QUIC ACK Manager, Statistics Manager and Congestion Control API
authorHugo Landau <hlandau@openssl.org>
Tue, 28 Jun 2022 12:52:48 +0000 (13:52 +0100)
committerHugo Landau <hlandau@openssl.org>
Wed, 24 Aug 2022 13:05:46 +0000 (14:05 +0100)
This is the initial implementation of the ACK Manager for OpenSSL's QUIC
support, with supporting design documentation and tests.

Because the ACK Manager also depends on the Statistics Manager, it is
also implemented here. The Statistics Manager is quite simple, so this
does not amount to a large amount of extra code.

Because the ACK Manager depends on a congestion controller, it adds a
no-op congestion controller, which uses the previously workshopped
congestion control API.

Reviewed-by: Tomas Mraz <tomas@openssl.org>
Reviewed-by: Richard Levitte <levitte@openssl.org>
(Merged from https://github.com/openssl/openssl/pull/18676)

16 files changed:
doc/designs/quic-design/images/ackm.png [new file with mode: 0644]
doc/designs/quic-design/quic-ackm.md [new file with mode: 0644]
doc/designs/quic-design/quic-statm.md [new file with mode: 0644]
doc/internal/man3/OSSL_TIME.pod
include/internal/quic_ackm.h [new file with mode: 0644]
include/internal/quic_cc.h [new file with mode: 0644]
include/internal/quic_statm.h [new file with mode: 0644]
include/internal/quic_types.h
include/internal/time.h
ssl/quic/build.info
ssl/quic/cc_dummy.c [new file with mode: 0644]
ssl/quic/quic_ackm.c [new file with mode: 0644]
ssl/quic/quic_statm.c [new file with mode: 0644]
test/build.info
test/quic_ackm_test.c [new file with mode: 0644]
test/recipes/75-test_quic_ackm.t [new file with mode: 0644]

diff --git a/doc/designs/quic-design/images/ackm.png b/doc/designs/quic-design/images/ackm.png
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7591534
Binary files /dev/null and b/doc/designs/quic-design/images/ackm.png differ
diff --git a/doc/designs/quic-design/quic-ackm.md b/doc/designs/quic-design/quic-ackm.md
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f81634a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,521 @@
+QUIC ACK Manager
+================
+
+![(Overview block diagram.)](images/ackm.png "QUIC ACK Manager Block Diagram")
+
+The QUIC ACK manager is responsible for, on the TX side:
+
+  - Handling received ACK frames
+  - Generating notifications that a packet we sent was delivered successfully
+  - Generating notifications that a packet we sent was lost
+  - Generating requests for probe transmission
+  - Providing information on the largest unacked packet number so that packet
+    numbers in packet headers can be encoded and decoded correctly
+
+On the RX side, it is responsible for:
+
+  - Generating ACK frames for later transmission in response to packets we
+    received
+  - Providing information on whether a given RX packet number is potentially
+    duplicate and should not be processed
+
+In order to allow it to perform these tasks, the ACK manager must:
+
+  - be notified of all transmitted packets
+  - be notified of all received datagrams
+  - be notified of all received packets
+  - be notified of all received ACK frames
+  - be notified when a packet number space is discarded
+  - be notified when its loss detection deadline arrives
+
+The ACK manager consumes:
+
+  - an arbitrary function which returns the current time;
+  - a RTT statistics tracker;
+  - a congestion controller.
+
+The ACK manager provides the following outputs:
+
+  - It indicates the current deadline by which the loss detection
+    event should be invoked.
+
+  - It indicates when probes should be generated.
+
+  - It indicates what ACK frames should be generated.
+
+  - It indicates the current deadline by which new ACK frames
+    will be generated, if any.
+
+  - It indicates the largest unacknowledged packet number
+    for a given packet number space.
+
+  - It calls a callback for each transmitted packet it is notified
+    of, specifying whether the packet was successfully acknowledged by the peer,
+    lost or discarded.
+
+  - It may communicate with a congestion controller, causing the
+    congestion controller to update its state.
+
+  - It may communicate with a RTT statistics tracker, causing it
+    to update its state.
+
+In this document, “the caller” refers to the system which makes use of the ACK
+manager.
+
+Utility Definitions
+-------------------
+
+There are three QUIC packet number spaces: Initial, Handshake and Application
+Data.
+
+```c
+/* QUIC packet number spaces. */
+#define QUIC_PN_SPACE_INITIAL       0
+#define QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE     1
+#define QUIC_PN_SPACE_APP           2
+#define QUIC_PN_SPACE_NUM           3
+```
+
+Packet numbers are 62-bit values represented herein by `QUIC_PN`.
+`QUIC_PN_INFINITE` evaluates to an invalid QUIC packet number value.
+
+```c
+/* QUIC packet number representation. */
+typedef uint64_t QUIC_PN;
+#define QUIC_PN_INFINITE            UINT64_MAX
+```
+
+Instantiation
+-------------
+
+The QUIC ACK manager is instantiated as follows:
+
+```c
+typedef struct ossl_ackm_st OSSL_ACKM;
+
+OSSL_ACKM *ossl_ackm_new(OSSL_TIME (*now)(void *arg),
+                         void *now_arg,
+                         QUIC_STATM *statm,
+                         OSSL_CC_METHOD *cc_method,
+                         OSSL_CC_DATA *cc_data);
+
+void ossl_ackm_free(OSSL_ACKM *ackm);
+```
+
+The function pointer `now` is invoked by the ACK manager to obtain the current
+time. `now_arg` is passed as the argument. The congestion controller method and
+instance passed are used by the ACK manager instance. `statm` points to a
+[Statistics Manager tracker instance](quic-statm.md).
+
+Events
+------
+
+The ACK manager state is evolved in response to events provided to the ACK
+manager by the caller.
+
+### On TX Packet
+
+This must be called when a packet is transmitted. It does not provide the
+payload of the packet, but provides metadata about the packet which is relevant
+to the loss detection and acknowledgement process.
+
+The caller is responsible for the allocation of the structure and the structure
+must remain allocated until one of the callbacks is called or the ACK manager is
+freed. It is expected this structure will usually be freed (or returned to a
+pool) in the implementation of either callback passed by the caller.
+
+Only exactly one of the callbacks in the structure will be called over the
+lifetime of a `OSSL_ACKM_TX_PKT`, and only once.
+
+Returns 1 on success.
+
+```c
+typedef struct ossl_ackm_tx_pkt_st {
+    /* The packet number of the transmitted packet. */
+    QUIC_PN pkt_num;
+
+    /* The number of bytes in the packet which was sent. */
+    size_t num_bytes;
+
+    /* The time at which the packet was sent. */
+    OSSL_TIME time;
+
+    /*
+     * If the packet being described by this structure contains an ACK frame,
+     * this must be set to the largest PN ACK'd by that frame.
+     *
+     * Otherwise, it should be set to QUIC_PN_INVALID.
+     *
+     * This is necessary to bound the number of PNs we have to keep track of on
+     * the RX side (RFC 9000 s. 13.2.4). It allows older PN tracking information
+     * on the RX side to be discarded.
+     */
+    QUIC_PN largest_acked;
+
+    /*
+     * One of the QUIC_PN_SPACE_* values. This qualifies the pkt_num field
+     * into a packet number space.
+     */
+    unsigned int pkt_space :2;
+
+    /* 1 if the packet is in flight. */
+    unsigned int is_inflight :1;
+
+    /* 1 if the packet has one or more ACK-eliciting frames. */
+    unsigned int is_ack_eliciting :1;
+
+    /* 1 if the packet is a PTO probe. */
+    unsigned int is_pto_probe :1;
+
+    /* 1 if the packet is an MTU probe. */
+    unsigned int is_mtu_probe :1;
+
+    /* Callback called if frames in this packet are lost. arg is cb_arg. */
+    void (*on_lost)(void *arg);
+
+    /* Callback called if frames in this packet are acked. arg is cb_arg. */
+    void (*on_acked)(void *arg);
+
+    /*
+     * Callback called if frames in this packet are neither acked nor lost. arg
+     * is cb_arg.
+     */
+    void (*on_discarded)(void *arg);
+    void  *cb_arg;
+
+    /* (Internal use fields are appended here and must be zero-initialized.) */
+} OSSL_ACKM_TX_PKT;
+
+int ossl_ackm_on_tx_packet(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt);
+```
+
+### On RX Datagram
+
+This must be called whenever a datagram is received. A datagram may contain
+multiple packets, and this function should be called before the calls to
+`ossl_ackm_on_rx_packet`.
+
+The primary use of this function is to inform the ACK manager of new credit to
+the anti-amplification budget. Packet and ACK-frame related logic are handled
+separately in the subsequent calls to `ossl_ackm_on_rx_packet` and
+`ossl_ackm_on_rx_ack_frame`, respectively.
+
+Returns 1 on success.
+
+```c
+int ossl_ackm_on_rx_datagram(OSSL_ACKM *ackm, size_t num_bytes);
+```
+
+### On RX Packet
+
+This must be called whenever a packet is received. It should be called after
+`ossl_ackm_on_rx_datagram` was called for the datagram containing the packet.
+
+Returns 1 on success.
+
+```c
+#define OSSL_ACKM_ECN_NONE      0
+#define OSSL_ACKM_ECN_ECT1      1
+#define OSSL_ACKM_ECN_ECT0      2
+#define OSSL_ACKM_ECN_ECNCE     3
+
+typedef struct ossl_ackm_rx_pkt_st {
+    /* The packet number of the received packet. */
+    QUIC_PN pkt_num;
+
+    /* The time at which the packet was received. */
+    OSSL_TIME time;
+
+    /*
+     * One of the QUIC_PN_SPACE_* values. This qualifies the pkt_num field
+     * into a packet number space.
+     */
+    unsigned int pkt_space :2;
+
+    /* 1 if the packet has one or more ACK-eliciting frames. */
+    unsigned int is_ack_eliciting :1;
+
+    /*
+     * One of the OSSL_ACKM_ECN_* values. This is the ECN labelling applied
+     * to the received packet. If unknown, use OSSL_ACKM_ECN_NONE.
+     */
+    unsigned int ecn :2;
+} OSSL_ACKM_RX_PKT;
+
+int ossl_ackm_on_rx_packet(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_ACKM_RX_PKT *pkt);
+```
+
+### On RX ACK Frame
+
+This must be called whenever an ACK frame is received. It should be called
+after any call to `ossl_ackm_on_rx_packet`.
+
+The ranges of packet numbers being acknowledged are passed as an argument.
+`pkt_space` is one of the `QUIC_PN_SPACE_*` values, specifying the packet number
+space of the containing packet. `rx_time` is the time the frame was
+received.
+
+This function causes `on_acked` callbacks to be invoked on applicable packets.
+
+Returns 1 on success.
+
+```c
+typedef struct ossl_ackm_ack_range_st {
+    /*
+     * Represents an inclusive range of packet numbers [start, end].
+     * start must be <= end.
+     */
+    QUIC_PN start, end;
+} OSSL_ACKM_ACK_RANGE;
+
+typedef struct ossl_ackm_ack {
+    /*
+     * A sequence of packet number ranges [[start, end]...].
+     *
+     * The ranges must be sorted in descending order, for example:
+     *      [ 95, 100]
+     *      [ 90,  92]
+     *      etc.
+     *
+     * As such, ack_ranges[0].end is always the highest packet number
+     * being acknowledged and ack_ranges[num_ack_ranges-1].start is
+     * always the lowest packet number being acknowledged.
+     *
+     * num_ack_ranges must be greater than zero, as an ACK frame must
+     * acknowledge at least one packet number.
+     */
+    const OSSL_ACKM_ACK_RANGE  *ack_ranges;
+    size_t                      num_ack_ranges;
+
+    OSSL_TIME                   delay_time;
+    uint64_t                    ect0, ect1, ecnce;
+    /* 1 if the ect0, ect1 and ecnce fields are valid */
+    char                        ecn_present;
+} OSSL_ACKM_ACK;
+
+int ossl_ackm_on_rx_ack_frame(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_ACKM_ACK *ack,
+                              int pkt_space, OSSL_TIME rx_time);
+```
+
+### On Packet Space Discarded
+
+This must be called whenever a packet number space is discarded. ACK-tracking
+information for the number space is thrown away. Any previously provided
+`OSSL_ACKM_TX_PKT` structures have their `on_discarded` callback invoked,
+providing an opportunity for them to be freed.
+
+Returns 1 on success.
+
+```c
+int ossl_ackm_on_pkt_space_discarded(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+```
+
+### On Handshake Confirmed
+
+This should be called by the caller when the QUIC handshake is confirmed. The
+Probe Timeout (PTO) algorithm behaves differently depending on whether the QUIC
+handshake is confirmed yet.
+
+Returns 1 on success.
+
+```c
+int ossl_ackm_on_handshake_confirmed(OSSL_ACKM *ackm);
+```
+
+### On Timeout
+
+This must be called whenever the loss detection deadline expires.
+
+```c
+int ossl_ackm_on_timeout(OSSL_ACKM *ackm);
+```
+
+Queries
+-------
+
+These functions allow information about the status of the ACK manager to be
+obtained.
+
+### Get Loss Detection Deadline
+
+This returns a deadline after which `ossl_ackm_on_timeout` should be called.
+
+If it is `OSSL_TIME_INFINITY`, no timeout is currently active.
+
+The value returned by this function may change after any call to any of the
+event functions above is made.
+
+```c
+OSSL_TIME ossl_ackm_get_loss_detection_deadline(OSSL_ACKM *ackm);
+```
+
+### Get ACK Frame
+
+This returns a pointer to a `OSSL_ACKM_ACK` structure representing the
+information which should be packed into an ACK frame and transmitted.
+
+This generates an ACK frame regardless of whether the ACK manager thinks one
+should currently be sent. To determine if the ACK manager thinks an ACK frame
+should be sent, use `ossl_ackm_is_ack_desired`, discussed below.
+
+If no new ACK frame is currently needed, returns NULL. After calling this
+function, calling the function immediately again will return NULL.
+
+The structure pointed to by the returned pointer, and the referenced ACK range
+structures, are guaranteed to remain valid until the next call to any
+`OSSL_ACKM` function. After such a call is made, all fields become undefined.
+
+This function is used to provide ACK frames for acknowledging packets which have
+been received and notified to the ACK manager via `ossl_ackm_on_rx_packet`.
+
+Calling this function clears the flag returned by `ossl_ackm_is_ack_desired` and
+the deadline returned by `ossl_ackm_get_ack_deadline`.
+
+```c
+const OSSL_ACKM_ACK *ossl_ackm_get_ack_frame(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+```
+
+### Is ACK Desired
+
+This returns 1 if the ACK manager thinks an ACK frame ought to be generated and
+sent at this time. `ossl_ackm_get_ack_frame` will always provide an ACK frame
+whether or not this returns 1, so it is suggested that you call this function
+first to determine whether you need to generate an ACK frame.
+
+The return value of this function can change based on calls to
+`ossl_ackm_on_rx_packet` and based on the passage of time (see
+`ossl_ackm_get_ack_deadline`).
+
+```c
+int ossl_ackm_is_ack_desired(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+```
+
+### Get ACK Deadline
+
+The ACK manager may defer generation of ACK frames to optimize performance. For
+example, after a packet requiring acknowledgement is received, it may decide to
+wait until a few more packets are received before generating an ACK frame, so
+that a single ACK frame can acknowledge all of them. However, if further
+packets do not arrive, an ACK frame must be generated anyway within a certain
+amount of time.
+
+This function returns the deadline at which the return value of
+`ossl_ackm_is_ack_desired` will change to 1, or `OSSL_TIME_INFINITY`, which
+means that no deadline is currently applicable. If the deadline has already
+passed, it may either return that deadline or `OSSL_TIME_ZERO`.
+
+```c
+OSSL_TIME ossl_ackm_get_ack_deadline(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+```
+
+### Is RX PN Processable
+
+Returns 1 if the given RX packet number is “processable”. A processable PN is
+one that is not either
+
+  - duplicate, meaning that we have already been passed such a PN in a call
+    to `ossl_ackm_on_rx_packet`; or
+
+  - written off, meaning that the PN is so old that we have stopped tracking
+    state for it (meaning we cannot tell whether it is a duplicate and cannot
+    process it safely).
+
+This should be called for a packet before attempting to process its contents.
+Failure to do so may may result in processing a duplicated packet in violation
+of the RFC.
+
+The returrn value of this function transitions from 1 to 0 for a given PN once
+that PN is passed to ossl_ackm_on_rx_packet, thus this functiion must be used
+before calling `ossl_ackm_on_rx_packet`.
+
+```c
+int ossl_ackm_is_rx_pn_processable(OSSL_ACKM *ackm, QUIC_PN pn, int pkt_space);
+```
+
+### Get Probe Packet
+
+This determines if the ACK manager is requesting any probe packets to be
+transmitted.
+
+The user calls `ossl_ackm_get_probe_request`. The structure pointed
+to by `info` is filled and the function returns 1 on success.
+
+The fields of `OSSL_ACKM_PROBE_INFO` record the number of probe requests
+of each type which are outstanding. In short:
+
+  - `handshake` designates the number of ACK-eliciting Handshake
+    packets being requested. This is equivalent to
+    `SendOneAckElicitingHandshakePacket()` in RFC 9002.
+
+  - `padded_initial` designates the number of ACK-eliciting
+    padded Initial packets being requested. This is equivalent to
+    `SendOneAckElicitingPaddedInitialPacket()` in RFC 9002.
+
+  - `pto` designates the number of ACK-eliciting outstanding probe events
+    corresponding to each packet number space. This is equivalent to
+    `SendOneOrTwoAckElicitingPackets(pn_space)` in RFC 9002.
+
+Once the caller has processed these requests, the caller must clear these
+outstanding requests by calling `ossl_ackm_get_probe_request` with `clear` set
+to 1. If `clear` is non-zero, the current values are returned and then zeroed,
+so that the next call to `ossl_ackm_get_probe_request` (if made immediately)
+will return zero values for all fields.
+
+```c
+typedef struct ossl_ackm_probe_info_st {
+    uint32_t handshake;
+    uint32_t padded_initial;
+    uint32_t pto[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+} OSSL_ACKM_PROBE_INFO;
+
+int ossl_ackm_get_probe_request(OSSL_ACKM *ackm, int clear,
+                                OSSL_ACKM_PROBE_INFO *info);
+```
+
+### Get Largest Unacked Packet Number
+
+This gets the largest unacknowledged packet number in the given packet number
+space. The packet number is written to `*pn`. Returns 1 on success.
+
+This is needed so that packet encoders can determine with what length to encode
+the abridged packet number in the packet header.
+
+```c
+int ossl_ackm_get_largest_unacked(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space, QUIC_PN *pn);
+```
+
+Callback Functionality
+----------------------
+
+The ACK manager supports optional callback functionality when its deadlines
+are updated. By default, the callback functionality is not enabled. To use
+the callback functionality, call either or both of the following functions
+with a non-NULL function pointer:
+
+```c
+void ossl_ackm_set_loss_detection_deadline_callback(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                    void (*fn)(OSSL_TIME deadline,
+                                                               void *arg),
+                                                    void *arg);
+
+void ossl_ackm_set_ack_deadline_callback(OSSL_ACKM *ackm,
+                                         void (*fn)(OSSL_TIME deadline,
+                                                    int pkt_space,
+                                                    void *arg),
+                                         void *arg);
+```
+
+Callbacks can be subsequently disabled by calling these functions with a NULL
+function pointer. The callbacks are not called at the time that they are set,
+therefore it is recommended to call them immediately after the call to
+`ossl_ackm_new`.
+
+The loss detection deadline callback is called whenever the value returned
+by `ossl_ackm_get_loss_detection_deadline` changes.
+
+The ACK deadline callback is called whenever the value returned by
+`ossl_ackm_get_ack_deadline` changes for a given packet space.
+
+The `deadline` argument reflects the value which will be newly returned by the
+corresponding function. If the configured callback calls either of these
+functions, the returned value will reflect the new deadline.
diff --git a/doc/designs/quic-design/quic-statm.md b/doc/designs/quic-design/quic-statm.md
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1fa9c8a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,73 @@
+QUIC Statistics Manager
+=======================
+
+The statistics manager keeps track of RTT statistics for use by the QUIC
+implementation.
+
+It provides the following interface:
+
+Instantiation
+-------------
+
+The QUIC statistics manager is instantiated as follows:
+
+```c
+typedef struct ossl_statm_st {
+    ...
+} OSSL_STATM;
+
+int ossl_statm_init(OSSL_STATM *statm);
+
+void ossl_statm_destroy(OSSL_STATM *statm);
+```
+
+The structure is defined in headers, so it may be initialised without needing
+its own memory allocation. However, other code should not examine the fields of
+`OSSL_STATM` directly.
+
+Get RTT Info
+------------
+
+The current RTT info is retrieved using the function `ossl_statm_get_rtt_info`,
+which fills an `OSSL_RTT_INFO` structure:
+
+```c
+typedef struct ossl_rtt_info_st {
+    /* As defined in RFC 9002. */
+    OSSL_TIME smoothed_rtt, latest_rtt, rtt_variance, min_rtt,
+              max_ack_delay;
+} OSSL_RTT_INFO;
+
+void ossl_statm_get_rtt_info(OSSL_STATM *statm, OSSL_RTT_INFO *rtt_info);
+```
+
+Update RTT
+----------
+
+New RTT samples are provided using the  `ossl_statm_update_rtt` function:
+
+  - `ack_delay`. This is the ACK Delay value; see RFC 9000.
+
+  - `override_latest_rtt` provides a new latest RTT sample. If it is
+    `OSSL_TIME_ZERO`, the existing Latest RTT value is used when updating the
+    RTT.
+
+The maximum ACK delay configured using `ossl_statm_set_max_ack_delay` is not
+enforced automatically on the `ack_delay` argument as the circumstances where
+this should be enforced are context sensitive. It is the caller's responsibility
+to retrieve the value and enforce the maximum ACK delay if appropriate.
+
+```c
+void ossl_statm_update_rtt(OSSL_STATM *statm,
+                           OSSL_TIME ack_delay,
+                           OSSL_TIME override_latest_rtt);
+```
+
+Set Max. Ack Delay
+------------------
+
+Sets the maximum ACK delay field reported by `OSSL_RTT_INFO`.
+
+```c
+void ossl_statm_set_max_ack_delay(OSSL_STATM *statm, OSSL_TIME max_ack_delay);
+```
index 81dad2e0d9803fa323077ad1ac98bb2c97f8f038..eda5b987442845f40b58c1e32c98f89d07ec422f 100644 (file)
@@ -5,8 +5,9 @@
 OSSL_TIME, OSSL_TIME_SECOND, ossl_time_infinite, ossl_time_zero,
 ossl_ticks2time, ossl_time2ticks,
 ossl_time_now, ossl_time_time_to_timeval, ossl_time_compare,
-ossl_time_add, ossl_time_subtract
-- times and durations
+ossl_time_add, ossl_time_subtract, ossl_time_multiply,
+ossl_time_divide, ossl_time_abs_difference, ossl_time_max,
+ossl_time_min - times and durations
 
