;
 
-             /* Notify app that we have connection */
-             stream_session_connect_notify (&new_tc0->connection, sst, 0);
+      tcp_connection_init_vars (new_tc0);
 
-             stream_session_init_fifos_pointers (&new_tc0->connection,
-                                                 new_tc0->irs + 1,
-                                                 new_tc0->iss + 1);
-             /* Make sure after data segment processing ACK is sent */
-             new_tc0->flags |= TCP_CONN_SNDACK;
-           }
-         /* SYN: Simultaneous open. Change state to SYN-RCVD and send SYN-ACK */
-         else
-           {
-             new_tc0->state = TCP_STATE_SYN_RCVD;
+      /* SYN-ACK: See if we can switch to ESTABLISHED state */
+      if (PREDICT_TRUE (tcp_ack (tcp0)))
+       {
+         /* Our SYN is ACKed: we have iss < ack = snd_una */
 
-             /* Notify app that we have connection */
-             stream_session_connect_notify (&new_tc0->connection, sst, 0);
-             stream_session_init_fifos_pointers (&new_tc0->connection,
-                                                 new_tc0->irs + 1,
-                                                 new_tc0->iss + 1);
-             tcp_make_synack (new_tc0, b0);
-             next0 = tcp_next_output (is_ip4);
+         /* TODO Dequeue acknowledged segments if we support Fast Open */
+         new_tc0->snd_una = ack0;
+         new_tc0->state = TCP_STATE_ESTABLISHED;
 
-             goto drop;
-           }
+         /* Make sure las is initialized for the wnd computation */
+         new_tc0->rcv_las = new_tc0->rcv_nxt;
 
-         /* Read data, if any */
-         if (vnet_buffer (b0)->tcp.data_len)
-           {
-             vlib_buffer_advance (b0, vnet_buffer (b0)->tcp.data_offset);
-             error0 = tcp_segment_rcv (tm, new_tc0, b0,
-                                       vnet_buffer (b0)->tcp.data_len,
-                                       &next0);
-             if (error0 == TCP_ERROR_PURE_ACK)
-               error0 = TCP_ERROR_SYN_ACKS_RCVD;
-           }
-         else
+         /* Notify app that we have connection. If session layer can't
+          * allocate session send reset */
+         if (session_stream_connect_notify (&new_tc0->connection, 0))
            {
-             tcp_make_ack (new_tc0, b0);
-             next0 = tcp_next_output (new_tc0->c_is_ip4);
+             clib_warning ("connect notify fail");
+             tcp_send_reset_w_pkt (new_tc0, b0, is_ip4);
+             tcp_connection_cleanup (new_tc0);
+             goto drop;
            }
 
-       drop:
+         /* Update rtt with the syn-ack sample */
+         tcp_update_rtt (new_tc0, vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYNACK_RCVD, new_tc0);
+         error0 = TCP_ERROR_SYN_ACKS_RCVD;
+       }
+      /* SYN: Simultaneous open. Change state to SYN-RCVD and send SYN-ACK */
+      else
+       {
+         new_tc0->state = TCP_STATE_SYN_RCVD;
 
-         b0->error = error0 ? node->errors[error0] : 0;
-         if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
+         /* Notify app that we have connection */
+         if (session_stream_connect_notify (&new_tc0->connection, 0))
            {
-             t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
-             clib_memcpy (&t0->tcp_header, tcp0, sizeof (t0->tcp_header));
-             clib_memcpy (&t0->tcp_connection, tc0,
-                          sizeof (t0->tcp_connection));
+             tcp_connection_cleanup (new_tc0);
+             tcp_send_reset_w_pkt (tc0, b0, is_ip4);
+             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_SENT, tc0);
+             goto drop;
            }
 
-         vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
-                                          n_left_to_next, bi0, next0);
+         tc0->rtt_ts = 0;
+         tcp_init_snd_vars (tc0);
+         tcp_send_synack (new_tc0);
+         error0 = TCP_ERROR_SYNS_RCVD;
+         goto drop;
        }
 
-      vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
-    }
-
-  errors = session_manager_flush_enqueue_events (my_thread_index);
-  if (errors)
-    {
-      if (is_ip4)
-       vlib_node_increment_counter (vm, tcp4_established_node.index,
-                                    TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
+      /* Read data, if any */
+      if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b0)->tcp.data_len))
+       {
+         clib_warning ("rcvd data in syn-sent");
+         error0 = tcp_segment_rcv (wrk, new_tc0, b0);
+         if (error0 == TCP_ERROR_ACK_OK)
+           error0 = TCP_ERROR_SYN_ACKS_RCVD;
+       }
       else
-       vlib_node_increment_counter (vm, tcp6_established_node.index,
-                                    TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
+       {
+         tcp_program_ack (wrk, new_tc0);
+       }
+
+    drop:
+
+      tcp_inc_counter (syn_sent, error0, 1);
+      if (PREDICT_FALSE ((b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED) && tcp0 != 0))
+       {
+         t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
+         clib_memcpy (&t0->tcp_header, tcp0, sizeof (t0->tcp_header));
+         clib_memcpy (&t0->tcp_connection, tc0, sizeof (t0->tcp_connection));
+       }
     }
 
+  errors = session_manager_flush_enqueue_events (TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                                my_thread_index);
+  tcp_inc_counter (syn_sent, TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
+  vlib_buffer_free (vm, first_buffer, from_frame->n_vectors);
+
   return from_frame->n_vectors;
 }
 
@@ -1701,6 +2541,10 @@ VLIB_REGISTER_NODE (tcp6_syn_sent_node) =
 /* *INDENT-ON* */
 
 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (tcp6_syn_sent_node, tcp6_syn_sent_rcv);
+
+vlib_node_registration_t tcp4_rcv_process_node;
+vlib_node_registration_t tcp6_rcv_process_node;
+
 /**
  * Handles reception for all states except LISTEN, SYN-SENT and ESTABLISHED
  * as per RFC793 p. 64
@@ -1709,282 +2553,310 @@ always_inline uword
 tcp46_rcv_process_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
                          vlib_frame_t * from_frame, int is_ip4)
 {
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
-  u32 my_thread_index = vm->thread_index, errors = 0;
+  u32 thread_index = vm->thread_index, errors = 0, *first_buffer;
+  tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
+  u32 n_left_from, *from;
 
-  from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
+  from = first_buffer = vlib_frame_vector_args (from_frame);
   n_left_from = from_frame->n_vectors;
 
