initial code repo
[stor4nfv.git] / src / ceph / src / msg / async / dpdk / TCP.h
diff --git a/src/ceph/src/msg/async/dpdk/TCP.h b/src/ceph/src/msg/async/dpdk/TCP.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9923fab
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1505 @@
+// -*- mode:C++; tab-width:8; c-basic-offset:2; indent-tabs-mode:t -*-
+/*
+ * This file is open source software, licensed to you under the terms
+ * of the Apache License, Version 2.0 (the "License").  See the NOTICE file
+ * distributed with this work for additional information regarding copyright
+ * ownership.  You may not use this file except in compliance with the License.
+ *
+ * You may obtain a copy of the License at
+ *
+ *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing,
+ * software distributed under the License is distributed on an
+ * "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY
+ * KIND, either express or implied.  See the License for the
+ * specific language governing permissions and limitations
+ * under the License.
+ */
+/*
+ * Copyright (C) 2014 Cloudius Systems, Ltd.
+ */
+
+#ifndef CEPH_DPDK_TCP_H_
+#define CEPH_DPDK_TCP_H_
+
+#include <unordered_map>
+#include <map>
+#include <queue>
+#include <functional>
+#include <deque>
+#include <chrono>
+#include <random>
+#include <stdexcept>
+#include <system_error>
+
+#define CRYPTOPP_ENABLE_NAMESPACE_WEAK 1
+#include <cryptopp/md5.h>
+
+#include "msg/async/dpdk/EventDPDK.h"
+
+#include "include/utime.h"
+#include "common/Throttle.h"
+#include "common/ceph_time.h"
+#include "msg/async/Event.h"
+#include "IPChecksum.h"
+#include "IP.h"
+#include "const.h"
+#include "byteorder.h"
+#include "shared_ptr.h"
+#include "PacketUtil.h"
+
+struct tcp_hdr;
+
+enum class tcp_state : uint16_t {
+  CLOSED          = (1 << 0),
+  LISTEN          = (1 << 1),
+  SYN_SENT        = (1 << 2),
+  SYN_RECEIVED    = (1 << 3),
+  ESTABLISHED     = (1 << 4),
+  FIN_WAIT_1      = (1 << 5),
+  FIN_WAIT_2      = (1 << 6),
+  CLOSE_WAIT      = (1 << 7),
+  CLOSING         = (1 << 8),
+  LAST_ACK        = (1 << 9),
+  TIME_WAIT       = (1 << 10)
+};
+
+inline tcp_state operator|(tcp_state s1, tcp_state s2) {
+  return tcp_state(uint16_t(s1) | uint16_t(s2));
+}
+
+inline std::ostream & operator<<(std::ostream & str, const tcp_state& s) {
+  switch (s) {
+    case tcp_state::CLOSED: return str << "CLOSED";
+    case tcp_state::LISTEN: return str << "LISTEN";
+    case tcp_state::SYN_SENT: return str << "SYN_SENT";
+    case tcp_state::SYN_RECEIVED: return str << "SYN_RECEIVED";
+    case tcp_state::ESTABLISHED: return str << "ESTABLISHED";
+    case tcp_state::FIN_WAIT_1: return str << "FIN_WAIT_1";
+    case tcp_state::FIN_WAIT_2: return str << "FIN_WAIT_2";
+    case tcp_state::CLOSE_WAIT: return str << "CLOSE_WAIT";
+    case tcp_state::CLOSING: return str << "CLOSING";
+    case tcp_state::LAST_ACK: return str << "LAST_ACK";
+    case tcp_state::TIME_WAIT: return str << "TIME_WAIT";
+    default: return str << "UNKNOWN";
+  }
+}
+
+struct tcp_option {
+  // The kind and len field are fixed and defined in TCP protocol
+  enum class option_kind: uint8_t { mss = 2, win_scale = 3, sack = 4, timestamps = 8,  nop = 1, eol = 0 };
+  enum class option_len:  uint8_t { mss = 4, win_scale = 3, sack = 2, timestamps = 10, nop = 1, eol = 1 };
+  struct mss {
+    option_kind kind = option_kind::mss;
+    option_len len = option_len::mss;
+    uint16_t mss;
+    struct mss hton() {
+      struct mss m = *this;
+      m.mss = ::hton(m.mss);
+      return m;
+    }
+  } __attribute__((packed));
+  struct win_scale {
+    option_kind kind = option_kind::win_scale;
+    option_len len = option_len::win_scale;
+    uint8_t shift;
+  } __attribute__((packed));
+  struct sack {
+    option_kind kind = option_kind::sack;
+    option_len len = option_len::sack;
+  } __attribute__((packed));
+  struct timestamps {
+    option_kind kind = option_kind::timestamps;
+    option_len len = option_len::timestamps;
+    uint32_t t1;
+    uint32_t t2;
+  } __attribute__((packed));
+  struct nop {
+    option_kind kind = option_kind::nop;
+  } __attribute__((packed));
+  struct eol {
+    option_kind kind = option_kind::eol;
+  } __attribute__((packed));
+  static const uint8_t align = 4;
+
+  void parse(uint8_t* beg, uint8_t* end);
+  uint8_t fill(tcp_hdr* th, uint8_t option_size);
+  uint8_t get_size(bool syn_on, bool ack_on);
+
+  // For option negotiattion
+  bool _mss_received = false;
+  bool _win_scale_received = false;
+  bool _timestamps_received = false;
+  bool _sack_received = false;
+
+  // Option data
+  uint16_t _remote_mss = 536;
+  uint16_t _local_mss;
+  uint8_t _remote_win_scale = 0;
+  uint8_t _local_win_scale = 0;
+};
+inline uint8_t*& operator+=(uint8_t*& x, tcp_option::option_len len) { x += uint8_t(len); return x; }
+inline uint8_t& operator+=(uint8_t& x, tcp_option::option_len len) { x += uint8_t(len); return x; }
+
+struct tcp_sequence {
+  uint32_t raw;
+};
+
+tcp_sequence ntoh(tcp_sequence ts) {
+  return tcp_sequence { ::ntoh(ts.raw) };
+}
+
+tcp_sequence hton(tcp_sequence ts) {
+  return tcp_sequence { ::hton(ts.raw) };
+}
+
+inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const tcp_sequence& s) {
+  return os << s.raw;
+}
+
+inline tcp_sequence make_seq(uint32_t raw) { return tcp_sequence{raw}; }
+inline tcp_sequence& operator+=(tcp_sequence& s, int32_t n) { s.raw += n; return s; }
+inline tcp_sequence& operator-=(tcp_sequence& s, int32_t n) { s.raw -= n; return s; }
+inline tcp_sequence operator+(tcp_sequence s, int32_t n) { return s += n; }
+inline tcp_sequence operator-(tcp_sequence s, int32_t n) { return s -= n; }
+inline int32_t operator-(tcp_sequence s, tcp_sequence q) { return s.raw - q.raw; }
+inline bool operator==(tcp_sequence s, tcp_sequence q)  { return s.raw == q.raw; }