 =head1 SYNOPSIS
 
@@ -28,6 +29,11 @@ ossl_time_add, ossl_time_subtract
  int ossl_time_compare(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b);
  OSSL_TIME ossl_time_add(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b);
  OSSL_TIME ossl_time_subtract(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b);
+ OSSL_TIME ossl_time_multiply(OSSL_TIME a, uint64_t b);
+ OSSL_TIME ossl_time_divide(OSSL_TIME a, uint64_t b);
+ OSSL_TIME ossl_time_abs_difference(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b);
+ OSSL_TIME ossl_time_max(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b);
+ OSSL_TIME ossl_time_min(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b);
 
 =head1 DESCRIPTION
 
@@ -78,6 +84,19 @@ B<ossl_time_subtract> performs a saturating subtraction of the two items,
 returning I<a> - I<b>.
 If the difference would be negative,  B<0> is returned.
 
+B<ossl_time_multiply> performs a saturating multiplication of a time value by a
+given integer multiplier.
+
+B<ossl_time_divide> performs floor division of a time value by a given integer
+divisor.
+
+B<ossl_time_abs_difference> returns the magnitude of the difference between two
+time values.
+
+B<ossl_time_min> returns the lesser of two time values.
+
+B<ossl_time_max> returns the greater of two time values.
+
 =head1 NOTES
 
 The largest representable duration is guaranteed to be at least 500 years.
@@ -102,6 +121,17 @@ the last representable time on overflow.
 B<ossl_time_subtract> returns the difference of the two times or the
 time of the Epoch on underflow.
 