-  next_index = node->cached_next_index;
-
   while (n_left_from > 0)
     {
-      u32 n_left_to_next;
-
-      vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
-
-      while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
+      u32 bi0, error0 = TCP_ERROR_NONE;
+      tcp_header_t *tcp0 = 0;
+      tcp_connection_t *tc0;
+      vlib_buffer_t *b0;
+      u8 is_fin0;
+
+      bi0 = from[0];
+      from += 1;
+      n_left_from -= 1;
+
+      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
+      tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index,
+                               thread_index);
+      if (PREDICT_FALSE (tc0 == 0))
        {
-         u32 bi0;
-         vlib_buffer_t *b0;
-         tcp_header_t *tcp0 = 0;
-         tcp_connection_t *tc0;
-         u32 next0 = TCP_RCV_PROCESS_NEXT_DROP, error0 = TCP_ERROR_ENQUEUED;
+         error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
+         goto drop;
+       }
 
-         bi0 = from[0];
-         to_next[0] = bi0;
-         from += 1;
-         to_next += 1;
-         n_left_from -= 1;
-         n_left_to_next -= 1;
+      tcp0 = tcp_buffer_hdr (b0);
+      is_fin0 = tcp_is_fin (tcp0);
 
-         b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-         tc0 = tcp_connection_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index,
-                                   my_thread_index);
-         if (PREDICT_FALSE (tc0 == 0))
+      /* SYNs, FINs and data consume sequence numbers */
+      vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number
+       + tcp_is_syn (tcp0) + is_fin0 + vnet_buffer (b0)->tcp.data_len;
+
+      if (CLIB_DEBUG)
+       {
+         tcp_connection_t *tmp;
+         tmp = tcp_lookup_connection (tc0->c_fib_index, b0, thread_index,
+                                      is_ip4);
+         if (tmp->state != tc0->state)
            {
-             error0 = TCP_ERROR_INVALID_CONNECTION;
+             clib_warning ("state changed");
              goto drop;
            }
+       }
+
+      /*
+       * Special treatment for CLOSED
+       */
+      if (PREDICT_FALSE (tc0->state == TCP_STATE_CLOSED))
+       {
+         error0 = TCP_ERROR_CONNECTION_CLOSED;
+         goto drop;
+       }
 
-         tcp0 = tcp_buffer_hdr (b0);
+      /*
+       * For all other states (except LISTEN)
+       */
 
-         /* SYNs, FINs and data consume sequence numbers */
-         vnet_buffer (b0)->tcp.seq_end = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number
-           + tcp_is_syn (tcp0) + tcp_is_fin (tcp0)
-           + vnet_buffer (b0)->tcp.data_len;
+      /* 1-4: check SEQ, RST, SYN */
+      if (PREDICT_FALSE (tcp_segment_validate (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0)))
+       goto drop;
 
+      /* 5: check the ACK field  */
+      switch (tc0->state)
+       {
+       case TCP_STATE_SYN_RCVD:
          /*
-          * Special treatment for CLOSED
+          * If the segment acknowledgment is not acceptable, form a
+          * reset segment,
+          *  <SEQ=SEG.ACK><CTL=RST>
+          * and send it.
           */
-         switch (tc0->state)
+         if (!tcp_rcv_ack_is_acceptable (tc0, b0))
            {
-           case TCP_STATE_CLOSED:
+             TCP_DBG ("connection not accepted");
+             tcp_send_reset_w_pkt (tc0, b0, is_ip4);
+             error0 = TCP_ERROR_ACK_INVALID;
              goto drop;
-             break;
            }
 
-         /*
-          * For all other states (except LISTEN)
-          */
+         /* Update rtt and rto */
+         tcp_update_rtt (tc0, vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number);
+
+         /* Switch state to ESTABLISHED */
+         tc0->state = TCP_STATE_ESTABLISHED;
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
+
+         /* Initialize session variables */
+         tc0->snd_una = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
+         tc0->snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (tcp0->window)
+           << tc0->rcv_opts.wscale;
+         tc0->snd_wl1 = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
+         tc0->snd_wl2 = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
+
+         /* Reset SYN-ACK retransmit and SYN_RCV establish timers */
+         tcp_retransmit_timer_reset (tc0);
+         tcp_timer_reset (tc0, TCP_TIMER_ESTABLISH);
+         stream_session_accept_notify (&tc0->connection);
+         error0 = TCP_ERROR_ACK_OK;
+         break;
+       case TCP_STATE_ESTABLISHED:
+         /* We can get packets in established state here because they
+          * were enqueued before state change */
+         if (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0))
+           goto drop;
+
+         break;
+       case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
+         /* In addition to the processing for the ESTABLISHED state, if
+          * our FIN is now acknowledged then enter FIN-WAIT-2 and
+          * continue processing in that state. */
+         if (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0))
+           goto drop;
 
-         /* 1-4: check SEQ, RST, SYN */
-         if (PREDICT_FALSE
-             (tcp_segment_validate (vm, tc0, b0, tcp0, &next0)))
+         /* Still have to send the FIN */
+         if (tc0->flags & TCP_CONN_FINPNDG)
            {
-             error0 = TCP_ERROR_SEGMENT_INVALID;
-             goto drop;
+             /* TX fifo finally drained */
+             if (!session_tx_fifo_max_dequeue (&tc0->connection))
+               tcp_send_fin (tc0);
            }
-
-         /* 5: check the ACK field  */
-         switch (tc0->state)
+         /* If FIN is ACKed */
+         else if (tc0->snd_una == tc0->snd_una_max)
            {
-           case TCP_STATE_SYN_RCVD:
-             /*
-              * If the segment acknowledgment is not acceptable, form a
-              * reset segment,
-              *  <SEQ=SEG.ACK><CTL=RST>
-              * and send it.
-              */
-             if (!tcp_rcv_ack_is_acceptable (tc0, b0))
-               {
-                 tcp_send_reset (b0, is_ip4);
-                 goto drop;
-               }
+             tc0->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_2;
+             TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
+
+             /* Stop all retransmit timers because we have nothing more
+              * to send. Enable waitclose though because we're willing to
+              * wait for peer's FIN but not indefinitely. */
+             tcp_connection_timers_reset (tc0);
+             tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
+           }
+         break;
+       case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
+         /* In addition to the processing for the ESTABLISHED state, if
+          * the retransmission queue is empty, the user's CLOSE can be
+          * acknowledged ("ok") but do not delete the TCB. */
+         if (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0))
+           goto drop;
+         break;
+       case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
+         /* Do the same processing as for the ESTABLISHED state. */
+         if (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0))
+           goto drop;
 