+inline bool operator!=(tcp_sequence s, tcp_sequence q) { return !(s == q); }
+inline bool operator<(tcp_sequence s, tcp_sequence q) { return s - q < 0; }
+inline bool operator>(tcp_sequence s, tcp_sequence q) { return q < s; }
+inline bool operator<=(tcp_sequence s, tcp_sequence q) { return !(s > q); }
+inline bool operator>=(tcp_sequence s, tcp_sequence q) { return !(s < q); }
+
+struct tcp_hdr {
+  uint16_t src_port;
+  uint16_t dst_port;
+  tcp_sequence seq;
+  tcp_sequence ack;
+  uint8_t rsvd1 : 4;
+  uint8_t data_offset : 4;
+  uint8_t f_fin : 1;
+  uint8_t f_syn : 1;
+  uint8_t f_rst : 1;
+  uint8_t f_psh : 1;
+  uint8_t f_ack : 1;
+  uint8_t f_urg : 1;
+  uint8_t rsvd2 : 2;
+  uint16_t window;
+  uint16_t checksum;
+  uint16_t urgent;
+
+  tcp_hdr hton() {
+    tcp_hdr hdr = *this;
+    hdr.src_port = ::hton(src_port);
+    hdr.dst_port = ::hton(dst_port);
+    hdr.seq = ::hton(seq);
+    hdr.ack = ::hton(ack);
+    hdr.window = ::hton(window);
+    hdr.checksum = ::hton(checksum);
+    hdr.urgent = ::hton(urgent);
+    return hdr;
+  }
+
+  tcp_hdr ntoh() {
+    tcp_hdr hdr = *this;
+    hdr.src_port = ::ntoh(src_port);
+    hdr.dst_port = ::ntoh(dst_port);
+    hdr.seq = ::ntoh(seq);
+    hdr.ack = ::ntoh(ack);
+    hdr.window = ::ntoh(window);
+    hdr.checksum = ::ntoh(checksum);
+    hdr.urgent = ::ntoh(urgent);
+    return hdr;
+  }
+} __attribute__((packed));
+
+struct tcp_tag {};
+using tcp_packet_merger = packet_merger<tcp_sequence, tcp_tag>;
+
+template <typename InetTraits>
+class tcp {
+ public:
+  using ipaddr = typename InetTraits::address_type;
+  using inet_type = typename InetTraits::inet_type;
+  using connid = l4connid<InetTraits>;
+  using connid_hash = typename connid::connid_hash;
+  class connection;
+  class listener;
+ private:
+  class tcb;
+
+  class C_handle_delayed_ack : public EventCallback {
+    tcb *tc;
+
+   public:
+    C_handle_delayed_ack(tcb *t): tc(t) { }
+    void do_request(int r) {
+      tc->_nr_full_seg_received = 0;
+      tc->output();
+    }
+  };
+
+  class C_handle_retransmit : public EventCallback {
+    tcb *tc;
+
+   public:
+    C_handle_retransmit(tcb *t): tc(t) { }
+    void do_request(int r) {
+      tc->retransmit();
+    }
+  };
+
+  class C_handle_persist : public EventCallback {
+    tcb *tc;
+
+   public:
+    C_handle_persist(tcb *t): tc(t) { }
+    void do_request(int r) {
+      tc->persist();
+    }
+  };
+
+  class C_all_data_acked : public EventCallback {
+    tcb *tc;
+
+   public:
+    C_all_data_acked(tcb *t): tc(t) {}
+    void do_request(int fd_or_id) {
+      tc->close_final_cleanup();
+    }
+  };
+
+  class C_actual_remove_tcb : public EventCallback {
+    lw_shared_ptr<tcb> tc;
+   public:
+    C_actual_remove_tcb(tcb *t): tc(t->shared_from_this()) {}
+    void do_request(int r) {
+      delete this;
+    }
+  };
+
+  class tcb : public enable_lw_shared_from_this<tcb> {
+    using clock_type = ceph::coarse_real_clock;
+    static constexpr tcp_state CLOSED         = tcp_state::CLOSED;
+    static constexpr tcp_state LISTEN         = tcp_state::LISTEN;
+    static constexpr tcp_state SYN_SENT       = tcp_state::SYN_SENT;
+    static constexpr tcp_state SYN_RECEIVED   = tcp_state::SYN_RECEIVED;
+    static constexpr tcp_state ESTABLISHED    = tcp_state::ESTABLISHED;
+    static constexpr tcp_state FIN_WAIT_1     = tcp_state::FIN_WAIT_1;
+    static constexpr tcp_state FIN_WAIT_2     = tcp_state::FIN_WAIT_2;
+    static constexpr tcp_state CLOSE_WAIT     = tcp_state::CLOSE_WAIT;
+    static constexpr tcp_state CLOSING        = tcp_state::CLOSING;
+    static constexpr tcp_state LAST_ACK       = tcp_state::LAST_ACK;
+    static constexpr tcp_state TIME_WAIT      = tcp_state::TIME_WAIT;
+    tcp_state _state = CLOSED;
+    tcp& _tcp;
+    UserspaceEventManager &manager;
+    connection* _conn = nullptr;
+    bool _connect_done = false;
+    ipaddr _local_ip;
+    ipaddr _foreign_ip;
+    uint16_t _local_port;
+    uint16_t _foreign_port;
+    struct unacked_segment {
+      Packet p;
+      uint16_t data_len;
+      unsigned nr_transmits;
+      clock_type::time_point tx_time;
+    };
+    struct send {
+      tcp_sequence unacknowledged;
+      tcp_sequence next;
+      uint32_t window;
+      uint8_t window_scale;
+      uint16_t mss;
+      tcp_sequence urgent;
+      tcp_sequence wl1;
+      tcp_sequence wl2;
+      tcp_sequence initial;
+      std::deque<unacked_segment> data;
+      std::deque<Packet> unsent;
+      uint32_t unsent_len = 0;
+      uint32_t queued_len = 0;
+      bool closed = false;
+      // Wait for all data are acked
+      int _all_data_acked_fd = -1;
+      // Limit number of data queued into send queue
+      Throttle user_queue_space;
+      // Round-trip time variation
+      std::chrono::microseconds rttvar;
+      // Smoothed round-trip time
+      std::chrono::microseconds srtt;
+      bool first_rto_sample = true;
+      clock_type::time_point syn_tx_time;
+      // Congestion window
+      uint32_t cwnd;
+      // Slow start threshold
+      uint32_t ssthresh;
+      // Duplicated ACKs
+      uint16_t dupacks = 0;
+      unsigned syn_retransmit = 0;
+      unsigned fin_retransmit = 0;
+      uint32_t limited_transfer = 0;
+      uint32_t partial_ack = 0;
+      tcp_sequence recover;
+      bool window_probe = false;
+      send(CephContext *c): user_queue_space(c, "DPDK::tcp::tcb::user_queue_space", 81920) {}
+    } _snd;
+    struct receive {
+      tcp_sequence next;
+      uint32_t window;
+      uint8_t window_scale;
+      uint16_t mss;
+      tcp_sequence urgent;
+      tcp_sequence initial;
+      std::deque<Packet> data;
+      tcp_packet_merger out_of_order;
+    } _rcv;
+    EventCenter *center;
+    int fd;
+    // positive means no errno, 0 means eof, nagetive means error