+B<ossl_time_multiply> returns the result of multiplying the given time by the
+given integral multiplier, or B<OSSL_TIME_INFINITY> on overflow.
+
+B<ossl_time_divide> returns the result of dividing the given time by the given
+integral divisor.
+
+B<ossl_time_abs_difference> returns the magnitude of the difference between the
+input time values.
+
+B<ossl_time_min> and B<ossl_time_max> choose and return one of the input values.
+
 =head1 HISTORY
 
 This functionality was added in OpenSSL 3.1.
diff --git a/include/internal/quic_ackm.h b/include/internal/quic_ackm.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1188e30
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,206 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+#ifndef OSSL_QUIC_ACKM_H
+# define OSSL_QUIC_ACKM_H
+
+# include "internal/quic_statm.h"
+# include "internal/quic_cc.h"
+# include "internal/quic_types.h"
+# include "internal/quic_wire.h"
+# include "internal/time.h"
+
+typedef struct ossl_ackm_st OSSL_ACKM;
+
+OSSL_ACKM *ossl_ackm_new(OSSL_TIME (*now)(void *arg),
+                         void *now_arg,
+                         OSSL_STATM *statm,
+                         const OSSL_CC_METHOD *cc_method,
+                         OSSL_CC_DATA *cc_data);
+void ossl_ackm_free(OSSL_ACKM *ackm);
+
+void ossl_ackm_set_loss_detection_deadline_callback(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                    void (*fn)(OSSL_TIME deadline,
+                                                               void *arg),
+                                                    void *arg);
+
+void ossl_ackm_set_ack_deadline_callback(OSSL_ACKM *ackm,
+                                         void (*fn)(OSSL_TIME deadline,
+                                                    int pkt_space,
+                                                    void *arg),
+                                         void *arg);
+
+typedef struct ossl_ackm_tx_pkt_st {
+    /* The packet number of the transmitted packet. */
+    QUIC_PN pkt_num;
+
+    /* The number of bytes in the packet which was sent. */
+    size_t num_bytes;
+
+    /* The time at which the packet was sent. */
+    OSSL_TIME time;
+
+    /*
+     * If the packet being described by this structure contains an ACK frame,
+     * this must be set to the largest PN ACK'd by that frame.
+     *
+     * Otherwise, it should be set to QUIC_PN_INVALID.
+     *
+     * This is necessary to bound the number of PNs we have to keep track of on
+     * the RX side (RFC 9000 s. 13.2.4). It allows older PN tracking information
+     * on the RX side to be discarded.
+     */
+    QUIC_PN largest_acked;
+
+    /*
+     * One of the QUIC_PN_SPACE_* values. This qualifies the pkt_num field
+     * into a packet number space.
+     */
+    unsigned int pkt_space :2;
+
+    /* 1 if the packet is in flight. */
+    unsigned int is_inflight :1;
+
+    /* 1 if the packet has one or more ACK-eliciting frames. */
+    unsigned int is_ack_eliciting :1;
+
+    /* 1 if the packet is a PTO probe. */
+    unsigned int is_pto_probe :1;
+
+    /* 1 if the packet is an MTU probe. */
+    unsigned int is_mtu_probe :1;
+
+    /* Callback called if frames in this packet are lost. arg is cb_arg. */
+    void (*on_lost)(void *arg);
+    /* Callback called if frames in this packet are acked. arg is cb_arg. */
+    void (*on_acked)(void *arg);
+    /*
+     * Callback called if frames in this packet are neither acked nor lost. arg
+     * is cb_arg.
+     */
+    void (*on_discarded)(void *arg);
+    void  *cb_arg;
+
+    /* 
+     * (Internal use fields; must be zero-initialized.)
+     *
+     * prev and next link us into the TX history list, anext is used to manifest
+     * a singly-linked list of newly-acknowledged packets, and lnext is used to
+     * manifest a singly-linked list of newly lost packets.
+     */
+    struct ossl_ackm_tx_pkt_st *prev;
+    struct ossl_ackm_tx_pkt_st *next;
+    struct ossl_ackm_tx_pkt_st *anext;
+    struct ossl_ackm_tx_pkt_st *lnext;
+} OSSL_ACKM_TX_PKT;
+
+int ossl_ackm_on_tx_packet(OSSL_ACKM *ackm, OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt);
+int ossl_ackm_on_rx_datagram(OSSL_ACKM *ackm, size_t num_bytes);
+
+#define OSSL_ACKM_ECN_NONE      0
+#define OSSL_ACKM_ECN_ECT1      1
+#define OSSL_ACKM_ECN_ECT0      2
+#define OSSL_ACKM_ECN_ECNCE     3
+
+typedef struct ossl_ackm_rx_pkt_st {
+    /* The packet number of the received packet. */
+    QUIC_PN pkt_num;
+
+    /* The time at which the packet was received. */
+    OSSL_TIME time;
+
+    /*
+     * One of the QUIC_PN_SPACE_* values. This qualifies the pkt_num field
+     * into a packet number space.
+     */
+    unsigned int pkt_space :2;
+
+    /* 1 if the packet has one or more ACK-eliciting frames. */
+    unsigned int is_ack_eliciting :1;
+
+    /*
+     * One of the OSSL_ACKM_ECN_* values. This is the ECN labelling applied to
+     * the received packet. If unknown, use OSSL_ACKM_ECN_NONE.
+     */
+    unsigned int ecn :2;
+} OSSL_ACKM_RX_PKT;
+
+int ossl_ackm_on_rx_packet(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_ACKM_RX_PKT *pkt);
+
+int ossl_ackm_on_rx_ack_frame(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack,
+                              int pkt_space, OSSL_TIME rx_time);
+
+int ossl_ackm_on_pkt_space_discarded(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+int ossl_ackm_on_handshake_confirmed(OSSL_ACKM *ackm);
+int ossl_ackm_on_timeout(OSSL_ACKM *ackm);
+
+OSSL_TIME ossl_ackm_get_loss_detection_deadline(OSSL_ACKM *ackm);
+
+/*
+ * Generates an ACK frame, regardless of whether the ACK manager thinks
+ * one should currently be sent.
+ *
+ * This clears the flag returned by ossl_ackm_is_ack_desired and the deadline
+ * returned by ossl_ackm_get_ack_deadline.
+ */
+const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ossl_ackm_get_ack_frame(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                   int pkt_space);
+
+/*
+ * Returns the deadline after which an ACK frame should be generated by calling
+ * ossl_ackm_get_ack_frame, or OSSL_TIME_INFINITY if no deadline is currently
+ * applicable. If the deadline has already passed, this function may return that
+ * deadline, or may return OSSL_TIME_ZERO.
+ */
+OSSL_TIME ossl_ackm_get_ack_deadline(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+
+/*
+ * Returns 1 if the ACK manager thinks an ACK frame ought to be generated and
+ * sent at this time. ossl_ackm_get_ack_frame will always provide an ACK frame
+ * whether or not this returns 1, so it is suggested that you call this function
+ * first to determine whether you need to generate an ACK frame.
+ *
+ * The return value of this function can change based on calls to
+ * ossl_ackm_on_rx_packet and based on the passage of time (see
+ * ossl_ackm_get_ack_deadline).
+ */
+int ossl_ackm_is_ack_desired(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space);
+
+/*
+ * Returns 1 if the given RX PN is 'processable'. A processable PN is one that
+ * is not either
+ *
+ *   - duplicate, meaning that we have already been passed such a PN in a call
+ *     to ossl_ackm_on_rx_packet; or
+ *
+ *   - written off, meaning that the PN is so old we have stopped tracking state
+ *     for it (meaning that we cannot tell whether it is a duplicate and cannot
+ *     process it safely).
+ *
+ * This should be called for a packet before attempting to process its contents.
+ * Failure to do so may result in processing a duplicated packet in violation of
+ * the RFC.
+ *
+ * The return value of this function transitions from 1 to 0 for a given PN once
+ * that PN is passed to ossl_ackm_on_rx_packet, thus thus function must be used
+ * before calling ossl_ackm_on_rx_packet.
+ */
+int ossl_ackm_is_rx_pn_processable(OSSL_ACKM *ackm, QUIC_PN pn, int pkt_space);
+
+typedef struct ossl_ackm_probe_info_st {
+    uint32_t handshake;
+    uint32_t padded_initial;
+    uint32_t pto[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+} OSSL_ACKM_PROBE_INFO;
+
+int ossl_ackm_get_probe_request(OSSL_ACKM *ackm, int clear,
+                                OSSL_ACKM_PROBE_INFO *info);
+
+int ossl_ackm_get_largest_unacked(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space, QUIC_PN *pn);
+
+#endif
diff --git a/include/internal/quic_cc.h b/include/internal/quic_cc.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..298d9c5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,150 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+#ifndef OSSL_QUIC_CC_H
+# define OSSL_QUIC_CC_H
+
+#include "openssl/params.h"
+#include "internal/time.h"
+
+typedef struct ossl_cc_data_st *OSSL_CC_DATA;
+
+typedef struct ossl_cc_method_st {
+    void *dummy;
+
+    /*
+     * Create a new OSSL_CC_DATA object to handle the congestion control
+     * calculations.
+     *
+     * |settings| are mandatory settings that will cause the
+     * new() call to fail if they are not understood).
+     * |options| are optional settings that will not
+     * cause the new() call to fail if they are not understood.
+     * |changeables| contain additional parameters that the congestion
+     * control algorithms need that can be updated during the
+     * connection lifetime - for example size of the datagram payload.
+     * To avoid calling a function with OSSL_PARAM array every time
+     * these parameters are changed the addresses of these param
+     * values are considered permanent and the values can be updated
+     * any time.
+     */
+    OSSL_CC_DATA *(*new)(OSSL_PARAM *settings, OSSL_PARAM *options,
+                         OSSL_PARAM *changeables);
+
+    /*
+     * Release the OSSL_CC_DATA.
+     */
+    void (*free)(OSSL_CC_DATA *ccdata);
+
+    /*
+     * Reset the congestion control state.
+     * |flags| to support different level of reset (partial/full).
+     */
+    void (*reset)(OSSL_CC_DATA *ccdata, int flags);
+
+    /*
+     * Set number of packets exempted from CC - used for probing
+     * |numpackets| is a small value (2).
+     * Returns 0 on error, 1 otherwise.
+     */
+    int (*set_exemption)(OSSL_CC_DATA *ccdata, int numpackets);
+
+    /*
+     * Get current number of packets exempted from CC.
+     * Returns negative value on error, the number otherwise.
+     */
+    int (*get_exemption)(OSSL_CC_DATA *ccdata);
+
+    /*
+     * Returns 1 if sending is allowed, 0 otherwise.
+     */
+    int (*can_send)(OSSL_CC_DATA *ccdata);
+
+    /*
+     * Returns number of bytes allowed to be sent.
+     * |time_since_last_send| is time since last send operation
+     * in microseconds.
+     * |time_valid| is 1 if the |time_since_last_send| holds
+     * a meaningful value, 0 otherwise.
+     */
+    size_t (*get_send_allowance)(OSSL_CC_DATA *ccdata,
+                                 OSSL_TIME time_since_last_send,
+                                 int time_valid);
+
+    /*
+     * Returns the maximum number of bytes allowed to be in flight.
+     */
+    size_t (*get_bytes_in_flight_max)(OSSL_CC_DATA *ccdata);
+
+    /*
+     * To be called when a packet with retransmittable data was sent.
+     * |num_retransmittable_bytes| is the number of bytes sent
+     * in the packet that are retransmittable.
+     * Returns 1 on success, 0 otherwise.
+     */
+    int (*on_data_sent)(OSSL_CC_DATA *ccdata,
+                        size_t num_retransmittable_bytes);
+
+    /*
+     * To be called when retransmittable data was invalidated.
+     * I.E. they are not considered in-flight anymore but
+     * are neither acknowledged nor lost. In particular used when
+     * 0RTT data was rejected.
+     * |num_retransmittable_bytes| is the number of bytes
+     * of the invalidated data.
+     * Returns 1 if sending is unblocked (can_send returns 1), 0
+     * otherwise.
+     */
+    int (*on_data_invalidated)(OSSL_CC_DATA *ccdata,
+                               size_t num_retransmittable_bytes);
+
+    /*
+     * To be called when sent data was acked.
+     * |time_now| is current time in microseconds.
+     * |largest_pn_acked| is the largest packet number of the acked
+     * packets.
+     * |num_retransmittable_bytes| is the number of retransmittable
+     * packet bytes that were newly acked.
+     * Returns 1 if sending is unblocked (can_send returns 1), 0
+     * otherwise.
+     */
+    int (*on_data_acked)(OSSL_CC_DATA *ccdata,
+                         OSSL_TIME time_now,
+                         uint64_t last_pn_acked,
+                         size_t num_retransmittable_bytes);
+
+    /*
+     * To be called when sent data is considered lost.
+     * |largest_pn_lost| is the largest packet number of the lost
+     * packets.
+     * |largest_pn_sent| is the largest packet number sent on this
+     * connection.
+     * |num_retransmittable_bytes| is the number of retransmittable
+     * packet bytes that are newly considered lost.
+     * |persistent_congestion| is 1 if the congestion is considered
+     * persistent (see RFC 9002 Section 7.6), 0 otherwise.
+     */
+    void (*on_data_lost)(OSSL_CC_DATA *ccdata,
+                         uint64_t largest_pn_lost,
+                         uint64_t largest_pn_sent,
+                         size_t num_retransmittable_bytes,
+                         int persistent_congestion);
+
+    /*
+     * To be called when all lost data from the previous call to
+     * on_data_lost() was actually acknowledged.
+     * This reverts the size of the congestion window to the state
+     * before the on_data_lost() call.
+     * Returns 1 if sending is unblocked, 0 otherwise.
+     */
+    int (*on_spurious_congestion_event)(OSSL_CC_DATA *ccdata);
+} OSSL_CC_METHOD;
+
+extern const OSSL_CC_METHOD ossl_cc_dummy_method;
+
+#endif
diff --git a/include/internal/quic_statm.h b/include/internal/quic_statm.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b551130
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,38 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+
+#ifndef OSSL_QUIC_STATS_H
+# define OSSL_QUIC_STATS_H
+
+# include <openssl/ssl.h>
+# include "internal/time.h"
+
+typedef struct ossl_statm_st {
+    OSSL_TIME smoothed_rtt, latest_rtt, min_rtt, rtt_variance, max_ack_delay;
+    char      have_first_sample;
+} OSSL_STATM;
+
+typedef struct ossl_rtt_info_st {
+    /* As defined in RFC 9002. */
+    OSSL_TIME smoothed_rtt, latest_rtt, rtt_variance, min_rtt, max_ack_delay;
+} OSSL_RTT_INFO;
+
+int ossl_statm_init(OSSL_STATM *statm);
+
+void ossl_statm_destroy(OSSL_STATM *statm);
+
+void ossl_statm_get_rtt_info(OSSL_STATM *statm, OSSL_RTT_INFO *rtt_info);
+
+void ossl_statm_update_rtt(OSSL_STATM *statm,
+                           OSSL_TIME ack_delay,
+                           OSSL_TIME override_latest_rtt);
+
+void ossl_statm_set_max_ack_delay(OSSL_STATM *statm, OSSL_TIME max_ack_delay);
+
+#endif
index 6787de9c1183c8175bc43de19f204695c2d4b22b..bd37019d21599a13af6bc16dac645f7ae2cfb0ca 100644 (file)
 