-             /* Update rtt and rto */
-             tc0->bytes_acked = 1;
-             tcp_update_rtt (tc0, vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number);
-
-             /* Switch state to ESTABLISHED */
-             tc0->state = TCP_STATE_ESTABLISHED;
-
-             /* Initialize session variables */
-             tc0->snd_una = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
-             tc0->snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (tcp0->window)
-               << tc0->opt.wscale;
-             tc0->snd_wl1 = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
-             tc0->snd_wl2 = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
-
-             /* Shoulder tap the server */
-             stream_session_accept_notify (&tc0->connection);
-
-             /* Reset SYN-ACK retransmit timer */
-             tcp_retransmit_timer_reset (tc0);
-             break;
-           case TCP_STATE_ESTABLISHED:
-             /* We can get packets in established state here because they
-              * were enqueued before state change */
-             if (tcp_rcv_ack (tc0, b0, tcp0, &next0, &error0))
-               goto drop;
-
-             break;
-           case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
-             /* In addition to the processing for the ESTABLISHED state, if
-              * our FIN is now acknowledged then enter FIN-WAIT-2 and
-              * continue processing in that state. */
-             if (tcp_rcv_ack (tc0, b0, tcp0, &next0, &error0))
-               goto drop;
-
-             /* If FIN is ACKed */
-             if (tc0->snd_una == tc0->snd_una_max)
+         if (tc0->flags & TCP_CONN_FINPNDG)
+           {
+             /* TX fifo finally drained */
+             if (!session_tx_fifo_max_dequeue (&tc0->connection))
                {
-                 tc0->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_2;
-                 /* Stop all timers, 2MSL will be set lower */
+                 tcp_send_fin (tc0);
                  tcp_connection_timers_reset (tc0);
+                 tc0->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
+                 tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
                }
-             break;
-           case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
-             /* In addition to the processing for the ESTABLISHED state, if
-              * the retransmission queue is empty, the user's CLOSE can be
-              * acknowledged ("ok") but do not delete the TCB. */
-             if (tcp_rcv_ack (tc0, b0, tcp0, &next0, &error0))
-               goto drop;
-             /* check if rtx queue is empty and ack CLOSE TODO */
-             break;
-           case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
-             /* Do the same processing as for the ESTABLISHED state. */
-             if (tcp_rcv_ack (tc0, b0, tcp0, &next0, &error0))
-               goto drop;
-             break;
-           case TCP_STATE_CLOSING:
-             /* In addition to the processing for the ESTABLISHED state, if
-              * the ACK acknowledges our FIN then enter the TIME-WAIT state,
-              * otherwise ignore the segment. */
-             if (tcp_rcv_ack (tc0, b0, tcp0, &next0, &error0))
-               goto drop;
-
-             /* XXX test that send queue empty */
-             tc0->state = TCP_STATE_TIME_WAIT;
-             goto drop;
-
-             break;
-           case TCP_STATE_LAST_ACK:
-             /* The only thing that can arrive in this state is an
-              * acknowledgment of our FIN. If our FIN is now acknowledged,
-              * delete the TCB, enter the CLOSED state, and return. */
-
-             if (!tcp_rcv_ack_is_acceptable (tc0, b0))
-               goto drop;
-
-             tc0->state = TCP_STATE_CLOSED;
+           }
+         break;
+       case TCP_STATE_CLOSING:
+         /* In addition to the processing for the ESTABLISHED state, if
+          * the ACK acknowledges our FIN then enter the TIME-WAIT state,
+          * otherwise ignore the segment. */
+         if (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0))
+           goto drop;
 
-             /* Don't delete the connection/session yet. Instead, wait a
-              * reasonable amount of time until the pipes are cleared. In
-              * particular, this makes sure that we won't have dead sessions
-              * when processing events on the tx path */
-             tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
+         tc0->state = TCP_STATE_TIME_WAIT;
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_TIMEWAIT_TIME);
+         goto drop;
 
-             /* Stop retransmit */
-             tcp_retransmit_timer_reset (tc0);
+         break;
+       case TCP_STATE_LAST_ACK:
+         /* The only thing that [should] arrive in this state is an
+          * acknowledgment of our FIN. If our FIN is now acknowledged,
+          * delete the TCB, enter the CLOSED state, and return. */
 
+         if (!tcp_rcv_ack_is_acceptable (tc0, b0))
+           {
+             error0 = TCP_ERROR_ACK_INVALID;
              goto drop;
-
-             break;
-           case TCP_STATE_TIME_WAIT:
-             /* The only thing that can arrive in this state is a
-              * retransmission of the remote FIN. Acknowledge it, and restart
-              * the 2 MSL timeout. */
-
-             /* TODO */
+           }
+         error0 = TCP_ERROR_ACK_OK;
+         tc0->snd_una = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
+         /* Apparently our ACK for the peer's FIN was lost */
+         if (is_fin0 && tc0->snd_una != tc0->snd_una_max)
+           {
+             tcp_send_fin (tc0);
              goto drop;
-             break;
-           default:
-             ASSERT (0);
            }
 
-         /* 6: check the URG bit TODO */
+         tc0->state = TCP_STATE_CLOSED;
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
 
-         /* 7: process the segment text */
-         switch (tc0->state)
-           {
-           case TCP_STATE_ESTABLISHED:
-           case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
-           case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
-             vlib_buffer_advance (b0, vnet_buffer (b0)->tcp.data_offset);
-             error0 = tcp_segment_rcv (tm, tc0, b0,
-                                       vnet_buffer (b0)->tcp.data_len,
-                                       &next0);
-             break;
-           case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
-           case TCP_STATE_CLOSING:
-           case TCP_STATE_LAST_ACK:
-           case TCP_STATE_TIME_WAIT:
-             /* This should not occur, since a FIN has been received from the
-              * remote side.  Ignore the segment text. */
-             break;
-           }
+         /* Don't free the connection from the data path since
+          * we can't ensure that we have no packets already enqueued
+          * to output. Rely instead on the waitclose timer */
+         tcp_connection_timers_reset (tc0);
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, 1);
+
+         goto drop;
+
+         break;
+       case TCP_STATE_TIME_WAIT:
+         /* The only thing that can arrive in this state is a
+          * retransmission of the remote FIN. Acknowledge it, and restart
+          * the 2 MSL timeout. */
 
-         /* 8: check the FIN bit */
-         if (!tcp_fin (tcp0))
+         if (tcp_rcv_ack (wrk, tc0, b0, tcp0, &error0))
            goto drop;
 