+    int16_t _errno = 1;
+    tcp_option _option;
+    EventCallbackRef delayed_ack_event;
+    Tub<uint64_t> _delayed_ack_fd;
+    // Retransmission timeout
+    std::chrono::microseconds _rto{1000*1000};
+    std::chrono::microseconds _persist_time_out{1000*1000};
+    static constexpr std::chrono::microseconds _rto_min{1000*1000};
+    static constexpr std::chrono::microseconds _rto_max{60000*1000};
+    // Clock granularity
+    static constexpr std::chrono::microseconds _rto_clk_granularity{1000};
+    static constexpr uint16_t _max_nr_retransmit{5};
+    EventCallbackRef retransmit_event;
+    Tub<uint64_t> retransmit_fd;
+    EventCallbackRef persist_event;
+    EventCallbackRef all_data_ack_event;
+    Tub<uint64_t> persist_fd;
+    uint16_t _nr_full_seg_received = 0;
+    struct isn_secret {
+      // 512 bits secretkey for ISN generating
+      uint32_t key[16];
+      isn_secret () {
+        std::random_device rd;
+        std::default_random_engine e(rd());
+        std::uniform_int_distribution<uint32_t> dist{};
+        for (auto& k : key) {
+          k = dist(e);
+        }
+      }
+    };
+    static isn_secret _isn_secret;
+    tcp_sequence get_isn();
+    circular_buffer<typename InetTraits::l4packet> _packetq;
+    bool _poll_active = false;
+   public:
+    // callback
+    void close_final_cleanup();
+    ostream& _prefix(std::ostream *_dout);
+
+   public:
+    tcb(tcp& t, connid id);
+    ~tcb();
+    void input_handle_listen_state(tcp_hdr* th, Packet p);
+    void input_handle_syn_sent_state(tcp_hdr* th, Packet p);
+    void input_handle_other_state(tcp_hdr* th, Packet p);
+    void output_one(bool data_retransmit = false);
+    bool is_all_data_acked();
+    int send(Packet p);
+    void connect();
+    Tub<Packet> read();
+    void close();
+    void remove_from_tcbs() {
+      auto id = connid{_local_ip, _foreign_ip, _local_port, _foreign_port};
+      _tcp._tcbs.erase(id);
+    }
+    Tub<typename InetTraits::l4packet> get_packet();
+    void output() {
+      if (!_poll_active) {
+        _poll_active = true;
+
+        auto tcb = this->shared_from_this();
+        _tcp._inet.wait_l2_dst_address(_foreign_ip, Packet(), [tcb] (const ethernet_address &dst, Packet p, int r) {
+          if (r == 0) {
+            tcb->_tcp.poll_tcb(dst, std::move(tcb));
+          } else if (r == -ETIMEDOUT) {
+            // in other states connection should time out
+            if (tcb->in_state(SYN_SENT)) {
+              tcb->_errno = -ETIMEDOUT;
+              tcb->cleanup();
+            }
+          } else if (r == -EBUSY) {
+            // retry later
+            tcb->_poll_active = false;
+            tcb->start_retransmit_timer();
+          }
+        });
+      }
+    }
+
+    int16_t get_errno() const {
+      return _errno;
+    }
+
+    tcp_state& state() {
+      return _state;
+    }
+
+    uint64_t peek_sent_available() {
+      if (!in_state(ESTABLISHED))
+        return 0;
+      uint64_t left = _snd.user_queue_space.get_max() - _snd.user_queue_space.get_current();
+      return left;
+    }
+
+    int is_connected() const {
+      if (_errno <= 0)
+        return _errno;
+      return _connect_done;
+    }
+
+   private:
+    void respond_with_reset(tcp_hdr* th);
+    bool merge_out_of_order();
+    void insert_out_of_order(tcp_sequence seq, Packet p);
+    void trim_receive_data_after_window();
+    bool should_send_ack(uint16_t seg_len);
+    void clear_delayed_ack();
+    Packet get_transmit_packet();
+    void retransmit_one() {
+      bool data_retransmit = true;
+      output_one(data_retransmit);
+    }
+    void start_retransmit_timer() {
+      if (retransmit_fd)
+        center->delete_time_event(*retransmit_fd);
+      retransmit_fd.construct(center->create_time_event(_rto.count(), retransmit_event));
+    };
+    void stop_retransmit_timer() {
+      if (retransmit_fd) {
+        center->delete_time_event(*retransmit_fd);
+        retransmit_fd.destroy();
+      }
+    };
+    void start_persist_timer() {
+      if (persist_fd)
+        center->delete_time_event(*persist_fd);
+      persist_fd.construct(center->create_time_event(_persist_time_out.count(), persist_event));
+    };
+    void stop_persist_timer() {
+      if (persist_fd) {
+        center->delete_time_event(*persist_fd);
+        persist_fd.destroy();
+      }
+    };
+    void persist();
+    void retransmit();
+    void fast_retransmit();
+    void update_rto(clock_type::time_point tx_time);
+    void update_cwnd(uint32_t acked_bytes);
+    void cleanup();
+    uint32_t can_send() {
+      if (_snd.window_probe) {
+        return 1;
+      }
+      // Can not send more than advertised window allows
+      auto x = std::min(uint32_t(_snd.unacknowledged + _snd.window - _snd.next), _snd.unsent_len);
+      // Can not send more than congestion window allows
+      x = std::min(_snd.cwnd, x);
+      if (_snd.dupacks == 1 || _snd.dupacks == 2) {
+        // RFC5681 Step 3.1
+        // Send cwnd + 2 * smss per RFC3042
+        auto flight = flight_size();
+        auto max = _snd.cwnd + 2 * _snd.mss;
+        x = flight <= max ? std::min(x, max - flight) : 0;
+        _snd.limited_transfer += x;
+      } else if (_snd.dupacks >= 3) {
+        // RFC5681 Step 3.5
+        // Sent 1 full-sized segment at most
+        x = std::min(uint32_t(_snd.mss), x);
+      }
+      return x;
+    }
+    uint32_t flight_size() {
+      uint32_t size = 0;
+      std::for_each(_snd.data.begin(), _snd.data.end(),
+                    [&] (unacked_segment& seg) { size += seg.p.len(); });
+      return size;
+    }
+    uint16_t local_mss() {
+      return _tcp.get_hw_features().mtu - tcp_hdr_len_min - InetTraits::ip_hdr_len_min;
+    }
+    void queue_packet(Packet p) {
+      _packetq.emplace_back(