 # include <openssl/ssl.h>
 
+/* QUIC packet number spaces. */
+#define QUIC_PN_SPACE_INITIAL       0
+#define QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE     1
+#define QUIC_PN_SPACE_APP           2
+#define QUIC_PN_SPACE_NUM           3
+
 /* QUIC packet number representation. */
 typedef uint64_t QUIC_PN;
 # define QUIC_PN_INVALID            UINT64_MAX
index 6a7a05aae584b914ec04f037621bb32690902ced..5cc55b3f51e0155bf31ec4b8bab017d6b3abe8bf 100644 (file)
@@ -98,6 +98,20 @@ int ossl_time_compare(OSSL_TIME a, OSSL_TIME b)
     return 0;
 }
 
+/* Returns true if an OSSL_TIME is OSSL_TIME_ZERO. */
+static ossl_unused ossl_inline
+int ossl_time_is_zero(OSSL_TIME t)
+{
+    return t == OSSL_TIME_ZERO;
+}
+
+/* Returns true if an OSSL_TIME is OSSL_TIME_INFINITY. */
+static ossl_unused ossl_inline
+int ossl_time_is_infinity(OSSL_TIME t)
+{
+    return t == OSSL_TIME_INFINITY;
+}
+
 /*
  * Arithmetic operations on times.
  * These operations are saturating, in that an overflow or underflow returns
index 3e76055c6276ddc2af9bc4aada93984d9403581d..9e411011e778833a37b341457fe9e6936861cce1 100644 (file)
@@ -1,3 +1,3 @@
 $LIBSSL=../../libssl
 