-         switch (tc0->state)
-           {
-           case TCP_STATE_ESTABLISHED:
-           case TCP_STATE_SYN_RCVD:
-             /* Send FIN-ACK notify app and enter CLOSE-WAIT */
-             tcp_connection_timers_reset (tc0);
-             tcp_make_fin (tc0, b0);
-             next0 = tcp_next_output (tc0->c_is_ip4);
-             stream_session_disconnect_notify (&tc0->connection);
-             tc0->state = TCP_STATE_CLOSE_WAIT;
-             break;
-           case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
-           case TCP_STATE_CLOSING:
-           case TCP_STATE_LAST_ACK:
-             /* move along .. */
-             break;
-           case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
-             tc0->state = TCP_STATE_TIME_WAIT;
-             tcp_connection_timers_reset (tc0);
-             tcp_timer_set (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
-             break;
-           case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
-             /* Got FIN, send ACK! */
-             tc0->state = TCP_STATE_TIME_WAIT;
-             tcp_timer_set (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLOSEWAIT_TIME);
-             tcp_make_ack (tc0, b0);
-             next0 = tcp_next_output (is_ip4);
-             break;
-           case TCP_STATE_TIME_WAIT:
-             /* Remain in the TIME-WAIT state. Restart the 2 MSL time-wait
-              * timeout.
-              */
-             tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
-             break;
-           }
-         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_RCVD, tc0);
+         tcp_program_ack (wrk, tc0);
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_TIMEWAIT_TIME);
+         goto drop;
+
+         break;
+       default:
+         ASSERT (0);
+       }
 
-       drop:
-         b0->error = error0 ? node->errors[error0] : 0;
+      /* 6: check the URG bit TODO */
 
-         if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
-           {
-             tcp_rx_trace_t *t0 =
-               vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
-             tcp_set_rx_trace_data (t0, tc0, tcp0, b0, is_ip4);
-           }
+      /* 7: process the segment text */
+      switch (tc0->state)
+       {
+       case TCP_STATE_ESTABLISHED:
+       case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
+       case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
+         if (vnet_buffer (b0)->tcp.data_len)
+           error0 = tcp_segment_rcv (wrk, tc0, b0);
+         else if (is_fin0)
+           tc0->rcv_nxt += 1;
+         break;
+       case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
+       case TCP_STATE_CLOSING:
+       case TCP_STATE_LAST_ACK:
+       case TCP_STATE_TIME_WAIT:
+         /* This should not occur, since a FIN has been received from the
+          * remote side.  Ignore the segment text. */
+         break;
+       }
 
-         vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
-                                          n_left_to_next, bi0, next0);
+      /* 8: check the FIN bit */
+      if (!is_fin0)
+       goto drop;
+
+      switch (tc0->state)
+       {
+       case TCP_STATE_ESTABLISHED:
+       case TCP_STATE_SYN_RCVD:
+         /* Send FIN-ACK notify app and enter CLOSE-WAIT */
+         tcp_connection_timers_reset (tc0);
+         tcp_send_fin (tc0);
+         stream_session_disconnect_notify (&tc0->connection);
+         tc0->state = TCP_STATE_CLOSE_WAIT;
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
+         break;
+       case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
+       case TCP_STATE_CLOSING:
+       case TCP_STATE_LAST_ACK:
+         /* move along .. */
+         break;
+       case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
+         tc0->state = TCP_STATE_CLOSING;
+         tcp_program_ack (wrk, tc0);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
+         /* Wait for ACK but not forever */
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
+         break;
+       case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
+         /* Got FIN, send ACK! Be more aggressive with resource cleanup */
+         tc0->state = TCP_STATE_TIME_WAIT;
+         tcp_connection_timers_reset (tc0);
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_TIMEWAIT_TIME);
+         tcp_program_ack (wrk, tc0);
+         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc0);
+         break;
+       case TCP_STATE_TIME_WAIT:
+         /* Remain in the TIME-WAIT state. Restart the time-wait
+          * timeout.
+          */
+         tcp_timer_update (tc0, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_TIMEWAIT_TIME);
+         break;
        }
+      error0 = TCP_ERROR_FIN_RCVD;
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_FIN_RCVD, tc0);
 
-      vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
-    }
+    drop:
 
-  errors = session_manager_flush_enqueue_events (my_thread_index);
-  if (errors)
-    {
-      if (is_ip4)
-       vlib_node_increment_counter (vm, tcp4_established_node.index,
-                                    TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
-      else
-       vlib_node_increment_counter (vm, tcp6_established_node.index,
-                                    TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
+      tcp_inc_counter (rcv_process, error0, 1);
+      if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
+       {
+         tcp_rx_trace_t *t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
+         tcp_set_rx_trace_data (t0, tc0, tcp0, b0, is_ip4);
+       }
     }
 
+  errors = session_manager_flush_enqueue_events (TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                                thread_index);
+  tcp_inc_counter (rcv_process, TCP_ERROR_EVENT_FIFO_FULL, errors);
+  tcp_handle_postponed_dequeues (wrk);
+  vlib_buffer_free (vm, first_buffer, from_frame->n_vectors);
+
   return from_frame->n_vectors;
 }
 
@@ -2056,152 +2928,146 @@ always_inline uword
 tcp46_listen_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
                     vlib_frame_t * from_frame, int is_ip4)
 {
-  u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
+  u32 n_left_from, *from, n_syns = 0, *first_buffer;
   u32 my_thread_index = vm->thread_index;
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  u8 sst = is_ip4 ? SESSION_TYPE_IP4_TCP : SESSION_TYPE_IP6_TCP;
 
-  from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
+  from = first_buffer = vlib_frame_vector_args (from_frame);
   n_left_from = from_frame->n_vectors;
 
-  next_index = node->cached_next_index;
-
   while (n_left_from > 0)
     {
-      u32 n_left_to_next;
-
-      vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
+      u32 bi0;
+      vlib_buffer_t *b0;
+      tcp_rx_trace_t *t0;
+      tcp_header_t *th0 = 0;
+      tcp_connection_t *lc0;
+      ip4_header_t *ip40;
+      ip6_header_t *ip60;
+      tcp_connection_t *child0;
+      u32 error0 = TCP_ERROR_NONE;
+
+      bi0 = from[0];
+      from += 1;
+      n_left_from -= 1;
+
+      b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
+      lc0 = tcp_listener_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index);
 
-      while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
+      if (is_ip4)
        {
-         u32 bi0;
-         vlib_buffer_t *b0;
-         tcp_rx_trace_t *t0;
-         tcp_header_t *th0 = 0;
-         tcp_connection_t *lc0;
-         ip4_header_t *ip40;
-         ip6_header_t *ip60;
-         tcp_connection_t *child0;
-         u32 error0 = TCP_ERROR_SYNS_RCVD, next0 = TCP_LISTEN_NEXT_DROP;
-
-         bi0 = from[0];
-         to_next[0] = bi0;
-         from += 1;
-         to_next += 1;
-         n_left_from -= 1;
-         n_left_to_next -= 1;
-
-         b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-         lc0 = tcp_listener_get (vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index);
-
-         if (is_ip4)
-           {
-             ip40 = vlib_buffer_get_current (b0);
-             th0 = ip4_next_header (ip40);
-           }
-         else
-           {
-             ip60 = vlib_buffer_get_current (b0);
-             th0 = ip6_next_header (ip60);
-           }
-
-         /* Create child session. For syn-flood protection use filter */
-
-         /* 1. first check for an RST */
-         if (tcp_rst (th0))
-           goto drop;
+         ip40 = vlib_buffer_get_current (b0);
+         th0 = ip4_next_header (ip40);
+       }
+      else
+       {
+         ip60 = vlib_buffer_get_current (b0);
+         th0 = ip6_next_header (ip60);
+       }
 