+          typename InetTraits::l4packet{_foreign_ip, std::move(p)});
+    }
+    void signal_data_received() {
+      manager.notify(fd, EVENT_READABLE);
+    }
+    void signal_all_data_acked() {
+      if (_snd._all_data_acked_fd >= 0 && _snd.unsent_len == 0 && _snd.queued_len == 0)
+        manager.notify(_snd._all_data_acked_fd, EVENT_READABLE);
+    }
+    void do_syn_sent() {
+      _state = SYN_SENT;
+      _snd.syn_tx_time = clock_type::now();
+      // Send <SYN> to remote
+      output();
+    }
+    void do_syn_received() {
+      _state = SYN_RECEIVED;
+      _snd.syn_tx_time = clock_type::now();
+      // Send <SYN,ACK> to remote
+      output();
+    }
+    void do_established() {
+      _state = ESTABLISHED;
+      update_rto(_snd.syn_tx_time);
+      _connect_done = true;
+      manager.notify(fd, EVENT_READABLE|EVENT_WRITABLE);
+    }
+    void do_reset() {
+      _state = CLOSED;
+      // Free packets to be sent which are waiting for user_queue_space
+      _snd.user_queue_space.reset();
+      cleanup();
+      _errno = -ECONNRESET;
+      manager.notify(fd, EVENT_READABLE);
+
+      if (_snd._all_data_acked_fd >= 0)
+        manager.notify(_snd._all_data_acked_fd, EVENT_READABLE);
+    }
+    void do_time_wait() {
+      // FIXME: Implement TIME_WAIT state timer
+      _state = TIME_WAIT;
+      cleanup();
+    }
+    void do_closed() {
+      _state = CLOSED;
+      cleanup();
+    }
+    void do_setup_isn() {
+      _snd.initial = get_isn();
+      _snd.unacknowledged = _snd.initial;
+      _snd.next = _snd.initial + 1;
+      _snd.recover = _snd.initial;
+    }
+    void do_local_fin_acked() {
+      _snd.unacknowledged += 1;
+      _snd.next += 1;
+    }
+    bool syn_needs_on() {
+      return in_state(SYN_SENT | SYN_RECEIVED);
+    }
+    bool fin_needs_on() {
+      return in_state(FIN_WAIT_1 | CLOSING | LAST_ACK) && _snd.closed &&
+             _snd.unsent_len == 0 && _snd.queued_len == 0;
+    }
+    bool ack_needs_on() {
+      return !in_state(CLOSED | LISTEN | SYN_SENT);
+    }
+    bool foreign_will_not_send() {
+      return in_state(CLOSING | TIME_WAIT | CLOSE_WAIT | LAST_ACK | CLOSED);
+    }
+    bool in_state(tcp_state state) {
+      return uint16_t(_state) & uint16_t(state);
+    }
+    void exit_fast_recovery() {
+      _snd.dupacks = 0;
+      _snd.limited_transfer = 0;
+      _snd.partial_ack = 0;
+    }
+    uint32_t data_segment_acked(tcp_sequence seg_ack);
+    bool segment_acceptable(tcp_sequence seg_seq, unsigned seg_len);
+    void init_from_options(tcp_hdr* th, uint8_t* opt_start, uint8_t* opt_end);
+    friend class connection;
+
+    friend class C_handle_delayed_ack;
+    friend class C_handle_retransmit;
+    friend class C_handle_persist;
+    friend class C_all_data_acked;
+  };
+
+  CephContext *cct;
+  // ipv4_l4<ip_protocol_num::tcp>
+  inet_type& _inet;
+  EventCenter *center;
+  UserspaceEventManager &manager;
+  std::unordered_map<connid, lw_shared_ptr<tcb>, connid_hash> _tcbs;
+  std::unordered_map<uint16_t, listener*> _listening;
+  std::random_device _rd;
+  std::default_random_engine _e;
+  std::uniform_int_distribution<uint16_t> _port_dist{41952, 65535};
+  circular_buffer<std::pair<lw_shared_ptr<tcb>, ethernet_address>> _poll_tcbs;
+  // queue for packets that do not belong to any tcb
+  circular_buffer<ipv4_traits::l4packet> _packetq;
+  Throttle _queue_space;
+  // Limit number of data queued into send queue
+ public:
+  class connection {
+    lw_shared_ptr<tcb> _tcb;
+   public:
+    explicit connection(lw_shared_ptr<tcb> tcbp) : _tcb(std::move(tcbp)) { _tcb->_conn = this; }
+    connection(const connection&) = delete;
+    connection(connection&& x) noexcept : _tcb(std::move(x._tcb)) {
+      _tcb->_conn = this;
+    }
+    ~connection();
+    void operator=(const connection&) = delete;
+    connection& operator=(connection&& x) {
+      if (this != &x) {
+        this->~connection();
+        new (this) connection(std::move(x));
+      }
+      return *this;
+    }
+    int fd() const {
+      return _tcb->fd;
+    }
+    int send(Packet p) {
+      return _tcb->send(std::move(p));
+    }
+    Tub<Packet> read() {
+      return _tcb->read();
+    }
+    int16_t get_errno() const {
+      return _tcb->get_errno();
+    }
+    void close_read();
+    void close_write();
+    entity_addr_t remote_addr() const {
+      entity_addr_t addr;
+      auto net_ip = _tcb->_foreign_ip.hton();
+      memcpy((void*)&addr.in4_addr().sin_addr.s_addr,
+             &net_ip, sizeof(addr.in4_addr().sin_addr.s_addr));
+      addr.set_family(AF_INET);
+      return addr;
+    }
+    uint64_t peek_sent_available() {
+      return _tcb->peek_sent_available();
+    }
+    int is_connected() const { return _tcb->is_connected(); }
+  };
+  class listener {
+    tcp& _tcp;
+    uint16_t _port;
+    int _fd = -1;
+    int16_t _errno;
+    queue<connection> _q;
+    size_t _q_max_length;
+
+   private:
+    listener(tcp& t, uint16_t port, size_t queue_length)
+        : _tcp(t), _port(port), _errno(0), _q(), _q_max_length(queue_length) {
+    }
+   public:
+    listener(const listener&) = delete;
+    void operator=(const listener&) = delete;
+    listener(listener&& x)
+        : _tcp(x._tcp), _port(x._port), _fd(std::move(x._fd)), _errno(x._errno),
+          _q(std::move(x._q)) {
+      if (_fd >= 0)
+        _tcp._listening[_port] = this;
+    }
+    ~listener() {
+      abort_accept();
+    }
+    int listen() {
+      if (_tcp._listening.find(_port) != _tcp._listening.end())
+        return -EADDRINUSE;
+      _tcp._listening.emplace(_port, this);
+      _fd = _tcp.manager.get_eventfd();
+      return 0;
+    }
+    Tub<connection> accept() {
+      Tub<connection> c;
+      if (!_q.empty()) {
+        c = std::move(_q.front());
+        _q.pop();
+      }
+      return c;
+    }