-SOURCE[$LIBSSL]=quic_method.c quic_impl.c quic_wire.c
+SOURCE[$LIBSSL]=quic_method.c quic_impl.c quic_wire.c quic_ackm.c quic_statm.c cc_dummy.c
diff --git a/ssl/quic/cc_dummy.c b/ssl/quic/cc_dummy.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a5f94d9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,106 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+
+#include "internal/quic_cc.h"
+
+typedef struct ossl_cc_dummy_st {
+    char dummy;
+} OSSL_CC_DUMMY;
+
+static OSSL_CC_DATA *dummy_new(OSSL_PARAM *settings, OSSL_PARAM *options,
+                               OSSL_PARAM *changeables)
+{
+    return OPENSSL_zalloc(sizeof(OSSL_CC_DUMMY));
+}
+
+static void dummy_free(OSSL_CC_DATA *cc)
+{
+    OPENSSL_free(cc);
+}
+
+static void dummy_reset(OSSL_CC_DATA *cc, int flags)
+{
+
+}
+
+static int dummy_set_exemption(OSSL_CC_DATA *cc, int numpackets)
+{
+    return 1;
+}
+
+static int dummy_get_exemption(OSSL_CC_DATA *cc)
+{
+    return 0;
+}
+
+static int dummy_can_send(OSSL_CC_DATA *cc)
+{
+    return 1;
+}
+
+static size_t dummy_get_send_allowance(OSSL_CC_DATA *cc,
+                                       OSSL_TIME time_since_last_send,
+                                       int time_valid)
+{
+    return SIZE_MAX;
+}
+
+static size_t dummy_get_bytes_in_flight_max(OSSL_CC_DATA *cc)
+{
+    return SIZE_MAX;
+}
+
+static int dummy_on_data_sent(OSSL_CC_DATA *cc, size_t num_retransmittable_bytes)
+{
+    return 1;
+}
+
+static int dummy_on_data_invalidated(OSSL_CC_DATA *cc,
+                                     size_t num_retransmittable_bytes)
+{
+    return 1;
+}
+
+static int dummy_on_data_acked(OSSL_CC_DATA *cc, OSSL_TIME time_now,
+                               uint64_t last_pn_acked,
+                               size_t num_retransmittable_bytes)
+{
+    return 1;
+}
+
+static void dummy_on_data_lost(OSSL_CC_DATA *cc,
+                              uint64_t largest_pn_lost,
+                              uint64_t largest_pn_sent,
+                              size_t num_retransmittable_bytes,
+                              int persistent_congestion)
+{
+
+}
+
+static int dummy_on_spurious_congestion_event(OSSL_CC_DATA *cc)
+{
+    return 1;
+}
+
+const OSSL_CC_METHOD ossl_cc_dummy_method = {
+    NULL,
+    dummy_new,
+    dummy_free,
+    dummy_reset,
+    dummy_set_exemption,
+    dummy_get_exemption,
+    dummy_can_send,
+    dummy_get_send_allowance,
+    dummy_get_bytes_in_flight_max,
+    dummy_on_data_sent,
+    dummy_on_data_invalidated,
+    dummy_on_data_acked,
+    dummy_on_data_lost,
+    dummy_on_spurious_congestion_event,
+};
diff --git a/ssl/quic/quic_ackm.c b/ssl/quic/quic_ackm.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..670b2d3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,2018 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+
+#include "internal/quic_ackm.h"
+#include "internal/common.h"
+#include <assert.h>
+
+/*
+ * TX Packet History
+ * *****************
+ *
+ * The TX Packet History object tracks information about packets which have been
+ * sent for which we later expect to receive an ACK. It is essentially a simple
+ * database keeping a list of packet information structures in packet number
+ * order which can also be looked up directly by packet number.
+ *
+ * We currently only allow packets to be appended to the list (i.e. the packet
+ * numbers of the packets appended to the list must monotonically increase), as
+ * we should not currently need more general functionality such as a sorted list
+ * insert.
+ */
+struct tx_pkt_history_st {
+    /* A linked list of all our packets. */
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *head, *tail;
+
+    /* Number of packets in the list. */
+    size_t num_packets;
+
+    /*
+     * Mapping from packet numbers (uint64_t) to (OSSL_ACKM_TX_PKT *)
+     *
+     * Invariant: A packet is in this map if and only if it is in the linked
+     *            list.
+     */
+    LHASH_OF(OSSL_ACKM_TX_PKT) *map;
+
+    /*
+     * The lowest packet number which may currently be added to the history list
+     * (inclusive). We do not allow packet numbers to be added to the history
+     * list non-monotonically, so packet numbers must be greater than or equal
+     * to this value.
+     */
+    uint64_t watermark;
+
+    /*
+     * Packet number of the highest packet info structure we have yet appended
+     * to the list. This is usually one less than watermark, except when we have
+     * not added any packet yet.
+     */
+    uint64_t highest_sent;
+};
+
+DEFINE_LHASH_OF_EX(OSSL_ACKM_TX_PKT);
+
+static unsigned long tx_pkt_info_hash(const OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt)
+{
+    return pkt->pkt_num;
+}
+
+static int tx_pkt_info_compare(const OSSL_ACKM_TX_PKT *a,
+                               const OSSL_ACKM_TX_PKT *b)
+{
+    if (a->pkt_num < b->pkt_num)
+        return -1;
+    if (a->pkt_num > b->pkt_num)
+        return 1;
+    return 0;
+}
+
+static int
+tx_pkt_history_init(struct tx_pkt_history_st *h)
+{
+    h->head = h->tail = NULL;
+    h->num_packets  = 0;
+    h->watermark    = 0;
+    h->highest_sent = 0;
+
+    h->map = lh_OSSL_ACKM_TX_PKT_new(tx_pkt_info_hash, tx_pkt_info_compare);
+    if (h->map == NULL)
+        return 0;
+
+    return 1;
+}
+
+static void
+tx_pkt_history_destroy(struct tx_pkt_history_st *h)
+{
+    lh_OSSL_ACKM_TX_PKT_free(h->map);
+    h->map = NULL;
+    h->head = h->tail = NULL;
+}
+
+static int
+tx_pkt_history_add_actual(struct tx_pkt_history_st *h,
+                          OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *existing;
+
+    /*
+     * There should not be any existing packet with this number
+     * in our mapping.
+     */
+    existing = lh_OSSL_ACKM_TX_PKT_retrieve(h->map, pkt);
+    if (!ossl_assert(existing == NULL))
+        return 0;
+
+    /* Should not already be in a list. */
+    if (!ossl_assert(pkt->next == NULL && pkt->prev == NULL))
+        return 0;
+
+    lh_OSSL_ACKM_TX_PKT_insert(h->map, pkt);
+
+    pkt->next = NULL;
+    pkt->prev = h->tail;
+    if (h->tail != NULL)
+        h->tail->next = pkt;
+    h->tail = pkt;
+    if (h->head == NULL)
+        h->head = h->tail;
+
+    ++h->num_packets;
+    return 1;
+}
+
+/* Adds a packet information structure to the history list. */
+static int
+tx_pkt_history_add(struct tx_pkt_history_st *h,
+                   OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt)
+{
+    if (!ossl_assert(pkt->pkt_num >= h->watermark))
+        return 0;
+
+    if (tx_pkt_history_add_actual(h, pkt) < 1)
+        return 0;
+
+    h->watermark    = pkt->pkt_num + 1;
+    h->highest_sent = pkt->pkt_num;
+    return 1;
+}
+
+/* Retrieve a packet information structure by packet number. */
+static OSSL_ACKM_TX_PKT *
+tx_pkt_history_by_pkt_num(struct tx_pkt_history_st *h, uint64_t pkt_num)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT key;
+
+    key.pkt_num = pkt_num;
+
+    return lh_OSSL_ACKM_TX_PKT_retrieve(h->map, &key);
+}
+
+/* Remove a packet information structure from the history log. */
+static int
+tx_pkt_history_remove(struct tx_pkt_history_st *h, uint64_t pkt_num)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT key, *pkt;
+    key.pkt_num = pkt_num;
+
+    pkt = tx_pkt_history_by_pkt_num(h, pkt_num);
+    if (pkt == NULL)
+        return 0;
+
+    if (pkt->prev != NULL)
+        pkt->prev->next = pkt->next;
+    if (pkt->next != NULL)
+        pkt->next->prev = pkt->prev;
+    if (h->head == pkt)
+        h->head = pkt->next;
+    if (h->tail == pkt)
+        h->tail = pkt->prev;
+
+    pkt->prev = pkt->next = NULL;
+
+    lh_OSSL_ACKM_TX_PKT_delete(h->map, &key);
+    --h->num_packets;
+    return 1;
+}
+
+/*
+ * RX Packet Number Tracking
+ * *************************
+ *
+ * **Background.** The RX side of the ACK manager must track packets we have
+ * received for which we have to generate ACK frames. Broadly, this means we
+ * store a set of packet numbers which we have received but which we do not know
+ * for a fact that the transmitter knows we have received.
+ *
+ * This must handle various situations:
+ *
+ *   1. We receive a packet but have not sent an ACK yet, so the transmitter
+ *      does not know whether we have received it or not yet.
+ *
+ *   2. We receive a packet and send an ACK which is lost. We do not
+ *      immediately know that the ACK was lost and the transmitter does not know
+ *      that we have received the packet.
+ *
+ *   3. We receive a packet and send an ACK which is received by the
+ *      transmitter. The transmitter does not immediately respond with an ACK,
+ *      or responds with an ACK which is lost. The transmitter knows that we
+ *      have received the packet, but we do not know for sure that it knows,
+ *      because the ACK we sent could have been lost.
+ *
+ *   4. We receive a packet and send an ACK which is received by the
+ *      transmitter. The transmitter subsequently sends us an ACK which confirms
+ *      its receipt of the ACK we sent, and we successfully receive that ACK, so
+ *      we know that the transmitter knows, that we received the original
+ *      packet.
+ *
+ * Only when we reach case (4) are we relieved of any need to track a given
+ * packet number we have received, because only in this case do we know for sure
+ * that the peer knows we have received the packet. Having reached case (4) we
+ * will never again need to generate an ACK containing the PN in question, but
+ * until we reach that point, we must keep track of the PN as not having been
+ * provably ACKed, as we may have to keep generating ACKs for the given PN not
+ * just until the transmitter receives one, but until we know that it has
+ * received one. This will be referred to herein as "provably ACKed".
+ *
+ * **Duplicate handling.** The above discusses the case where we have received a
+ * packet with a given PN but are at best unsure whether the sender knows we
+ * have received it or not. However, we must also handle the case where we have
+ * yet to receive a packet with a given PN in the first place. The reason for
+ * this is because of the requirement expressed by RFC 9000 s. 12.3:
+ *
+ *   "A receiver MUST discard a newly unprotected packet unless it is certain
+ *    that it has not processed another packet with the same packet number from
+ *    the same packet number space."
+ *
+ * We must ensure we never process a duplicate PN. As such, each possible PN we
+ * can receive must exist in one of the following logical states:
+ *
+ *   - We have never processed this PN before
+ *     (so if we receive such a PN, it can be processed)
+ *
+ *   - We have processed this PN but it has not yet been provably ACKed
+ *     (and should therefore be in any future ACK frame generated;
+ *      if we receive such a PN again, it must be ignored)
+ *
+ *   - We have processed this PN and it has been provably ACKed
+ *     (if we receive such a PN again, it must be ignored)
+ *
+ * However, if we were to track this state for every PN ever used in the history
+ * of a connection, the amount of state required would increase unboundedly as
+ * the connection goes on (for example, we would have to store a set of every PN
+ * ever received.)
+ *
+ * RFC 9000 s. 12.3 continues:
+ *
+ *   "Endpoints that track all individual packets for the purposes of detecting
+ *    duplicates are at risk of accumulating excessive state. The data required
+ *    for detecting duplicates can be limited by maintaining a minimum packet
+ *    number below which all packets are immediately dropped."
+ *
+ * Moreover, RFC 9000 s. 13.2.3 states that:
+ *
+ *   "A receiver MUST retain an ACK Range unless it can ensure that it will not
+ *    subsequently accept packets with numbers in that range. Maintaining a
+ *    minimum packet number that increases as ranges are discarded is one way to
+ *    achieve this with minimal state."
+ *
+ * This touches on a subtlety of the original requirement quoted above: the
+ * receiver MUST discard a packet unless it is certain that it has not processed
+ * another packet with the same PN. However, this does not forbid the receiver
+ * from also discarding some PNs even though it has not yet processed them. In
+ * other words, implementations must be conservative and err in the direction of
+ * assuming a packet is a duplicate, but it is acceptable for this to come at
+ * the cost of falsely identifying some packets as duplicates.
+ *
+ * This allows us to bound the amount of state we must keep, and we adopt the
+ * suggested strategy quoted above to do so. We define a watermark PN below
+ * which all PNs are in the same state. This watermark is only ever increased.
+ * Thus the PNs the state for which needs to be explicitly tracked is limited to
+ * only a small number of recent PNs, and all older PNs have an assumed state.
+ *
+ * Any given PN thus falls into one of the following states:
+ *
+ *   - (A) The PN is above the watermark but we have not yet received it.
+ *
+ *         If we receive such a PN, we should process it and record the PN as
+ *         received.
+ *
+ *   - (B) The PN is above the watermark and we have received it.
+ *
+ *         The PN should be included in any future ACK frame we generate.
+ *         If we receive such a PN again, we should ignore it.
+ *
+ *   - (C) The PN is below the watermark.
+ *
+ *         We do not know whether a packet with the given PN was received or
+ *         not. To be safe, if we receive such a packet, it is not processed.
+ *
+ * Note that state (C) corresponds to both "we have processed this PN and it has
+ * been provably ACKed" logical state and a subset of the PNs in the "we have
+ * never processed this PN before" logical state (namely all PNs which were lost
+ * and never received, but which are not recent enough to be above the
+ * watermark). The reason we can merge these states and avoid tracking states
+ * for the PNs in this state is because the provably ACKed and never-received
+ * states are functionally identical in terms of how we need to handle them: we
+ * don't need to do anything for PNs in either of these states, so we don't have
+ * to care about PNs in this state nor do we have to care about distinguishing
+ * the two states for a given PN.
+ *
+ * Note that under this scheme provably ACKed PNs are by definition always below
+ * the watermark; therefore, it follows that when a PN becomes provably ACKed,
+ * the watermark must be immediately increased to exceed it (otherwise we would
+ * keep reporting it in future ACK frames).
+ *
+ * This is in line with RFC 9000 s. 13.2.4's suggested strategy on when
+ * to advance the watermark:
+ *
+ *   "When a packet containing an ACK frame is sent, the Largest Acknowledged
+ *    field in that frame can be saved. When a packet containing an ACK frame is
+ *    acknowledged, the receiver can stop acknowledging packets less than or
+ *    equal to the Largest Acknowledged field in the sent ACK frame."
+ *
+ * This is where our scheme's false positives arise. When a packet containing an
+ * ACK frame is itself ACK'd, PNs referenced in that ACK frame become provably
+ * acked, and the watermark is bumped accordingly. However, the Largest
+ * Acknowledged field does not imply that all lower PNs have been received,
+ * because there may be gaps expressed in the ranges of PNs expressed by that
+ * and previous ACK frames. Thus, some unreceived PNs may be moved below the
+ * watermark, and we may subsequently reject those PNs as possibly being
+ * duplicates even though we have not actually received those PNs. Since we bump
+ * the watermark when a PN becomes provably ACKed, it follows that an unreceived
+ * PN falls below the watermark (and thus becomes a false positive for the