-         /* 2. second check for an ACK */
-         if (tcp_ack (th0))
-           {
-             tcp_send_reset (b0, is_ip4);
-             goto drop;
-           }
+      /* Create child session. For syn-flood protection use filter */
 
-         /* 3. check for a SYN (did that already) */
+      /* 1. first check for an RST: handled in dispatch */
+      /* if (tcp_rst (th0))
+         goto drop;
+       */
 
-         /* Create child session and send SYN-ACK */
-         pool_get (tm->connections[my_thread_index], child0);
-         memset (child0, 0, sizeof (*child0));
+      /* 2. second check for an ACK: handled in dispatch */
+      /* if (tcp_ack (th0))
+         {
+         tcp_send_reset (b0, is_ip4);
+         goto drop;
+         }
+       */
 
-         child0->c_c_index = child0 - tm->connections[my_thread_index];
-         child0->c_lcl_port = lc0->c_lcl_port;
-         child0->c_rmt_port = th0->src_port;
-         child0->c_is_ip4 = is_ip4;
-         child0->c_thread_index = my_thread_index;
+      /* 3. check for a SYN (did that already) */
 
-         if (is_ip4)
-           {
-             child0->c_lcl_ip4.as_u32 = ip40->dst_address.as_u32;
-             child0->c_rmt_ip4.as_u32 = ip40->src_address.as_u32;
-           }
-         else
-           {
-             clib_memcpy (&child0->c_lcl_ip6, &ip60->dst_address,
-                          sizeof (ip6_address_t));
-             clib_memcpy (&child0->c_rmt_ip6, &ip60->src_address,
-                          sizeof (ip6_address_t));
-           }
+      /* Make sure connection wasn't just created */
+      child0 = tcp_lookup_connection (lc0->c_fib_index, b0, my_thread_index,
+                                     is_ip4);
+      if (PREDICT_FALSE (child0->state != TCP_STATE_LISTEN))
+       {
+         error0 = TCP_ERROR_CREATE_EXISTS;
+         goto drop;
+       }
 
-         if (stream_session_accept (&child0->connection, lc0->c_s_index, sst,
-                                    0 /* notify */ ))
-           {
-             error0 = TCP_ERROR_CREATE_SESSION_FAIL;
-             goto drop;
-           }
+      /* Create child session and send SYN-ACK */
+      child0 = tcp_connection_new (my_thread_index);
+      child0->c_lcl_port = th0->dst_port;
+      child0->c_rmt_port = th0->src_port;
+      child0->c_is_ip4 = is_ip4;
+      child0->state = TCP_STATE_SYN_RCVD;
+      child0->c_fib_index = lc0->c_fib_index;
 
-         tcp_options_parse (th0, &child0->opt);
+      if (is_ip4)
+       {
+         child0->c_lcl_ip4.as_u32 = ip40->dst_address.as_u32;
+         child0->c_rmt_ip4.as_u32 = ip40->src_address.as_u32;
+       }
+      else
+       {
+         clib_memcpy (&child0->c_lcl_ip6, &ip60->dst_address,
+                      sizeof (ip6_address_t));
+         clib_memcpy (&child0->c_rmt_ip6, &ip60->src_address,
+                      sizeof (ip6_address_t));
+       }
 
-         child0->irs = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
-         child0->rcv_nxt = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number + 1;
-         child0->rcv_las = child0->rcv_nxt;
-         child0->state = TCP_STATE_SYN_RCVD;
+      if (tcp_options_parse (th0, &child0->rcv_opts))
+       {
+         clib_warning ("options parse fail");
+         goto drop;
+       }
 
-         /* RFC1323: TSval timestamps sent on {SYN} and {SYN,ACK}
-          * segments are used to initialize PAWS. */
-         if (tcp_opts_tstamp (&child0->opt))
-           {
-             child0->tsval_recent = child0->opt.tsval;
-             child0->tsval_recent_age = tcp_time_now ();
-           }
+      child0->irs = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
+      child0->rcv_nxt = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number + 1;
+      child0->rcv_las = child0->rcv_nxt;
+      child0->sw_if_index = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
 
-         if (tcp_opts_wscale (&child0->opt))
-           child0->snd_wscale = child0->opt.wscale;
+      /* RFC1323: TSval timestamps sent on {SYN} and {SYN,ACK}
+       * segments are used to initialize PAWS. */
+      if (tcp_opts_tstamp (&child0->rcv_opts))
+       {
+         child0->tsval_recent = child0->rcv_opts.tsval;
+         child0->tsval_recent_age = tcp_time_now ();
+       }
 
-         /* No scaling */
-         child0->snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (th0->window);
-         child0->snd_wl1 = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
-         child0->snd_wl2 = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
+      if (tcp_opts_wscale (&child0->rcv_opts))
+       child0->snd_wscale = child0->rcv_opts.wscale;
 
-         tcp_connection_init_vars (child0);
+      child0->snd_wnd = clib_net_to_host_u16 (th0->window)
+       << child0->snd_wscale;
+      child0->snd_wl1 = vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number;
+      child0->snd_wl2 = vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number;
 
-         TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RCVD, child0);
+      tcp_connection_init_vars (child0);
+      TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_SYN_RCVD, child0, 1);
 
-         /* Reuse buffer to make syn-ack and send */
-         tcp_make_synack (child0, b0);
-         next0 = tcp_next_output (is_ip4);
+      if (stream_session_accept (&child0->connection, lc0->c_s_index,
+                                0 /* notify */ ))
+       {
+         clib_warning ("session accept fail");
+         tcp_connection_cleanup (child0);
+         error0 = TCP_ERROR_CREATE_SESSION_FAIL;
+         goto drop;
+       }
 
-         /* Init fifo pointers after we have iss */
-         stream_session_init_fifos_pointers (&child0->connection,
-                                             child0->irs + 1,
-                                             child0->iss + 1);
-       drop:
-         if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
-           {
-             t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
-             clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
-             clib_memcpy (&t0->tcp_connection, lc0,
-                          sizeof (t0->tcp_connection));
-           }
+      tcp_send_synack (child0);
+      tcp_timer_set (child0, TCP_TIMER_ESTABLISH, TCP_SYN_RCVD_TIME);
 