+    void abort_accept() {
+      while (!_q.empty())
+        _q.pop();
+      if (_fd >= 0) {
+        _tcp._listening.erase(_port);
+        _tcp.manager.close(_fd);
+        _fd = -1;
+      }
+    }
+    int16_t get_errno() const {
+      return _errno;
+    }
+    bool full() const {
+      return _q.size() == _q_max_length;
+    }
+    int fd() const {
+      return _fd;
+    }
+    friend class tcp;
+  };
+ public:
+  explicit tcp(CephContext *c, inet_type& inet, EventCenter *cen);
+  void received(Packet p, ipaddr from, ipaddr to);
+  bool forward(forward_hash& out_hash_data, Packet& p, size_t off);
+  listener listen(uint16_t port, size_t queue_length = 100);
+  connection connect(const entity_addr_t &addr);
+  const hw_features& get_hw_features() const { return _inet._inet.get_hw_features(); }
+  void poll_tcb(const ethernet_address &dst, lw_shared_ptr<tcb> tcb) {
+    _poll_tcbs.emplace_back(std::move(tcb), dst);
+  }
+  bool push_listen_queue(uint16_t port, tcb *t) {
+    auto listener = _listening.find(port);
+    if (listener == _listening.end() || listener->second->full()) {
+      return false;
+    }
+    listener->second->_q.push(connection(t->shared_from_this()));
+    manager.notify(listener->second->_fd, EVENT_READABLE);
+    return true;
+  }
+
+ private:
+  void send_packet_without_tcb(ipaddr from, ipaddr to, Packet p);
+  void respond_with_reset(tcp_hdr* rth, ipaddr local_ip, ipaddr foreign_ip);
+  friend class listener;
+};
+
+template <typename InetTraits>
+tcp<InetTraits>::tcp(CephContext *c, inet_type& inet, EventCenter *cen)
+    : cct(c), _inet(inet), center(cen),
+      manager(static_cast<DPDKDriver*>(cen->get_driver())->manager),
+      _e(_rd()), _queue_space(cct, "DPDK::tcp::queue_space", 81920) {
+  int tcb_polled = 0u;
+  _inet.register_packet_provider([this, tcb_polled] () mutable {
+    Tub<typename InetTraits::l4packet> l4p;
+    auto c = _poll_tcbs.size();
+    if (!_packetq.empty() && (!(tcb_polled % 128) || c == 0)) {
+      l4p = std::move(_packetq.front());
+      _packetq.pop_front();
+      _queue_space.put(l4p->p.len());
+    } else {
+      while (c--) {
+        tcb_polled++;
+        lw_shared_ptr<tcb> tcb;
+        ethernet_address dst;
+        std::tie(tcb, dst) = std::move(_poll_tcbs.front());
+        _poll_tcbs.pop_front();
+        l4p = std::move(tcb->get_packet());
+        if (l4p) {
+          l4p->e_dst = dst;
+          break;
+        }
+      }
+    }
+    return l4p;
+  });
+}
+
+template <typename InetTraits>
+auto tcp<InetTraits>::listen(uint16_t port, size_t queue_length) -> listener {
+  return listener(*this, port, queue_length);
+}
+
+template <typename InetTraits>
+typename tcp<InetTraits>::connection tcp<InetTraits>::connect(const entity_addr_t &addr) {
+  uint16_t src_port;
+  connid id;
+  auto src_ip = _inet._inet.host_address();
+  auto dst_ip = ipv4_address(addr);
+  auto dst_port = addr.get_port();
+
+  do {
+    src_port = _port_dist(_e);
+    id = connid{src_ip, dst_ip, src_port, (uint16_t)dst_port};
+    if (_tcbs.find(id) == _tcbs.end()) {
+      if (_inet._inet.netif()->hw_queues_count() == 1 ||
+          _inet._inet.netif()->hash2cpu(
+              id.hash(_inet._inet.netif()->rss_key())) == center->get_id())
+        break;
+    }
+  } while (true);
+
+  auto tcbp = make_lw_shared<tcb>(*this, id);
+  _tcbs.insert({id, tcbp});
+  tcbp->connect();
+  return connection(tcbp);
+}
+
+template <typename InetTraits>
+bool tcp<InetTraits>::forward(forward_hash& out_hash_data, Packet& p, size_t off) {
+  auto th = p.get_header<tcp_hdr>(off);
+  if (th) {
+    out_hash_data.push_back(th->src_port);
+    out_hash_data.push_back(th->dst_port);
+  }
+  return true;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::received(Packet p, ipaddr from, ipaddr to) {
+  auto th = p.get_header<tcp_hdr>(0);
+  if (!th) {
+    return;
+  }
+  // th->data_offset is correct even before ntoh()
+  if (unsigned(th->data_offset * 4) < sizeof(*th)) {
+    return;
+  }
+
+  if (!get_hw_features().rx_csum_offload) {
+    checksummer csum;
+    InetTraits::tcp_pseudo_header_checksum(csum, from, to, p.len());
+    csum.sum(p);
+    if (csum.get() != 0) {
+      return;
+    }
+  }
+  auto h = th->ntoh();
+  auto id = connid{to, from, h.dst_port, h.src_port};
+  auto tcbi = _tcbs.find(id);
+  lw_shared_ptr<tcb> tcbp;
+  if (tcbi == _tcbs.end()) {
+    auto listener = _listening.find(id.local_port);
+    if (listener == _listening.end() || listener->second->full()) {
+      // 1) In CLOSE state
+      // 1.1 all data in the incoming segment is discarded.  An incoming
+      // segment containing a RST is discarded. An incoming segment not
+      // containing a RST causes a RST to be sent in response.
+      // FIXME:
+      //      if ACK off: <SEQ=0><ACK=SEG.SEQ+SEG.LEN><CTL=RST,ACK>
+      //      if ACK on:  <SEQ=SEG.ACK><CTL=RST>
+      return respond_with_reset(&h, id.local_ip, id.foreign_ip);
+    } else {
+      // 2) In LISTEN state
+      // 2.1 first check for an RST
+      if (h.f_rst) {
+        // An incoming RST should be ignored
+        return;
+      }
+      // 2.2 second check for an ACK
+      if (h.f_ack) {
+        // Any acknowledgment is bad if it arrives on a connection
+        // still in the LISTEN state.
+        // <SEQ=SEG.ACK><CTL=RST>
+        return respond_with_reset(&h, id.local_ip, id.foreign_ip);
+      }
+      // 2.3 third check for a SYN
+      if (h.f_syn) {
+        // check the security
+        // NOTE: Ignored for now
+        tcbp = make_lw_shared<tcb>(*this, id);
+        _tcbs.insert({id, tcbp});
+        return tcbp->input_handle_listen_state(&h, std::move(p));
+      }
+      // 2.4 fourth other text or control
+      // So you are unlikely to get here, but if you do, drop the
+      // segment, and return.