+ * purposes of duplicate detection) when a higher-numbered PN becomes provably
+ * ACKed.
+ *
+ * Thus, when PN n becomes provably acked, any unreceived PNs in the range [0,
+ * n) will no longer be processed. Although datagrams may be reordered in the
+ * network, a PN we receive can only become provably ACKed after our own
+ * subsequently generated ACK frame is sent in a future TX packet, and then we
+ * receive another RX PN acknowleding that TX packet. This means that a given RX
+ * PN can only become provably ACKed at least 1 RTT after it is received; it is
+ * unlikely that any reordered datagrams will still be "in the network" (and not
+ * lost) by this time. If this does occur for whatever reason and a late PN is
+ * received, the packet will be discarded unprocessed and the PN is simply
+ * handled as though lost (a "written off" PN).
+ *
+ * **Data structure.** Our state for the RX handling side of the ACK manager, as
+ * discussed above, mainly comprises:
+ *
+ *   a) a logical set of PNs, and
+ *   b) a monotonically increasing PN counter (the watermark).
+ *
+ * For (a), we define a data structure which stores a logical set of PNs, which
+ * we use to keep track of which PNs we have received but which have not yet
+ * been provably ACKed, and thus will later need to generate an ACK frame for.
+ *
+ * The correspondance with the logical states discussed above is as follows. A
+ * PN is in state (C) if it is below the watermark; otherwise it is in state (B)
+ * if it is in the logical set of PNs, and in state (A) otherwise.
+ *
+ * Note that PNs are only removed from the PN set (when they become provably
+ * ACKed or written off) by virtue of advancement of the watermark. Removing PNs
+ * from the PN set any other way would be ambiguous as it would be
+ * indistinguishable from a PN we have not yet received and risk us processing a
+ * duplicate packet. In other words, for a given PN:
+ *
+ *   - State (A) can transition to state (B) or (C)
+ *   - State (B) can transition to state (C) only
+ *   - State (C) is the terminal state
+ *
+ * We can query the logical set data structure for PNs which have been received
+ * but which have not been provably ACKed when we want to generate ACK frames.
+ * Since ACK frames can be lost and/or we might not know that the peer has
+ * successfully received them, we might generate multiple ACK frames covering a
+ * given PN until that PN becomes provably ACKed and we finally remove it from
+ * our set (by bumping the watermark) as no longer being our concern.
+ *
+ * The data structure supports the following operations:
+ *
+ *   Insert Range: Adds an inclusive range of packet numbers [start, end]
+ *                 to the set. Equivalent to Insert for each number
+ *                 in the range. (Used when we receive a new PN.)
+ *
+ *   Remove Range: Removes an inclusive range of packet numbers [start, end]
+ *                 from the set. Not all of the range need already be in
+ *                 the set, but any part of the range in the set is removed.
+ *                 (Used when bumping the watermark.)
+ *
+ *   Query:        Is a PN in the data structure?
+ *
+ * The data structure can be iterated.
+ *
+ * For greater efficiency in tracking large numbers of contiguous PNs, we track
+ * PN ranges rather than individual PNs. The data structure manages a list of PN
+ * ranges [[start, end]...]. Internally this is implemented as a doubly linked
+ * sorted list of range structures, which are automatically split and merged as
+ * necessary.
+ *
+ * This data structure requires O(n) traversal of the list for insertion,
+ * removal and query when we are not adding/removing ranges which are near the
+ * beginning or end of the set of ranges. It is expected that the number of PN
+ * ranges needed at any given time will generally be small and that most
+ * operations will be close to the beginning or end of the range.
+ *
+ * Invariant: The data structure is always sorted in ascending order by PN.
+ *
+ * Invariant: No two adjacent ranges ever 'border' one another (have no
+ *            numerical gap between them) as the data structure always ensures
+ *            such ranges are merged.
+ *
+ * Invariant: No two ranges ever overlap.
+ *
+ * Invariant: No range [a, b] ever has a > b.
+ *
+ * Invariant: Since ranges are represented using inclusive bounds, no range
+ *            item inside the data structure can represent a span of zero PNs.
+ *
+ * **Possible duplicates.** A PN is considered a possible duplicate when either:
+ *
+ *  a) its PN is already in the PN set (i.e. has already been received), or
+ *  b) its PN is below the watermark (i.e. was provably ACKed or written off).
+ *
+ * A packet with a given PN is considered 'processable' when that PN is not
+ * considered a possible duplicate (see ossl_ackm_is_rx_pn_processable).
+ *
+ * **TX/RX interaction.** The watermark is bumped whenever an RX packet becomes
+ * provably ACKed. This occurs when an ACK frame is received by the TX side of
+ * the ACK manager; thus, there is necessary interaction between the TX and RX
+ * sides of the ACK manager.
+ *
+ * This is implemented as follows. When a packet is queued as sent in the TX
+ * side of the ACK manager, it may optionally have a Largest Acked value set on
+ * it. The user of the ACK manager should do this if the packet being
+ * transmitted contains an ACK frame, by setting the field to the Largest Acked
+ * field of that frame. Otherwise, this field should be set to QUIC_PN_INVALID.
+ * When a TX packet is eventually acknowledged which has this field set, it is
+ * used to update the state of the RX side of the ACK manager by bumping the
+ * watermark accordingly.
+ */
+struct pn_set_item_st {
+    struct pn_set_item_st *prev, *next;
+    OSSL_QUIC_ACK_RANGE    range;
+};
+
+struct pn_set_st {
+    struct pn_set_item_st *head, *tail;
+
+    /* Number of ranges (not PNs) in the set. */
+    size_t                 num_ranges;
+};
+
+static void pn_set_init(struct pn_set_st *s)
+{
+    s->head = s->tail = NULL;
+    s->num_ranges = 0;
+}
+
+static void pn_set_destroy(struct pn_set_st *s)
+{
+    struct pn_set_item_st *x, *xnext;
+
+    for (x = s->head; x != NULL; x = xnext) {
+        xnext = x->next;
+        OPENSSL_free(x);
+    }
+}
+
+/* Possible merge of x, x->prev */
+static void pn_set_merge_adjacent(struct pn_set_st *s, struct pn_set_item_st *x)
+{
+    struct pn_set_item_st *xprev = x->prev;
+
+    if (xprev == NULL)
+        return;
+
+    if (x->range.start - 1 != xprev->range.end)
+        return;
+
+    x->range.start = xprev->range.start;
+    x->prev = xprev->prev;
+    if (x->prev != NULL)
+        x->prev->next = x;
+
+    if (s->head == xprev)
+        s->head = x;
+
+    OPENSSL_free(xprev);
+    --s->num_ranges;
+}
+
+/* Returns 1 if there exists a PN x which falls within both ranges a and b. */
+static int pn_range_overlaps(const OSSL_QUIC_ACK_RANGE *a,
+                             const OSSL_QUIC_ACK_RANGE *b)
+{
+    return ossl_quic_pn_min(a->end, b->end)
+        >= ossl_quic_pn_max(a->start, b->start);
+}
+
+/*
+ * Insert a range into a PN set. Returns 0 on allocation failure, in which case
+ * the PN set is in a valid but undefined state. Otherwise, returns 1. Ranges
+ * can overlap existing ranges without limitation. If a range is a subset of
+ * an existing range in the set, this is a no-op and returns 1.
+ */
+static int pn_set_insert(struct pn_set_st *s, const OSSL_QUIC_ACK_RANGE *range)
+{
+    struct pn_set_item_st *x, *z, *xnext, *f, *fnext;
+    QUIC_PN start = range->start, end = range->end;
+
+    if (!ossl_assert(start <= end))
+        return 0;
+
+    if (s->head == NULL) {
+        /* Nothing in the set yet, so just add this range. */
+        x = OPENSSL_zalloc(sizeof(struct pn_set_item_st));
+        if (x == NULL)
+            return 0;
+
+        x->range.start = start;
+        x->range.end   = end;
+        s->head = s->tail = x;
+        ++s->num_ranges;
+        return 1;
+    }
+
+    if (start > s->tail->range.end) {
+        /*
+         * Range is after the latest range in the set, so append.
+         *
+         * Note: The case where the range is before the earliest range in the
+         * set is handled as a degenerate case of the final case below. See
+         * optimization note (*) below.
+         */
+        if (s->tail->range.end + 1 == start) {
+            s->tail->range.end = end;
+            return 1;
+        }
+
+        x = OPENSSL_zalloc(sizeof(struct pn_set_item_st));
+        if (x == NULL)
+            return 0;
+
+        x->range.start = start;
+        x->range.end   = end;
+        x->prev        = s->tail;
+        if (s->tail != NULL)
+            s->tail->next = x;
+        s->tail = x;
+        ++s->num_ranges;
+        return 1;
+    }
+
+    if (start <= s->head->range.start && end >= s->tail->range.end) {
+        /*
+         * New range dwarfs all ranges in our set.
+         *
+         * Free everything except the first range in the set, which we scavenge
+         * and reuse.
+         */
+        for (x = s->head->next; x != NULL; x = xnext) {
+            xnext = x->next;
+            OPENSSL_free(x);
+        }
+
+        s->head->range.start = start;
+        s->head->range.end   = end;
+        s->head->next = s->head->prev = NULL;
+        s->tail = s->head;
+        s->num_ranges = 1;
+        return 1;
+    }
+
+    /*
+     * Walk backwards since we will most often be inserting at the end. As an
+     * optimization, test the head node first and skip iterating over the
+     * entire list if we are inserting at the start. The assumption is that
+     * insertion at the start and end of the space will be the most common
+     * operations. (*)
+     */
+    z = end < s->head->range.start ? s->head : s->tail;
+
+    for (; z != NULL; z = z->prev) {
+        /* An existing range dwarfs our new range (optimisation). */
+        if (z->range.start <= start && z->range.end >= end)
+            return 1;
+
+        if (pn_range_overlaps(&z->range, range)) {
+            /*
+             * Our new range overlaps an existing range, or possibly several
+             * existing ranges.
+             */
+            struct pn_set_item_st *ovend = z;
+            OSSL_QUIC_ACK_RANGE t;
+            size_t n = 0;
+
+            t.end = ossl_quic_pn_max(end, z->range.end);
+
+            /* Get earliest overlapping range. */
+            for (; z->prev != NULL && pn_range_overlaps(&z->prev->range, range);
+                   z = z->prev);
+
+            t.start = ossl_quic_pn_min(start, z->range.start);
+
+            /* Replace sequence of nodes z..ovend with ovend only. */
+            ovend->range = t;
+            ovend->prev = z->prev;
+            if (z->prev != NULL)
+                z->prev->next = ovend;
+            if (s->head == z)
+                s->head = ovend;
+
+            /* Free now unused nodes. */
+            for (f = z; f != ovend; f = fnext, ++n) {
+                fnext = f->next;
+                OPENSSL_free(f);
+            }
+
+            s->num_ranges -= n;
+            break;
+        } else if (end < z->range.start
+                    && (z->prev == NULL || start > z->prev->range.end)) {
+            if (z->range.start == end + 1) {
+                /* We can extend the following range backwards. */
+                z->range.start = start;
+
+                /*
+                 * If this closes a gap we now need to merge
+                 * consecutive nodes.
+                 */
+                pn_set_merge_adjacent(s, z);
+            } else if (z->prev != NULL && z->prev->range.end + 1 == start) {
+                /* We can extend the preceding range forwards. */
+                z->prev->range.end = end;
+
+                /*
+                 * If this closes a gap we now need to merge
+                 * consecutive nodes.
+                 */
+                pn_set_merge_adjacent(s, z);
+            } else {
+                /*
+                 * The new interval is between intervals without overlapping or
+                 * touching them, so insert between, preserving sort.
+                 */
+                x = OPENSSL_zalloc(sizeof(struct pn_set_item_st));
+                if (x == NULL)
+                    return 0;
+
+                x->range.start = start;
+                x->range.end   = end;
+
+                x->next = z;
+                x->prev = z->prev;
+                if (x->prev != NULL)
+                    x->prev->next = x;
+                z->prev = x;
+                if (s->head == z)
+                    s->head = x;
+
+                ++s->num_ranges;
+            }
+            break;
+        }
+    }
+
+    return 1;
+}
+
+/*
+ * Remove a range from the set. Returns 0 on allocation failure, in which case
+ * the PN set is unchanged. Otherwise, returns 1. Ranges which are not already
+ * in the set can be removed without issue. If a passed range is not in the PN
+ * set at all, this is a no-op and returns 1.
+ */
+static int pn_set_remove(struct pn_set_st *s, const OSSL_QUIC_ACK_RANGE *range)
+{
+    struct pn_set_item_st *z, *zprev, *y;
+    QUIC_PN start = range->start, end = range->end;
+
+    if (!ossl_assert(start <= end))
+        return 0;
+
+    /* Walk backwards since we will most often be removing at the end. */
+    for (z = s->tail; z != NULL; z = zprev) {
+        zprev = z->prev;
+
+        if (start > z->range.end)
+            /* No overlapping ranges can exist beyond this point, so stop. */
+            break;
+
+        if (start <= z->range.start && end >= z->range.end) {
+            /*
+             * The range being removed dwarfs this range, so it should be
+             * removed.
+             */
+            if (z->next != NULL)
+                z->next->prev = z->prev;
+            if (z->prev != NULL)
+                z->prev->next = z->next;
+            if (s->head == z)
+                s->head = z->next;
+            if (s->tail == z)
+                s->tail = z->prev;
+
+            OPENSSL_free(z);
+            --s->num_ranges;
+        } else if (start <= z->range.start) {
+            /*
+             * The range being removed includes start of this range, but does
+             * not cover the entire range (as this would be caught by the case
+             * above). Shorten the range.
+             */
+            assert(end < z->range.end);
+            z->range.start = end + 1;
+        } else if (end >= z->range.end) {
+            /*
+             * The range being removed includes the end of this range, but does
+             * not cover the entire range (as this would be caught by the case
+             * above). Shorten the range. We can also stop iterating.
+             */
+            assert(start > z->range.start);
+            assert(start > 0);
+            z->range.end = start - 1;
+            break;
+        } else if (start > z->range.start && end < z->range.end) {
+            /*
+             * The range being removed falls entirely in this range, so cut it
+             * into two. Cases where a zero-length range would be created are
+             * handled by the above cases.
+             */
+            y = OPENSSL_zalloc(sizeof(struct pn_set_item_st));
+            if (y == NULL)
+                return 0;
+
+            y->range.end   = z->range.end;
+            y->range.start = end + 1;
+            y->next = z->next;
+            y->prev = z;
+            if (y->next != NULL)
+                y->next->prev = y;
+
+            z->range.end = start - 1;
+            z->next = y;
+
+            if (s->tail == z)
+                s->tail = y;
+