-         b0->error = node->errors[error0];
+    drop:
 
-         vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
-                                          n_left_to_next, bi0, next0);
+      if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
+       {
+         t0 = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
+         clib_memcpy (&t0->tcp_header, th0, sizeof (t0->tcp_header));
+         clib_memcpy (&t0->tcp_connection, lc0, sizeof (t0->tcp_connection));
        }
 
-      vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
+      n_syns += (error0 == TCP_ERROR_NONE);
     }
+
+  tcp_inc_counter (listen, TCP_ERROR_SYNS_RCVD, n_syns);
+  vlib_buffer_free (vm, first_buffer, from_frame->n_vectors);
+
   return from_frame->n_vectors;
 }
 
@@ -2274,169 +3140,263 @@ typedef enum _tcp_input_next
   TCP_INPUT_NEXT_SYN_SENT,
   TCP_INPUT_NEXT_ESTABLISHED,
   TCP_INPUT_NEXT_RESET,
+  TCP_INPUT_NEXT_PUNT,
   TCP_INPUT_N_NEXT
 } tcp_input_next_t;
 
 #define foreach_tcp4_input_next                 \
-  _ (DROP, "error-drop")                        \
+  _ (DROP, "ip4-drop")                          \
   _ (LISTEN, "tcp4-listen")                     \
   _ (RCV_PROCESS, "tcp4-rcv-process")           \
   _ (SYN_SENT, "tcp4-syn-sent")                 \
   _ (ESTABLISHED, "tcp4-established")          \
-  _ (RESET, "tcp4-reset")
+  _ (RESET, "tcp4-reset")                      \
+  _ (PUNT, "ip4-punt")
 
 #define foreach_tcp6_input_next                 \
-  _ (DROP, "error-drop")                        \
+  _ (DROP, "ip6-drop")                          \
   _ (LISTEN, "tcp6-listen")                     \
   _ (RCV_PROCESS, "tcp6-rcv-process")           \
   _ (SYN_SENT, "tcp6-syn-sent")                 \
   _ (ESTABLISHED, "tcp6-established")          \
-  _ (RESET, "tcp6-reset")
+  _ (RESET, "tcp6-reset")                      \
+  _ (PUNT, "ip6-punt")
 
 #define filter_flags (TCP_FLAG_SYN|TCP_FLAG_ACK|TCP_FLAG_RST|TCP_FLAG_FIN)
 
+static void
+tcp_input_trace_frame (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
+                      vlib_buffer_t ** bs, u32 n_bufs, u8 is_ip4)
+{
+  tcp_connection_t *tc;
+  tcp_header_t *tcp;
+  tcp_rx_trace_t *t;
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < n_bufs; i++)
+    {
+      if (bs[i]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
+       {
+         t = vlib_add_trace (vm, node, bs[i], sizeof (*t));
+         tc = tcp_connection_get (vnet_buffer (bs[i])->tcp.connection_index,
+                                  vm->thread_index);
+         tcp = vlib_buffer_get_current (bs[i]);
+         tcp_set_rx_trace_data (t, tc, tcp, bs[i], is_ip4);
+       }
+    }
+}
+
+static void
+tcp_input_set_error_next (tcp_main_t * tm, u16 * next, u32 * error, u8 is_ip4)
+{
+  if (*error == TCP_ERROR_FILTERED)
+    {
+      *next = TCP_INPUT_NEXT_DROP;
+    }
+  else if ((is_ip4 && tm->punt_unknown4) || (!is_ip4 && tm->punt_unknown6))
+    {
+      *next = TCP_INPUT_NEXT_PUNT;
+      *error = TCP_ERROR_PUNT;
+    }
+  else
+    {
+      *next = TCP_INPUT_NEXT_RESET;
+      *error = TCP_ERROR_NO_LISTENER;
+    }
+}
+
+static inline tcp_connection_t *
+tcp_input_lookup_buffer (vlib_buffer_t * b, u8 thread_index, u32 * error,
+                        u8 is_ip4)
+{
+  u32 fib_index = vnet_buffer (b)->ip.fib_index;
+  int n_advance_bytes, n_data_bytes;
+  transport_connection_t *tc;
+  tcp_header_t *tcp;
+  u8 is_filtered = 0;
+
+  if (is_ip4)
+    {
+      ip4_header_t *ip4 = vlib_buffer_get_current (b);
+      tcp = ip4_next_header (ip4);
+      vnet_buffer (b)->tcp.hdr_offset = (u8 *) tcp - (u8 *) ip4;
+      n_advance_bytes = (ip4_header_bytes (ip4) + tcp_header_bytes (tcp));
+      n_data_bytes = clib_net_to_host_u16 (ip4->length) - n_advance_bytes;
+
+      /* Length check. Checksum computed by ipx_local no need to compute again */
+      if (PREDICT_FALSE (n_advance_bytes < 0))
+       {
+         *error = TCP_ERROR_LENGTH;
+         return 0;
+       }
+
+      tc = session_lookup_connection_wt4 (fib_index, &ip4->dst_address,
+                                         &ip4->src_address, tcp->dst_port,
+                                         tcp->src_port, TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                         thread_index, &is_filtered);
+    }
+  else
+    {
+      ip6_header_t *ip6 = vlib_buffer_get_current (b);
+      tcp = ip6_next_header (ip6);
+      vnet_buffer (b)->tcp.hdr_offset = (u8 *) tcp - (u8 *) ip6;
+      n_advance_bytes = tcp_header_bytes (tcp);
+      n_data_bytes = clib_net_to_host_u16 (ip6->payload_length)
+       - n_advance_bytes;
+      n_advance_bytes += sizeof (ip6[0]);
+
+      if (PREDICT_FALSE (n_advance_bytes < 0))
+       {
+         *error = TCP_ERROR_LENGTH;
+         return 0;
+       }
+
+      tc = session_lookup_connection_wt6 (fib_index, &ip6->dst_address,
+                                         &ip6->src_address, tcp->dst_port,
+                                         tcp->src_port, TRANSPORT_PROTO_TCP,
+                                         thread_index, &is_filtered);
+    }
+
+  vnet_buffer (b)->tcp.seq_number = clib_net_to_host_u32 (tcp->seq_number);
+  vnet_buffer (b)->tcp.ack_number = clib_net_to_host_u32 (tcp->ack_number);
+  vnet_buffer (b)->tcp.data_offset = n_advance_bytes;
+  vnet_buffer (b)->tcp.data_len = n_data_bytes;
+  vnet_buffer (b)->tcp.flags = 0;
+
+  *error = is_filtered ? TCP_ERROR_FILTERED : *error;
+
+  return tcp_get_connection_from_transport (tc);
+}
+
+static inline void
+tcp_input_dispatch_buffer (tcp_main_t * tm, tcp_connection_t * tc,
+                          vlib_buffer_t * b, u16 * next, u32 * error)
+{
+  tcp_header_t *tcp;
+  u8 flags;
+
+  tcp = tcp_buffer_hdr (b);
+  flags = tcp->flags & filter_flags;
+  *next = tm->dispatch_table[tc->state][flags].next;
+  *error = tm->dispatch_table[tc->state][flags].error;
+
+  if (PREDICT_FALSE (*error == TCP_ERROR_DISPATCH
+                    || *next == TCP_INPUT_NEXT_RESET))
+    {
+      /* Overload tcp flags to store state */
+      tcp_state_t state = tc->state;
+      vnet_buffer (b)->tcp.flags = tc->state;
+
+      if (*error == TCP_ERROR_DISPATCH)
+       clib_warning ("disp error state %U flags %U", format_tcp_state,
+                     state, format_tcp_flags, (int) flags);
+    }
+}
+
 always_inline uword
 tcp46_input_inline (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
-                   vlib_frame_t * from_frame, int is_ip4)
+                   vlib_frame_t * frame, int is_ip4)
 {
-  u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
-  u32 my_thread_index = vm->thread_index;
+  u32 n_left_from, *from, thread_index = vm->thread_index;
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b;
+  u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next;
 