+      return;
+    }
+  } else {
+    tcbp = tcbi->second;
+    if (tcbp->state() == tcp_state::SYN_SENT) {
+      // 3) In SYN_SENT State
+      return tcbp->input_handle_syn_sent_state(&h, std::move(p));
+    } else {
+      // 4) In other state, can be one of the following:
+      // SYN_RECEIVED, ESTABLISHED, FIN_WAIT_1, FIN_WAIT_2
+      // CLOSE_WAIT, CLOSING, LAST_ACK, TIME_WAIT
+      return tcbp->input_handle_other_state(&h, std::move(p));
+    }
+  }
+}
+
+// Send packet does not belong to any tcb
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::send_packet_without_tcb(ipaddr from, ipaddr to, Packet p) {
+  if (_queue_space.get_or_fail(p.len())) { // drop packets that do not fit the queue
+    _inet.wait_l2_dst_address(to, std::move(p), [this, to] (const ethernet_address &e_dst, Packet p, int r) mutable {
+      if (r == 0)
+        _packetq.emplace_back(ipv4_traits::l4packet{to, std::move(p), e_dst, ip_protocol_num::tcp});
+    });
+  }
+}
+
+template <typename InetTraits>
+tcp<InetTraits>::connection::~connection() {
+  if (_tcb) {
+    _tcb->_conn = nullptr;
+    close_read();
+    close_write();
+  }
+}
+
+template <typename InetTraits>
+tcp<InetTraits>::tcb::tcb(tcp& t, connid id)
+    : _tcp(t), manager(t.manager), _local_ip(id.local_ip) , _foreign_ip(id.foreign_ip),
+      _local_port(id.local_port), _foreign_port(id.foreign_port),
+      _snd(_tcp.cct),
+      center(t.center),
+      fd(t.manager.get_eventfd()),
+      delayed_ack_event(new tcp<InetTraits>::C_handle_delayed_ack(this)),
+      retransmit_event(new tcp<InetTraits>::C_handle_retransmit(this)),
+      persist_event(new tcp<InetTraits>::C_handle_persist(this)),
+      all_data_ack_event(new tcp<InetTraits>::C_all_data_acked(this)) {}
+
+template <typename InetTraits>
+tcp<InetTraits>::tcb::~tcb()
+{
+  if (_delayed_ack_fd)
+    center->delete_time_event(*_delayed_ack_fd);
+  if (retransmit_fd)
+    center->delete_time_event(*retransmit_fd);
+  if (persist_fd)
+    center->delete_time_event(*persist_fd);
+  delete delayed_ack_event;
+  delete retransmit_event;
+  delete persist_event;
+  delete all_data_ack_event;
+  manager.close(fd);
+  fd = -1;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::respond_with_reset(tcp_hdr* rth)
+{
+  _tcp.respond_with_reset(rth, _local_ip, _foreign_ip);
+}
+
+template <typename InetTraits>
+uint32_t tcp<InetTraits>::tcb::data_segment_acked(tcp_sequence seg_ack) {
+  uint32_t total_acked_bytes = 0;
+  // Full ACK of segment
+  while (!_snd.data.empty()
+         && (_snd.unacknowledged + _snd.data.front().p.len() <= seg_ack)) {
+    auto acked_bytes = _snd.data.front().p.len();
+    _snd.unacknowledged += acked_bytes;
+    // Ignore retransmitted segments when setting the RTO
+    if (_snd.data.front().nr_transmits == 0) {
+      update_rto(_snd.data.front().tx_time);
+    }
+    update_cwnd(acked_bytes);
+    total_acked_bytes += acked_bytes;
+    _snd.user_queue_space.put(_snd.data.front().data_len);
+    manager.notify(fd, EVENT_WRITABLE);
+    _snd.data.pop_front();
+  }
+  // Partial ACK of segment
+  if (_snd.unacknowledged < seg_ack) {
+    auto acked_bytes = seg_ack - _snd.unacknowledged;
+    if (!_snd.data.empty()) {
+      auto& unacked_seg = _snd.data.front();
+      unacked_seg.p.trim_front(acked_bytes);
+    }
+    _snd.unacknowledged = seg_ack;
+    update_cwnd(acked_bytes);
+    total_acked_bytes += acked_bytes;
+  }
+  return total_acked_bytes;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+bool tcp<InetTraits>::tcb::segment_acceptable(tcp_sequence seg_seq, unsigned seg_len) {
+  if (seg_len == 0 && _rcv.window == 0) {
+    // SEG.SEQ = RCV.NXT
+    return seg_seq == _rcv.next;
+  } else if (seg_len == 0 && _rcv.window > 0) {
+    // RCV.NXT =< SEG.SEQ < RCV.NXT+RCV.WND
+    return (_rcv.next <= seg_seq) && (seg_seq < _rcv.next + _rcv.window);
+  } else if (seg_len > 0 && _rcv.window > 0) {
+    // RCV.NXT =< SEG.SEQ < RCV.NXT+RCV.WND
+    //    or
+    // RCV.NXT =< SEG.SEQ+SEG.LEN-1 < RCV.NXT+RCV.WND
+    bool x = (_rcv.next <= seg_seq) && seg_seq < (_rcv.next + _rcv.window);
+    bool y = (_rcv.next <= seg_seq + seg_len - 1) && (seg_seq + seg_len - 1 < _rcv.next + _rcv.window);
+    return x || y;
+  } else  {
+    // SEG.LEN > 0 RCV.WND = 0, not acceptable
+    return false;
+  }
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::init_from_options(tcp_hdr* th, uint8_t* opt_start, uint8_t* opt_end) {
+  // Handle tcp options
+  _option.parse(opt_start, opt_end);
+
+  // Remote receive window scale factor
+  _snd.window_scale = _option._remote_win_scale;
+  // Local receive window scale factor
+  _rcv.window_scale = _option._local_win_scale;
+
+  // Maximum segment size remote can receive
+  _snd.mss = _option._remote_mss;
+  // Maximum segment size local can receive
+  _rcv.mss = _option._local_mss = local_mss();
+
+  // Linux's default window size
+  _rcv.window = 29200 << _rcv.window_scale;
+  _snd.window = th->window << _snd.window_scale;
+
+  // Segment sequence number used for last window update
+  _snd.wl1 = th->seq;
+  // Segment acknowledgment number used for last window update
+  _snd.wl2 = th->ack;
+
+  // Setup initial congestion window
+  if (2190 < _snd.mss) {
+    _snd.cwnd = 2 * _snd.mss;
+  } else if (1095 < _snd.mss && _snd.mss <= 2190) {
+    _snd.cwnd = 3 * _snd.mss;
+  } else {
+    _snd.cwnd = 4 * _snd.mss;
+  }
+
+  // Setup initial slow start threshold
+  _snd.ssthresh = th->window << _snd.window_scale;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+Packet tcp<InetTraits>::tcb::get_transmit_packet() {
+  // easy case: empty queue
+  if (_snd.unsent.empty()) {
+    return Packet();
+  }
+  auto can_send = this->can_send();
+  // Max number of TCP payloads we can pass to NIC
+  uint32_t len;
+  if (_tcp.get_hw_features().tx_tso) {
+    // FIXME: Info tap device the size of the splitted packet
+    len = _tcp.get_hw_features().max_packet_len - tcp_hdr_len_min - InetTraits::ip_hdr_len_min;
+  } else {
+    len = std::min(uint16_t(_tcp.get_hw_features().mtu - tcp_hdr_len_min - InetTraits::ip_hdr_len_min), _snd.mss);
+  }
+  can_send = std::min(can_send, len);
+  // easy case: one small packet
+  if (_snd.unsent.front().len() <= can_send) {
+    auto p = std::move(_snd.unsent.front());
+    _snd.unsent.pop_front();
+    _snd.unsent_len -= p.len();
+    return p;
+  }
+  // moderate case: need to split one packet
+  if (_snd.unsent.front().len() > can_send) {
+    auto p = _snd.unsent.front().share(0, can_send);
+    _snd.unsent.front().trim_front(can_send);
+    _snd.unsent_len -= p.len();
+    return p;
+  }
+  // hard case: merge some packets, possibly split last
+  auto p = std::move(_snd.unsent.front());
+  _snd.unsent.pop_front();
+  can_send -= p.len();
+  while (!_snd.unsent.empty()
+         && _snd.unsent.front().len() <= can_send) {
+    can_send -= _snd.unsent.front().len();
+    p.append(std::move(_snd.unsent.front()));
+    _snd.unsent.pop_front();
+  }
+  // FIXME: this will result in calling "deleter" of packet which free managed objects
+  // will used later
+  // if (!_snd.unsent.empty() && can_send) {
+  //   auto& q = _snd.unsent.front();
+  //   p.append(q.share(0, can_send));
+  //   q.trim_front(can_send);
+  // }
+  _snd.unsent_len -= p.len();
+  return p;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::output_one(bool data_retransmit) {
+  if (in_state(CLOSED)) {
+    return;
+  }
+
+  Packet p = data_retransmit ? _snd.data.front().p.share() : get_transmit_packet();
+  Packet clone = p.share();  // early clone to prevent share() from calling packet::unuse_internal_data() on header.