+            ++s->num_ranges;
+            break;
+        } else {
+            /* Assert no partial overlap; all cases should be covered above. */
+            assert(!pn_range_overlaps(&z->range, range));
+        }
+    }
+
+     return 1;
+}
+
+/* Returns 1 iff the given PN is in the PN set. */
+static int pn_set_query(const struct pn_set_st *s, QUIC_PN pn)
+{
+    struct pn_set_item_st *x;
+
+    if (s->head == NULL)
+        return 0;
+
+    for (x = s->tail; x != NULL; x = x->prev)
+        if (x->range.start <= pn && x->range.end >= pn)
+            return 1;
+        else if (x->range.end < pn)
+            return 0;
+
+    return 0;
+}
+
+struct rx_pkt_history_st {
+    struct pn_set_st set;
+
+    /*
+     * Invariant: PNs below this are not in the set.
+     * Invariant: This is monotonic and only ever increases.
+     */
+    QUIC_PN watermark;
+};
+
+static int rx_pkt_history_bump_watermark(struct rx_pkt_history_st *h,
+                                         QUIC_PN watermark);
+
+static void rx_pkt_history_init(struct rx_pkt_history_st *h)
+{
+    pn_set_init(&h->set);
+    h->watermark = 0;
+}
+
+static void rx_pkt_history_destroy(struct rx_pkt_history_st *h)
+{
+    pn_set_destroy(&h->set);
+}
+
+/*
+ * Limit the number of ACK ranges we store to prevent resource consumption DoS
+ * attacks.
+ */
+#define MAX_RX_ACK_RANGES   32
+
+static void rx_pkt_history_trim_range_count(struct rx_pkt_history_st *h)
+{
+    QUIC_PN highest = QUIC_PN_INVALID;
+
+    while (h->set.num_ranges > MAX_RX_ACK_RANGES) {
+        OSSL_QUIC_ACK_RANGE r = h->set.head->range;
+
+        highest = (highest == QUIC_PN_INVALID)
+            ? r.end : ossl_quic_pn_max(highest, r.end);
+
+        pn_set_remove(&h->set, &r);
+    }
+
+    /*
+     * Bump watermark to cover all PNs we removed to avoid accidential
+     * reprocessing of packets.
+     */
+    if (highest != QUIC_PN_INVALID)
+        rx_pkt_history_bump_watermark(h, highest + 1);
+}
+
+static int rx_pkt_history_add_pn(struct rx_pkt_history_st *h,
+                                 QUIC_PN pn)
+{
+    OSSL_QUIC_ACK_RANGE r;
+
+    r.start = pn;
+    r.end   = pn;
+
+    if (pn < h->watermark)
+        return 1; /* consider this a success case */
+
+    if (pn_set_insert(&h->set, &r) != 1)
+        return 0;
+
+    rx_pkt_history_trim_range_count(h);
+    return 1;
+}
+
+static int rx_pkt_history_bump_watermark(struct rx_pkt_history_st *h,
+                                         QUIC_PN watermark)
+{
+    OSSL_QUIC_ACK_RANGE r;
+
+    if (watermark <= h->watermark)
+        return 1;
+
+    /* Remove existing PNs below the watermark. */
+    r.start = 0;
+    r.end   = watermark - 1;
+    if (pn_set_remove(&h->set, &r) != 1)
+        return 0;
+
+    h->watermark = watermark;
+    return 1;
+}
+
+/*
+ * ACK Manager Implementation
+ * **************************
+ * Implementation of the ACK manager proper.
+ */
+
+/* Constants used by the ACK manager; see RFC 9002. */
+#define K_GRANULARITY           (1 * OSSL_TIME_MS)
+#define K_PKT_THRESHOLD         3
+#define K_TIME_THRESHOLD_NUM    9
+#define K_TIME_THRESHOLD_DEN    8
+
+/* The maximum number of times we allow PTO to be doubled. */
+#define MAX_PTO_COUNT          16
+
+struct ossl_ackm_st {
+    /* Our list of transmitted packets. Corresponds to RFC 9002 sent_packets. */
+    struct tx_pkt_history_st tx_history[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Our list of received PNs which are not yet provably acked. */
+    struct rx_pkt_history_st rx_history[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Polymorphic dependencies that we consume. */
+    OSSL_TIME             (*now)(void *arg);
+    void                   *now_arg;
+    OSSL_STATM             *statm;
+    const OSSL_CC_METHOD   *cc_method;
+    OSSL_CC_DATA           *cc_data;
+
+    /* RFC 9002 variables. */
+    uint32_t        pto_count;
+    QUIC_PN         largest_acked_pkt[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+    OSSL_TIME       time_of_last_ack_eliciting_pkt[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+    OSSL_TIME       loss_time[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+    OSSL_TIME       loss_detection_deadline;
+
+    /* Lowest PN which is still not known to be ACKed. */
+    QUIC_PN         lowest_unacked_pkt[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Time at which we got our first RTT sample, or 0. */
+    OSSL_TIME       first_rtt_sample;
+
+    /*
+     * A packet's num_bytes are added to this if it is inflight,
+     * and removed again once ack'd/lost/discarded.
+     */
+    uint64_t        bytes_in_flight;
+
+    /*
+     * A packet's num_bytes are added to this if it is both inflight and
+     * ack-eliciting, and removed again once ack'd/lost/discarded.
+     */
+    uint64_t        ack_eliciting_bytes_in_flight[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Count of ECN-CE events. */
+    uint64_t        peer_ecnce[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Set to 1 when the handshake is confirmed. */
+    char            handshake_confirmed;
+
+    /* Set to 1 when the peer has completed address validation. */
+    char            peer_completed_addr_validation;
+
+    /* Set to 1 when a PN space has been discarded. */
+    char            discarded[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Set to 1 when we think an ACK frame should be generated. */
+    char            rx_ack_desired[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Set to 1 if an ACK frame has ever been generated. */
+    char            rx_ack_generated[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Probe request counts for reporting to the user. */
+    OSSL_ACKM_PROBE_INFO    pending_probe;
+
+    /* Generated ACK frames for each PN space. */
+    OSSL_QUIC_FRAME_ACK     ack[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+    OSSL_QUIC_ACK_RANGE     ack_ranges[QUIC_PN_SPACE_NUM][MAX_RX_ACK_RANGES];
+
+    /* Other RX state. */
+    /* Largest PN we have RX'd. */
+    QUIC_PN         rx_largest_pn[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Time at which the PN in rx_largest_pn was RX'd. */
+    OSSL_TIME       rx_largest_time[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /*
+     * ECN event counters. Each time we receive a packet with a given ECN label,
+     * the corresponding ECN counter here is incremented.
+     */
+    uint64_t        rx_ect0[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+    uint64_t        rx_ect1[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+    uint64_t        rx_ecnce[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /*
+     * Number of ACK-eliciting packets since last ACK. We use this to defer
+     * emitting ACK frames until a threshold number of ACK-eliciting packets
+     * have been received.
+     */
+    uint32_t        rx_ack_eliciting_pkts_since_last_ack[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /*
+     * The ACK frame coalescing deadline at which we should flush any unsent ACK
+     * frames.
+     */
+    OSSL_TIME       rx_ack_flush_deadline[QUIC_PN_SPACE_NUM];
+
+    /* Callbacks for deadline updates. */
+    void (*loss_detection_deadline_cb)(OSSL_TIME deadline, void *arg);
+    void *loss_detection_deadline_cb_arg;
+
+    void (*ack_deadline_cb)(OSSL_TIME deadline, int pkt_space, void *arg);
+    void *ack_deadline_cb_arg;
+};
+
+static ossl_inline uint32_t min_u32(uint32_t x, uint32_t y)
+{
+    return x < y ? x : y;
+}
+
+/* 
+ * Get TX history for a given packet number space. Must not have been
+ * discarded.
+ */
+static struct tx_pkt_history_st *get_tx_history(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    assert(!ackm->discarded[pkt_space]);
+
+    return &ackm->tx_history[pkt_space];
+}
+
+/*
+ * Get RX history for a given packet number space. Must not have been
+ * discarded.
+ */
+static struct rx_pkt_history_st *get_rx_history(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    assert(!ackm->discarded[pkt_space]);
+
+    return &ackm->rx_history[pkt_space];
+}
+
+/* Does the newly-acknowledged list contain any ack-eliciting packet? */
+static int ack_includes_ack_eliciting(OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt)
+{
+    for (; pkt != NULL; pkt = pkt->anext)
+        if (pkt->is_ack_eliciting)
+            return 1;
+
+    return 0;
+}
+
+/* Return number of ACK-eliciting bytes in flight across all PN spaces. */
+static uint64_t ackm_ack_eliciting_bytes_in_flight(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    int i;
+    uint64_t total = 0;
+
+    for (i = 0; i < QUIC_PN_SPACE_NUM; ++i)
+        total += ackm->ack_eliciting_bytes_in_flight[i];
+
+    return total;
+}
+
+/* Return 1 if the range contains the given PN. */
+static int range_contains(const OSSL_QUIC_ACK_RANGE *range, QUIC_PN pn)
+{
+    return pn >= range->start && pn <= range->end;
+}
+
+/*
+ * Given a logical representation of an ACK frame 'ack', create a singly-linked
+ * list of the newly ACK'd frames; that is, of frames which are matched by the
+ * list of PN ranges contained in the ACK frame. The packet structures in the
+ * list returned are removed from the TX history list. Returns a pointer to the
+ * list head (or NULL) if empty.
+ */
+static OSSL_ACKM_TX_PKT *ackm_detect_and_remove_newly_acked_pkts(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                                 const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack,
+                                                                 int pkt_space)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *acked_pkts = NULL, **fixup = &acked_pkts, *pkt, *pprev;
+    struct tx_pkt_history_st *h;
+    size_t ridx = 0;
+
+    assert(ack->num_ack_ranges > 0);
+
+    /*
+     * Our history list is a list of packets sorted in ascending order
+     * by packet number.
+     *
+     * ack->ack_ranges is a list of packet number ranges in descending order.
+     *
+     * Walk through our history list from the end in order to efficiently detect
+     * membership in the specified ack ranges. As an optimization, we use our
+     * hashtable to try and skip to the first matching packet. This may fail if
+     * the ACK ranges given include nonexistent packets.
+     */
+    h = get_tx_history(ackm, pkt_space);
+
+    pkt = tx_pkt_history_by_pkt_num(h, ack->ack_ranges[0].end);
+    if (pkt == NULL)
+        pkt = h->tail;
+
+    for (; pkt != NULL; pkt = pprev) {
+        /*
+         * Save prev value as it will be zeroed if we remove the packet from the
+         * history list below.
+         */
+        pprev = pkt->prev;
+
+        for (;; ++ridx) {
+            if (ridx >= ack->num_ack_ranges) {
+                /*
+                 * We have exhausted all ranges so stop here, even if there are
+                 * more packets to look at.
+                 */
+                goto stop;
+            }
+
+            if (range_contains(&ack->ack_ranges[ridx], pkt->pkt_num)) {
+                /* We have matched this range. */
+                tx_pkt_history_remove(h, pkt->pkt_num);
+
+                *fixup = pkt;
+                fixup = &pkt->anext;
+                *fixup = NULL;
+                break;
+            } else if (pkt->pkt_num > ack->ack_ranges[ridx].end) {
+                /*
+                 * We have not reached this range yet in our list, so do not
+                 * advance ridx.
+                 */
+                break;
+            } else {
+                /*
+                 * We have moved beyond this range, so advance to the next range
+                 * and try matching again.
+                 */
+                assert(pkt->pkt_num < ack->ack_ranges[ridx].start);
+                continue;
+            }
+        }
+    }
+stop:
+
+    return acked_pkts;
+}
+
+/*
+ * Create a singly-linked list of newly detected-lost packets in the given
+ * packet number space. Returns the head of the list or NULL if no packets were
+ * detected lost. The packets in the list are removed from the TX history list.
+ */
+static OSSL_ACKM_TX_PKT *ackm_detect_and_remove_lost_pkts(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                          int pkt_space)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *lost_pkts = NULL, **fixup = &lost_pkts, *pkt, *pnext;
+    OSSL_TIME loss_delay, lost_send_time, now;
+    OSSL_RTT_INFO rtt;
+    struct tx_pkt_history_st *h;
+
+    assert(ackm->largest_acked_pkt[pkt_space] != QUIC_PN_INVALID);
+
+    ossl_statm_get_rtt_info(ackm->statm, &rtt);
+
+    ackm->loss_time[pkt_space] = 0;
+
+    loss_delay = ossl_time_multiply(K_TIME_THRESHOLD_NUM,
+                                    ossl_time_max(rtt.latest_rtt,
+                                                  rtt.smoothed_rtt));
+    loss_delay = ossl_time_divide(loss_delay, K_TIME_THRESHOLD_DEN);
+
+    /* Minimum time of K_GRANULARITY before packets are deemed lost. */
+    loss_delay = ossl_time_max(loss_delay, K_GRANULARITY);
+
+    /* Packets sent before this time are deemed lost. */
+    now = ackm->now(ackm->now_arg);
+    lost_send_time = ossl_time_subtract(now, loss_delay);
+
+    h   = get_tx_history(ackm, pkt_space);
+    pkt = h->head;
+
+    for (; pkt != NULL; pkt = pnext) {
+        assert(pkt_space == pkt->pkt_space);
+
+        /*
+         * Save prev value as it will be zeroed if we remove the packet from the
+         * history list below.
+         */
+        pnext = pkt->next;
+
+        if (pkt->pkt_num > ackm->largest_acked_pkt[pkt_space])
+            continue;
+
+        /*
+         * Mark packet as lost, or set time when it should be marked.
+         */
+        if (ossl_time_compare(pkt->time, lost_send_time) <= 0
+                || ackm->largest_acked_pkt[pkt_space]
+                >= pkt->pkt_num + K_PKT_THRESHOLD) {
+            tx_pkt_history_remove(h, pkt->pkt_num);
+
+            *fixup = pkt;
+            fixup = &pkt->lnext;
+            *fixup = NULL;
+        } else {
+            if (ossl_time_is_zero(ackm->loss_time[pkt_space]))
+                ackm->loss_time[pkt_space] =
+                    ossl_time_add(pkt->time, loss_delay);
+            else
+                ackm->loss_time[pkt_space] =
+                    ossl_time_min(ackm->loss_time[pkt_space],
+                                  ossl_time_add(pkt->time, loss_delay));
+        }
+    }
+
+    return lost_pkts;
+}
+
+static OSSL_TIME ackm_get_loss_time_and_space(OSSL_ACKM *ackm, int *pspace)
+{
+    OSSL_TIME time = ackm->loss_time[QUIC_PN_SPACE_INITIAL];
+    int i, space = QUIC_PN_SPACE_INITIAL;
+
+    for (i = space + 1; i < QUIC_PN_SPACE_NUM; ++i)
+        if (ossl_time_is_zero(time)
+            || ossl_time_compare(ackm->loss_time[i], time) == -1) {
+            time    = ackm->loss_time[i];
+            space   = i;
+        }
+
+    *pspace = space;
+    return time;
+}
+
+static OSSL_TIME ackm_get_pto_time_and_space(OSSL_ACKM *ackm, int *space)
+{
+    OSSL_RTT_INFO rtt;
+    OSSL_TIME duration;
+    OSSL_TIME pto_timeout = OSSL_TIME_INFINITY, t;
+    int pto_space = QUIC_PN_SPACE_INITIAL, i;
+
+    ossl_statm_get_rtt_info(ackm->statm, &rtt);
+
+    duration
+        = ossl_time_add(rtt.smoothed_rtt,
+                        ossl_time_max(ossl_time_multiply(4, rtt.rtt_variance),
+                                      K_GRANULARITY));
+
+    duration
+        = ossl_time_multiply(duration, 1U << min_u32(ackm->pto_count,
+                                                     MAX_PTO_COUNT));
+
+    /* Anti-deadlock PTO starts from the current time. */
+    if (ackm_ack_eliciting_bytes_in_flight(ackm) == 0) {
+        assert(!ackm->peer_completed_addr_validation);
+
+        *space = ackm->discarded[QUIC_PN_SPACE_INITIAL]