-  from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
-  n_left_from = from_frame->n_vectors;
+  tcp_set_time_now (tcp_get_worker (thread_index));
 
-  next_index = node->cached_next_index;
+  from = vlib_frame_vector_args (frame);
+  n_left_from = frame->n_vectors;
+  vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
 
-  while (n_left_from > 0)
+  b = bufs;
+  next = nexts;
+
+  while (n_left_from >= 4)
     {
-      u32 n_left_to_next;
+      u32 error0 = TCP_ERROR_NO_LISTENER, error1 = TCP_ERROR_NO_LISTENER;
+      tcp_connection_t *tc0, *tc1;
 
-      vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
+      {
+       vlib_prefetch_buffer_header (b[2], STORE);
+       CLIB_PREFETCH (b[2]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 
-      while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
-       {
-         int n_advance_bytes0, n_data_bytes0;
-         u32 bi0;
-         vlib_buffer_t *b0;
-         tcp_header_t *tcp0 = 0;
-         tcp_connection_t *tc0;
-         ip4_header_t *ip40;
-         ip6_header_t *ip60;
-         u32 error0 = TCP_ERROR_NO_LISTENER, next0 = TCP_INPUT_NEXT_DROP;
-         u8 flags0;
+       vlib_prefetch_buffer_header (b[3], STORE);
+       CLIB_PREFETCH (b[3]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
+      }
 
-         bi0 = from[0];
-         to_next[0] = bi0;
-         from += 1;
-         to_next += 1;
-         n_left_from -= 1;
-         n_left_to_next -= 1;
+      next[0] = next[1] = TCP_INPUT_NEXT_DROP;
 
-         b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
-         vnet_buffer (b0)->tcp.flags = 0;
+      tc0 = tcp_input_lookup_buffer (b[0], thread_index, &error0, is_ip4);
+      tc1 = tcp_input_lookup_buffer (b[1], thread_index, &error1, is_ip4);
 
-         /* Checksum computed by ipx_local no need to compute again */
+      if (PREDICT_TRUE (!tc0 + !tc1 == 0))
+       {
+         ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc0, tcp_buffer_hdr (b[0])));
+         ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc1, tcp_buffer_hdr (b[1])));
 
-         if (is_ip4)
-           {
-             ip40 = vlib_buffer_get_current (b0);
-             tcp0 = ip4_next_header (ip40);
-             n_advance_bytes0 = (ip4_header_bytes (ip40)
-                                 + tcp_header_bytes (tcp0));
-             n_data_bytes0 = clib_net_to_host_u16 (ip40->length)
-               - n_advance_bytes0;
-
-             /* lookup session */
-             tc0 =
-               (tcp_connection_t *)
-               stream_session_lookup_transport4 (&ip40->dst_address,
-                                                 &ip40->src_address,
-                                                 tcp0->dst_port,
-                                                 tcp0->src_port,
-                                                 SESSION_TYPE_IP4_TCP,
-                                                 my_thread_index);
-           }
-         else
-           {
-             ip60 = vlib_buffer_get_current (b0);
-             tcp0 = ip6_next_header (ip60);
-             n_advance_bytes0 = tcp_header_bytes (tcp0);
-             n_data_bytes0 = clib_net_to_host_u16 (ip60->payload_length)
-               - n_advance_bytes0;
-             n_advance_bytes0 += sizeof (ip60[0]);
-
-             tc0 =
-               (tcp_connection_t *)
-               stream_session_lookup_transport6 (&ip60->src_address,
-                                                 &ip60->dst_address,
-                                                 tcp0->src_port,
-                                                 tcp0->dst_port,
-                                                 SESSION_TYPE_IP6_TCP,
-                                                 my_thread_index);
-           }
+         vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index = tc0->c_c_index;
+         vnet_buffer (b[1])->tcp.connection_index = tc1->c_c_index;
 
-         /* Length check */
-         if (PREDICT_FALSE (n_advance_bytes0 < 0))
+         tcp_input_dispatch_buffer (tm, tc0, b[0], &next[0], &error0);
+         tcp_input_dispatch_buffer (tm, tc1, b[1], &next[1], &error1);
+       }
+      else
+       {
+         if (PREDICT_TRUE (tc0 != 0))
            {
-             error0 = TCP_ERROR_LENGTH;
-             goto done;
+             ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc0, tcp_buffer_hdr (b[0])));
+             vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index = tc0->c_c_index;
+             tcp_input_dispatch_buffer (tm, tc0, b[0], &next[0], &error0);
            }
+         else
+           tcp_input_set_error_next (tm, &next[0], &error0, is_ip4);
 