+  uint16_t len = p.len();
+  bool syn_on = syn_needs_on();
+  bool ack_on = ack_needs_on();
+
+  auto options_size = _option.get_size(syn_on, ack_on);
+  auto th = p.prepend_header<tcp_hdr>(options_size);
+
+  th->src_port = _local_port;
+  th->dst_port = _foreign_port;
+
+  th->f_syn = syn_on;
+  th->f_ack = ack_on;
+  if (ack_on) {
+    clear_delayed_ack();
+  }
+  th->f_urg = false;
+  th->f_psh = false;
+
+  tcp_sequence seq;
+  if (data_retransmit) {
+    seq = _snd.unacknowledged;
+  } else {
+    seq = syn_on ? _snd.initial : _snd.next;
+    _snd.next += len;
+  }
+  th->seq = seq;
+  th->ack = _rcv.next;
+  th->data_offset = (sizeof(*th) + options_size) / 4;
+  th->window = _rcv.window >> _rcv.window_scale;
+  th->checksum = 0;
+
+  // FIXME: does the FIN have to fit in the window?
+  bool fin_on = fin_needs_on();
+  th->f_fin = fin_on;
+
+  // Add tcp options
+  _option.fill(th, options_size);
+  *th = th->hton();
+
+  offload_info oi;
+  checksummer csum;
+  uint16_t pseudo_hdr_seg_len = 0;
+
+  oi.tcp_hdr_len = sizeof(tcp_hdr) + options_size;
+
+  if (_tcp.get_hw_features().tx_csum_l4_offload) {
+    oi.needs_csum = true;
+
+    //
+    // tx checksum offloading: both virtio-net's VIRTIO_NET_F_CSUM dpdk's
+    // PKT_TX_TCP_CKSUM - requires th->checksum to be initialized to ones'
+    // complement sum of the pseudo header.
+    //
+    // For TSO the csum should be calculated for a pseudo header with
+    // segment length set to 0. All the rest is the same as for a TCP Tx
+    // CSUM offload case.
+    //
+    if (_tcp.get_hw_features().tx_tso && len > _snd.mss) {
+      oi.tso_seg_size = _snd.mss;
+    } else {
+      pseudo_hdr_seg_len = sizeof(*th) + options_size + len;
+    }
+  } else {
+    pseudo_hdr_seg_len = sizeof(*th) + options_size + len;
+    oi.needs_csum = false;
+  }
+
+  InetTraits::tcp_pseudo_header_checksum(csum, _local_ip, _foreign_ip,
+                                         pseudo_hdr_seg_len);
+
+  if (_tcp.get_hw_features().tx_csum_l4_offload) {
+    th->checksum = ~csum.get();
+  } else {
+    csum.sum(p);
+    th->checksum = csum.get();
+  }
+
+  oi.protocol = ip_protocol_num::tcp;
+
+  p.set_offload_info(oi);
+
+  if (!data_retransmit && (len || syn_on || fin_on)) {
+    auto now = clock_type::now();
+    if (len) {
+      unsigned nr_transmits = 0;
+      _snd.data.emplace_back(unacked_segment{std::move(clone),
+                                             len, nr_transmits, now});
+    }
+    if (!retransmit_fd) {
+      start_retransmit_timer();
+    }
+  }
+
+  queue_packet(std::move(p));
+}
+
+template <typename InetTraits>
+bool tcp<InetTraits>::tcb::is_all_data_acked() {
+  if (_snd.data.empty() && _snd.unsent_len == 0 && _snd.queued_len == 0) {
+    return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+Tub<Packet> tcp<InetTraits>::tcb::read() {
+  Tub<Packet> p;
+  if (_rcv.data.empty())
+    return p;
+
+  p.construct();
+  for (auto&& q : _rcv.data) {
+    p->append(std::move(q));
+  }
+  _rcv.data.clear();
+  return p;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+int tcp<InetTraits>::tcb::send(Packet p) {
+  // We can not send after the connection is closed
+  assert(!_snd.closed);
+
+  if (in_state(CLOSED))
+    return -ECONNRESET;
+
+  auto len = p.len();
+  if (!_snd.user_queue_space.get_or_fail(len)) {
+    // note: caller must ensure enough queue space to send
+    ceph_abort();
+  }
+  // TODO: Handle p.len() > max user_queue_space case
+  _snd.queued_len += len;
+  _snd.unsent_len += len;
+  _snd.queued_len -= len;
+  _snd.unsent.push_back(std::move(p));
+  if (can_send() > 0) {
+    output();
+  }
+  return len;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::close() {
+  if (in_state(CLOSED) || _snd.closed) {
+    return ;
+  }
+  // TODO: We should make this asynchronous
+
+  _errno = -EPIPE;
+  center->delete_file_event(fd, EVENT_READABLE|EVENT_WRITABLE);
+  bool acked = is_all_data_acked();
+  if (!acked) {
+    _snd._all_data_acked_fd = manager.get_eventfd();
+    center->create_file_event(_snd._all_data_acked_fd, EVENT_READABLE, all_data_ack_event);
+  } else {
+    close_final_cleanup();
+  }
+}
+
+template <typename InetTraits>
+bool tcp<InetTraits>::tcb::should_send_ack(uint16_t seg_len) {
+  // We've received a TSO packet, do ack immediately
+  if (seg_len > _rcv.mss) {
+    _nr_full_seg_received = 0;
+    if (_delayed_ack_fd) {
+      center->delete_time_event(*_delayed_ack_fd);
+      _delayed_ack_fd.destroy();
+    }
+    return true;
+  }
+
+  // We've received a full sized segment, ack for every second full sized segment
+  if (seg_len == _rcv.mss) {
+    if (_nr_full_seg_received++ >= 1) {
+      _nr_full_seg_received = 0;
+      if (_delayed_ack_fd) {
+        center->delete_time_event(*_delayed_ack_fd);
+        _delayed_ack_fd.destroy();
+      }
+      return true;
+    }
+  }
+
+  // If the timer is armed and its callback hasn't been run.