-         /* Session exists */
-         if (PREDICT_TRUE (0 != tc0))
+         if (PREDICT_TRUE (tc1 != 0))
            {
-             /* Save connection index */
-             vnet_buffer (b0)->tcp.connection_index = tc0->c_c_index;
-             vnet_buffer (b0)->tcp.seq_number =
-               clib_net_to_host_u32 (tcp0->seq_number);
-             vnet_buffer (b0)->tcp.ack_number =
-               clib_net_to_host_u32 (tcp0->ack_number);
-
-             vnet_buffer (b0)->tcp.hdr_offset = (u8 *) tcp0
-               - (u8 *) vlib_buffer_get_current (b0);
-             vnet_buffer (b0)->tcp.data_offset = n_advance_bytes0;
-             vnet_buffer (b0)->tcp.data_len = n_data_bytes0;
-
-             flags0 = tcp0->flags & filter_flags;
-             next0 = tm->dispatch_table[tc0->state][flags0].next;
-             error0 = tm->dispatch_table[tc0->state][flags0].error;
-
-             if (PREDICT_FALSE (error0 == TCP_ERROR_DISPATCH))
-               {
-                 tcp_state_t state0 = tc0->state;
-                 /* Overload tcp flags to store state */
-                 vnet_buffer (b0)->tcp.flags = tc0->state;
-                 clib_warning ("disp error state %U flags %U",
-                               format_tcp_state, &state0,
-                               format_tcp_flags, (int) flags0);
-               }
+             ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc1, tcp_buffer_hdr (b[1])));
+             vnet_buffer (b[1])->tcp.connection_index = tc1->c_c_index;
+             tcp_input_dispatch_buffer (tm, tc1, b[1], &next[1], &error1);
            }
          else
-           {
-             /* Send reset */
-             next0 = TCP_INPUT_NEXT_RESET;
-             error0 = TCP_ERROR_NO_LISTENER;
-           }
+           tcp_input_set_error_next (tm, &next[1], &error1, is_ip4);
+       }
 
-       done:
-         b0->error = error0 ? node->errors[error0] : 0;
+      b += 2;
+      next += 2;
+      n_left_from -= 2;
+    }
+  while (n_left_from > 0)
+    {
+      tcp_connection_t *tc0;
+      u32 error0 = TCP_ERROR_NO_LISTENER;
 
-         if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
-           {
-             tcp_rx_trace_t *t0 =
-               vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t0));
-             tcp_set_rx_trace_data (t0, tc0, tcp0, b0, is_ip4);
-           }
+      if (n_left_from > 1)
+       {
+         vlib_prefetch_buffer_header (b[1], STORE);
+         CLIB_PREFETCH (b[1]->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
+       }
 
-         vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
-                                          n_left_to_next, bi0, next0);
+      next[0] = TCP_INPUT_NEXT_DROP;
+      tc0 = tcp_input_lookup_buffer (b[0], thread_index, &error0, is_ip4);
+      if (PREDICT_TRUE (tc0 != 0))
+       {
+         ASSERT (tcp_lookup_is_valid (tc0, tcp_buffer_hdr (b[0])));
+         vnet_buffer (b[0])->tcp.connection_index = tc0->c_c_index;
+         tcp_input_dispatch_buffer (tm, tc0, b[0], &next[0], &error0);
        }
+      else
+       tcp_input_set_error_next (tm, &next[0], &error0, is_ip4);
 
-      vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
+      b += 1;
+      next += 1;
+      n_left_from -= 1;
     }
 
-  return from_frame->n_vectors;
+  if (PREDICT_FALSE (node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE))
+    tcp_input_trace_frame (vm, node, bufs, frame->n_vectors, is_ip4);
+
+  vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
+  return frame->n_vectors;
 }
 
 static uword
@@ -2518,9 +3478,18 @@ do {                                                             \
 
   /* SYNs for new connections -> tcp-listen. */
   _(LISTEN, TCP_FLAG_SYN, TCP_INPUT_NEXT_LISTEN, TCP_ERROR_NONE);
+  _(LISTEN, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RESET, TCP_ERROR_NONE);
+  _(LISTEN, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_DROP, TCP_ERROR_RST_RCVD);
+  _(LISTEN, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RESET,
+    TCP_ERROR_NONE);
   /* ACK for for a SYN-ACK -> tcp-rcv-process. */
   _(SYN_RCVD, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
   _(SYN_RCVD, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(SYN_RCVD, TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
+    TCP_ERROR_NONE);
+  _(SYN_RCVD, TCP_FLAG_SYN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(SYN_RCVD, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
+    TCP_ERROR_NONE);
   /* SYN-ACK for a SYN */
   _(SYN_SENT, TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_SYN_SENT,
     TCP_ERROR_NONE);
@@ -2535,22 +3504,46 @@ do {                                                            \
   _(ESTABLISHED, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_ESTABLISHED,
     TCP_ERROR_NONE);
   _(ESTABLISHED, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_ESTABLISHED, TCP_ERROR_NONE);
+  _(ESTABLISHED, TCP_FLAG_RST | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_ESTABLISHED,
+    TCP_ERROR_NONE);
+  _(ESTABLISHED, TCP_FLAG_SYN, TCP_INPUT_NEXT_ESTABLISHED, TCP_ERROR_NONE);
+  _(ESTABLISHED, TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_ESTABLISHED,
+    TCP_ERROR_NONE);
   /* ACK or FIN-ACK to our FIN */
   _(FIN_WAIT_1, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
   _(FIN_WAIT_1, TCP_FLAG_ACK | TCP_FLAG_FIN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
     TCP_ERROR_NONE);
   /* FIN in reply to our FIN from the other side */
   _(FIN_WAIT_1, TCP_FLAG_FIN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(FIN_WAIT_1, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(CLOSING, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
   /* FIN confirming that the peer (app) has closed */
   _(FIN_WAIT_2, TCP_FLAG_FIN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(FIN_WAIT_2, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
   _(FIN_WAIT_2, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
     TCP_ERROR_NONE);
+  _(CLOSE_WAIT, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(CLOSE_WAIT, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
+    TCP_ERROR_NONE);
   _(LAST_ACK, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(LAST_ACK, TCP_FLAG_FIN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(LAST_ACK, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
+    TCP_ERROR_NONE);
+  _(LAST_ACK, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(LAST_ACK, TCP_FLAG_SYN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(TIME_WAIT, TCP_FLAG_FIN, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(TIME_WAIT, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS,
+    TCP_ERROR_NONE);
+  _(TIME_WAIT, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
+  _(TIME_WAIT, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_RCV_PROCESS, TCP_ERROR_NONE);
   _(CLOSED, TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_DROP, TCP_ERROR_CONNECTION_CLOSED);
+  _(CLOSED, TCP_FLAG_RST, TCP_INPUT_NEXT_DROP, TCP_ERROR_CONNECTION_CLOSED);
+  _(CLOSED, TCP_FLAG_FIN | TCP_FLAG_ACK, TCP_INPUT_NEXT_DROP,
+    TCP_ERROR_CONNECTION_CLOSED);
 #undef _
 }
 
-clib_error_t *
+static clib_error_t *
 tcp_input_init (vlib_main_t * vm)
 {
   clib_error_t *error = 0;