+  if (_delayed_ack_fd) {
+    return false;
+  }
+
+  // If the timer is not armed, schedule a delayed ACK.
+  // The maximum delayed ack timer allowed by RFC1122 is 500ms, most
+  // implementations use 200ms.
+  _delayed_ack_fd.construct(center->create_time_event(200*1000, delayed_ack_event));
+  return false;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::clear_delayed_ack() {
+  if (_delayed_ack_fd) {
+    center->delete_time_event(*_delayed_ack_fd);
+    _delayed_ack_fd.destroy();
+  }
+}
+
+template <typename InetTraits>
+bool tcp<InetTraits>::tcb::merge_out_of_order() {
+  bool merged = false;
+  if (_rcv.out_of_order.map.empty()) {
+    return merged;
+  }
+  for (auto it = _rcv.out_of_order.map.begin(); it != _rcv.out_of_order.map.end();) {
+    auto& p = it->second;
+    auto seg_beg = it->first;
+    auto seg_len = p.len();
+    auto seg_end = seg_beg + seg_len;
+    if (seg_beg <= _rcv.next && seg_end > _rcv.next) {
+      // This segment has been received out of order and its previous
+      // segment has been received now
+      auto trim = _rcv.next - seg_beg;
+      if (trim) {
+        p.trim_front(trim);
+        seg_len -= trim;
+      }
+      _rcv.next += seg_len;
+      _rcv.data.push_back(std::move(p));
+      // Since c++11, erase() always returns the value of the following element
+      it = _rcv.out_of_order.map.erase(it);
+      merged = true;
+    } else if (_rcv.next >= seg_end) {
+      // This segment has been receive already, drop it
+      it = _rcv.out_of_order.map.erase(it);
+    } else {
+      // seg_beg > _rcv.need, can not merge. Note, seg_beg can grow only,
+      // so we can stop looking here.
+      it++;
+      break;
+    }
+  }
+  return merged;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::insert_out_of_order(tcp_sequence seg, Packet p) {
+  _rcv.out_of_order.merge(seg, std::move(p));
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::trim_receive_data_after_window() {
+  abort();
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::fast_retransmit() {
+  if (!_snd.data.empty()) {
+    auto& unacked_seg = _snd.data.front();
+    unacked_seg.nr_transmits++;
+    retransmit_one();
+    output();
+  }
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::update_rto(clock_type::time_point tx_time) {
+  // Update RTO according to RFC6298
+  auto R = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(clock_type::now() - tx_time);
+  if (_snd.first_rto_sample) {
+    _snd.first_rto_sample = false;
+    // RTTVAR <- R/2
+    // SRTT <- R
+    _snd.rttvar = R / 2;
+    _snd.srtt = R;
+  } else {
+    // RTTVAR <- (1 - beta) * RTTVAR + beta * |SRTT - R'|
+    // SRTT <- (1 - alpha) * SRTT + alpha * R'
+    // where alpha = 1/8 and beta = 1/4
+    auto delta = _snd.srtt > R ? (_snd.srtt - R) : (R - _snd.srtt);
+    _snd.rttvar = _snd.rttvar * 3 / 4 + delta / 4;
+    _snd.srtt = _snd.srtt * 7 / 8 +  R / 8;
+  }
+  // RTO <- SRTT + max(G, K * RTTVAR)
+  _rto =  _snd.srtt + std::max(_rto_clk_granularity, 4 * _snd.rttvar);
+
+  // Make sure 1 sec << _rto << 60 sec
+  _rto = std::max(_rto, _rto_min);
+  _rto = std::min(_rto, _rto_max);
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::update_cwnd(uint32_t acked_bytes) {
+  uint32_t smss = _snd.mss;
+  if (_snd.cwnd < _snd.ssthresh) {
+    // In slow start phase
+    _snd.cwnd += std::min(acked_bytes, smss);
+  } else {
+    // In congestion avoidance phase
+    uint32_t round_up = 1;
+    _snd.cwnd += std::max(round_up, smss * smss / _snd.cwnd);
+  }
+}
+
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::tcb::cleanup() {
+  manager.notify(fd, EVENT_READABLE);
+  _snd.closed = true;
+  _snd.unsent.clear();
+  _snd.data.clear();
+  _rcv.out_of_order.map.clear();
+  _rcv.data.clear();
+  stop_retransmit_timer();
+  clear_delayed_ack();
+  center->dispatch_event_external(new tcp<InetTraits>::C_actual_remove_tcb(this));
+  remove_from_tcbs();
+}
+
+template <typename InetTraits>
+tcp_sequence tcp<InetTraits>::tcb::get_isn() {
+  // Per RFC6528, TCP SHOULD generate its Initial Sequence Numbers
+  // with the expression:
+  //   ISN = M + F(localip, localport, remoteip, remoteport, secretkey)
+  //   M is the 4 microsecond timer
+  using namespace std::chrono;
+  uint32_t hash[4];
+  hash[0] = _local_ip.ip;
+  hash[1] = _foreign_ip.ip;
+  hash[2] = (_local_port << 16) + _foreign_port;
+  hash[3] = _isn_secret.key[15];
+  CryptoPP::Weak::MD5::Transform(hash, _isn_secret.key);
+  auto seq = hash[0];
+  auto m = duration_cast<microseconds>(clock_type::now().time_since_epoch());
+  seq += m.count() / 4;
+  return make_seq(seq);
+}
+
+template <typename InetTraits>
+Tub<typename InetTraits::l4packet> tcp<InetTraits>::tcb::get_packet() {
+  _poll_active = false;
+  if (_packetq.empty()) {
+    output_one();
+  }
+
+  Tub<typename InetTraits::l4packet> p;
+  if (in_state(CLOSED)) {
+    return p;
+  }
+
+  assert(!_packetq.empty());
+
+  p = std::move(_packetq.front());
+  _packetq.pop_front();
+  if (!_packetq.empty() || (_snd.dupacks < 3 && can_send() > 0)) {
+    // If there are packets to send in the queue or tcb is allowed to send
+    // more add tcp back to polling set to keep sending. In addition, dupacks >= 3
+    // is an indication that an segment is lost, stop sending more in this case.
+    output();
+  }
+  return p;
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::connection::close_read() {
+  // do nothing
+  // _tcb->manager.notify(_tcb->fd, EVENT_READABLE);
+}
+
+template <typename InetTraits>
+void tcp<InetTraits>::connection::close_write() {
+  _tcb->close();
+}
+
+template <typename InetTraits>
+constexpr uint16_t tcp<InetTraits>::tcb::_max_nr_retransmit;
+
+template <typename InetTraits>
+constexpr std::chrono::microseconds tcp<InetTraits>::tcb::_rto_min;
+
+template <typename InetTraits>
+constexpr std::chrono::microseconds tcp<InetTraits>::tcb::_rto_max;
+
+template <typename InetTraits>
+constexpr std::chrono::microseconds tcp<InetTraits>::tcb::_rto_clk_granularity;
+
+template <typename InetTraits>
+typename tcp<InetTraits>::tcb::isn_secret tcp<InetTraits>::tcb::_isn_secret;
+
+
+#endif /* TCP_HH_ */