+                    ? QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE
+                    : QUIC_PN_SPACE_INITIAL;
+        return ossl_time_add(ackm->now(ackm->now_arg), duration);
+    }
+
+    for (i = QUIC_PN_SPACE_INITIAL; i < QUIC_PN_SPACE_NUM; ++i) {
+        if (ackm->ack_eliciting_bytes_in_flight[i] == 0)
+            continue;
+
+        if (i == QUIC_PN_SPACE_APP) {
+            /* Skip application data until handshake confirmed. */
+            if (!ackm->handshake_confirmed)
+                break;
+
+            /* Include max_ack_delay and backoff for app data. */
+            if (!ossl_time_is_infinity(rtt.max_ack_delay))
+                duration
+                    = ossl_time_add(duration,
+                                    ossl_time_multiply(rtt.max_ack_delay,
+                                                       1U << min_u32(ackm->pto_count,
+                                                                     MAX_PTO_COUNT)));
+        }
+
+        t = ossl_time_add(ackm->time_of_last_ack_eliciting_pkt[i], duration);
+        if (t < pto_timeout) {
+            pto_timeout = t;
+            pto_space   = i;
+        }
+    }
+
+    *space = pto_space;
+    return pto_timeout;
+}
+
+static void ackm_set_loss_detection_timer_actual(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                 OSSL_TIME deadline)
+{
+    ackm->loss_detection_deadline = deadline;
+
+    if (ackm->loss_detection_deadline_cb != NULL)
+        ackm->loss_detection_deadline_cb(deadline,
+                                         ackm->loss_detection_deadline_cb_arg);
+}
+
+static int ackm_set_loss_detection_timer(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    int space;
+    OSSL_TIME earliest_loss_time, timeout;
+
+    earliest_loss_time = ackm_get_loss_time_and_space(ackm, &space);
+    if (!ossl_time_is_zero(earliest_loss_time)) {
+        /* Time threshold loss detection. */
+        ackm_set_loss_detection_timer_actual(ackm, earliest_loss_time);
+        return 1;
+    }
+
+    if (ackm_ack_eliciting_bytes_in_flight(ackm) == 0
+            && ackm->peer_completed_addr_validation) {
+        /*
+         * Nothing to detect lost, so no timer is set. However, the client
+         * needs to arm the timer if the server might be blocked by the
+         * anti-amplification limit.
+         */
+        ackm_set_loss_detection_timer_actual(ackm, OSSL_TIME_ZERO);
+        return 1;
+    }
+
+    timeout = ackm_get_pto_time_and_space(ackm, &space);
+    ackm_set_loss_detection_timer_actual(ackm, timeout);
+    return 1;
+}
+
+static int ackm_in_persistent_congestion(OSSL_ACKM *ackm,
+                                         const OSSL_ACKM_TX_PKT *lpkt)
+{
+    /* Persistent congestion not currently implemented. */
+    return 0;
+}
+
+static void ackm_on_pkts_lost(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space,
+                              const OSSL_ACKM_TX_PKT *lpkt)
+{
+    const OSSL_ACKM_TX_PKT *p, *pnext;
+    OSSL_RTT_INFO rtt;
+    QUIC_PN largest_pn_lost = 0;
+    uint64_t num_bytes = 0;
+
+    for (p = lpkt; p != NULL; p = pnext) {
+        pnext = p->lnext;
+
+        if (p->is_inflight) {
+            ackm->bytes_in_flight -= p->num_bytes;
+            if (p->is_ack_eliciting)
+                ackm->ack_eliciting_bytes_in_flight[p->pkt_space]
+                    -= p->num_bytes;
+
+            if (p->pkt_num > largest_pn_lost)
+                largest_pn_lost = p->pkt_num;
+
+            num_bytes += p->num_bytes;
+        }
+
+        p->on_lost(p->cb_arg);
+    }
+
+    /*
+     * Only consider lost packets with regards to congestion after getting an
+     * RTT sample.
+     */
+    ossl_statm_get_rtt_info(ackm->statm, &rtt);
+
+    if (ackm->first_rtt_sample == 0)
+        return;
+
+    ackm->cc_method->on_data_lost(ackm->cc_data,
+        largest_pn_lost,
+        ackm->tx_history[pkt_space].highest_sent,
+        num_bytes,
+        ackm_in_persistent_congestion(ackm, lpkt));
+}
+
+static void ackm_on_pkts_acked(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_ACKM_TX_PKT *apkt)
+{
+    const OSSL_ACKM_TX_PKT *anext;
+    OSSL_TIME now;
+    uint64_t num_retransmittable_bytes = 0;
+    QUIC_PN last_pn_acked = 0;
+
+    now = ackm->now(ackm->now_arg);
+
+    for (; apkt != NULL; apkt = anext) {
+        if (apkt->is_inflight) {
+            ackm->bytes_in_flight -= apkt->num_bytes;
+            if (apkt->is_ack_eliciting)
+                ackm->ack_eliciting_bytes_in_flight[apkt->pkt_space]
+                    -= apkt->num_bytes;
+
+            num_retransmittable_bytes += apkt->num_bytes;
+            if (apkt->pkt_num > last_pn_acked)
+                last_pn_acked = apkt->pkt_num;
+
+            if (apkt->largest_acked != QUIC_PN_INVALID)
+                /*
+                 * This can fail, but it is monotonic; worst case we try again
+                 * next time.
+                 */
+                rx_pkt_history_bump_watermark(get_rx_history(ackm,
+                                                             apkt->pkt_space),
+                                              apkt->largest_acked + 1);
+        }
+
+        anext = apkt->anext;
+        apkt->on_acked(apkt->cb_arg); /* may free apkt */
+    }
+
+    ackm->cc_method->on_data_acked(ackm->cc_data, now,
+        last_pn_acked, num_retransmittable_bytes);
+}
+
+OSSL_ACKM *ossl_ackm_new(OSSL_TIME (*now)(void *arg),
+                         void *now_arg,
+                         OSSL_STATM *statm,
+                         const OSSL_CC_METHOD *cc_method,
+                         OSSL_CC_DATA *cc_data)
+{
+    OSSL_ACKM *ackm;
+    int i;
+
+    ackm = OPENSSL_zalloc(sizeof(OSSL_ACKM));
+    if (ackm == NULL)
+        return NULL;
+
+    for (i = 0; i < (int)OSSL_NELEM(ackm->tx_history); ++i) {
+        ackm->largest_acked_pkt[i] = QUIC_PN_INVALID;
+        ackm->rx_ack_flush_deadline[i] = OSSL_TIME_INFINITY;
+        if (tx_pkt_history_init(&ackm->tx_history[i]) < 1)
+            goto err;
+    }
+
+    for (i = 0; i < (int)OSSL_NELEM(ackm->rx_history); ++i)
+        rx_pkt_history_init(&ackm->rx_history[i]);
+
+    ackm->now       = now;
+    ackm->now_arg   = now_arg;
+    ackm->statm     = statm;
+    ackm->cc_method = cc_method;
+    ackm->cc_data   = cc_data;
+    return ackm;
+
+err:
+    while (--i >= 0)
+        tx_pkt_history_destroy(&ackm->tx_history[i]);
+
+    OPENSSL_free(ackm);
+    return NULL;
+}
+
+void ossl_ackm_free(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    size_t i;
+
+    if (ackm == NULL)
+        return;
+
+    for (i = 0; i < OSSL_NELEM(ackm->tx_history); ++i)
+        if (!ackm->discarded[i]) {
+            tx_pkt_history_destroy(&ackm->tx_history[i]);
+            rx_pkt_history_destroy(&ackm->rx_history[i]);
+        }
+
+    OPENSSL_free(ackm);
+}
+
+int ossl_ackm_on_tx_packet(OSSL_ACKM *ackm, OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt)
+{
+    struct tx_pkt_history_st *h = get_tx_history(ackm, pkt->pkt_space);
+
+    /* Time must be set and not move backwards. */
+    if (ossl_time_is_zero(pkt->time)
+        || ossl_time_compare(ackm->time_of_last_ack_eliciting_pkt[pkt->pkt_space],
+                             pkt->time) > 0)
+        return 0;
+
+    /* Must have non-zero number of bytes. */
+    if (pkt->num_bytes == 0)
+        return 0;
+
+    if (tx_pkt_history_add(h, pkt) == 0)
+        return 0;
+
+    if (pkt->is_inflight) {
+        if (pkt->is_ack_eliciting) {
+            ackm->time_of_last_ack_eliciting_pkt[pkt->pkt_space] = pkt->time;
+            ackm->ack_eliciting_bytes_in_flight[pkt->pkt_space]
+                += pkt->num_bytes;
+        }
+
+        ackm->bytes_in_flight += pkt->num_bytes;
+        ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+
+        ackm->cc_method->on_data_sent(ackm->cc_data, pkt->num_bytes);
+    }
+
+    return 1;
+}
+
+int ossl_ackm_on_rx_datagram(OSSL_ACKM *ackm, size_t num_bytes)
+{
+    /* No-op on the client. */
+    return 1;
+}
+
+static void ackm_on_congestion(OSSL_ACKM *ackm, OSSL_TIME send_time)
+{
+    /* Not currently implemented. */
+}
+
+static void ackm_process_ecn(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack,
+                             int pkt_space)
+{
+    struct tx_pkt_history_st *h;
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt;
+
+    /*
+     * If the ECN-CE counter reported by the peer has increased, this could
+     * be a new congestion event.
+     */
+    if (ack->ecnce > ackm->peer_ecnce[pkt_space]) {
+        ackm->peer_ecnce[pkt_space] = ack->ecnce;
+
+        h = get_tx_history(ackm, pkt_space);
+        pkt = tx_pkt_history_by_pkt_num(h, ack->ack_ranges[0].end);
+        if (pkt == NULL)
+            return;
+
+        ackm_on_congestion(ackm, pkt->time);
+    }
+}
+
+int ossl_ackm_on_rx_ack_frame(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack,
+                              int pkt_space, OSSL_TIME rx_time)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *na_pkts, *lost_pkts;
+    int must_set_timer = 0;
+
+    if (ackm->largest_acked_pkt[pkt_space] == QUIC_PN_INVALID)
+        ackm->largest_acked_pkt[pkt_space] = ack->ack_ranges[0].end;
+    else
+        ackm->largest_acked_pkt[pkt_space]
+            = ossl_quic_pn_max(ackm->largest_acked_pkt[pkt_space],
+                               ack->ack_ranges[0].end);
+
+    /*
+     * If we get an ACK in the handshake space, address validation is completed.
+     * Make sure we update the timer, even if no packets were ACK'd.
+     */
+    if (!ackm->peer_completed_addr_validation
+            && pkt_space == QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE) {
+        ackm->peer_completed_addr_validation = 1;
+        must_set_timer = 1;
+    }
+
+    /*
+     * Find packets that are newly acknowledged and remove them from the list.
+     */
+    na_pkts = ackm_detect_and_remove_newly_acked_pkts(ackm, ack, pkt_space);
+    if (na_pkts == NULL) {
+        if (must_set_timer)
+            ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+
+        return 1;
+    }
+
+    /*
+     * Update the RTT if the largest acknowledged is newly acked and at least
+     * one ACK-eliciting packet was newly acked.
+     *
+     * First packet in the list is always the one with the largest PN.
+     */
+    if (na_pkts->pkt_num == ack->ack_ranges[0].end &&
+        ack_includes_ack_eliciting(na_pkts)) {
+        OSSL_TIME now = ackm->now(ackm->now_arg), ack_delay;
+        if (ossl_time_is_zero(ackm->first_rtt_sample))
+            ackm->first_rtt_sample = now;
+
+        /* Enforce maximum ACK delay. */
+        ack_delay = ack->delay_time;
+        if (ackm->handshake_confirmed) {
+            OSSL_RTT_INFO rtt;
+
+            ossl_statm_get_rtt_info(ackm->statm, &rtt);
+            ack_delay = ossl_time_min(ack_delay, rtt.max_ack_delay);
+        }
+
+        ossl_statm_update_rtt(ackm->statm, ack_delay,
+                              ossl_time_subtract(now, na_pkts->time));
+    }
+
+    /* Process ECN information if present. */
+    if (ack->ecn_present)
+        ackm_process_ecn(ackm, ack, pkt_space);
+
+    /* Handle inferred loss. */
+    lost_pkts = ackm_detect_and_remove_lost_pkts(ackm, pkt_space);
+    if (lost_pkts != NULL)
+        ackm_on_pkts_lost(ackm, pkt_space, lost_pkts);
+
+    ackm_on_pkts_acked(ackm, na_pkts);
+
+    /*
+     * Reset pto_count unless the client is unsure if the server validated the
+     * client's address.
+     */
+    if (ackm->peer_completed_addr_validation)
+        ackm->pto_count = 0;
+
+    ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+    return 1;
+}
+
+int ossl_ackm_on_pkt_space_discarded(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt, *pnext;
+    uint64_t num_bytes_invalidated = 0;
+
+    assert(pkt_space < QUIC_PN_SPACE_APP);
+
+    if (ackm->discarded[pkt_space])
+        return 0;
+
+    if (pkt_space == QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE)
+        ackm->peer_completed_addr_validation = 1;
+
+    for (pkt = get_tx_history(ackm, pkt_space)->head; pkt != NULL; pkt = pnext) {
+        pnext = pkt->next;
+        if (pkt->is_inflight) {
+            ackm->bytes_in_flight -= pkt->num_bytes;
+            num_bytes_invalidated += pkt->num_bytes;
+        }
+
+        pkt->on_discarded(pkt->cb_arg); /* may free pkt */
+    }
+
+    tx_pkt_history_destroy(&ackm->tx_history[pkt_space]);
+    rx_pkt_history_destroy(&ackm->rx_history[pkt_space]);
+
+    if (num_bytes_invalidated > 0)
+        ackm->cc_method->on_data_invalidated(ackm->cc_data,
+                                             num_bytes_invalidated);
+
+    ackm->time_of_last_ack_eliciting_pkt[pkt_space] = OSSL_TIME_ZERO;
+    ackm->loss_time[pkt_space] = OSSL_TIME_ZERO;
+    ackm->pto_count = 0;
+    ackm->discarded[pkt_space] = 1;
+    ackm->ack_eliciting_bytes_in_flight[pkt_space] = 0;
+    ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+    return 1;
+}
+
+int ossl_ackm_on_handshake_confirmed(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    ackm->handshake_confirmed               = 1;
+    ackm->peer_completed_addr_validation    = 1;
+    ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+    return 1;
+}
+
+static void ackm_queue_probe_handshake(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    ++ackm->pending_probe.handshake;
+}
+
+static void ackm_queue_probe_padded_initial(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    ++ackm->pending_probe.padded_initial;
+}
+
+static void ackm_queue_probe(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    ++ackm->pending_probe.pto[pkt_space];
+}
+
+int ossl_ackm_on_timeout(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    int pkt_space;
+    OSSL_TIME earliest_loss_time;
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *lost_pkts;
+
+    earliest_loss_time = ackm_get_loss_time_and_space(ackm, &pkt_space);
+    if (!ossl_time_is_zero(earliest_loss_time)) {
+        /* Time threshold loss detection. */
+        lost_pkts = ackm_detect_and_remove_lost_pkts(ackm, pkt_space);
+        assert(lost_pkts != NULL);
+        ackm_on_pkts_lost(ackm, pkt_space, lost_pkts);
+        ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+        return 1;
+    }
+
+    if (ackm_ack_eliciting_bytes_in_flight(ackm) == 0) {
+        assert(!ackm->peer_completed_addr_validation);
+        /*
+         * Client sends an anti-deadlock packet: Initial is padded to earn more
+         * anti-amplification credit. A handshake packet proves address
+         * ownership.
+         */
+        if (ackm->discarded[QUIC_PN_SPACE_INITIAL])
+            ackm_queue_probe_handshake(ackm);
+        else
+            ackm_queue_probe_padded_initial(ackm);
+    } else {
+        /*
+         * PTO. The user of the ACKM should send new data if available, else
+         * retransmit old data, or if neither is available, send a single PING
+         * frame.
+         */
+        ackm_get_pto_time_and_space(ackm, &pkt_space);
+        ackm_queue_probe(ackm, pkt_space);
+    }
+
+    ++ackm->pto_count;
+    ackm_set_loss_detection_timer(ackm);
+    return 1;
+}
+
+OSSL_TIME ossl_ackm_get_loss_detection_deadline(OSSL_ACKM *ackm)
+{
+    return ackm->loss_detection_deadline;
+}
+
+int ossl_ackm_get_probe_request(OSSL_ACKM *ackm, int clear,
+                                OSSL_ACKM_PROBE_INFO *info)
+{
+    *info = ackm->pending_probe;
+
+    if (clear != 0)
+        memset(&ackm->pending_probe, 0, sizeof(ackm->pending_probe));
+
+    return 1;
+}
+
+int ossl_ackm_get_largest_unacked(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space, QUIC_PN *pn)
+{
+    struct tx_pkt_history_st *h;
+
+    h = get_tx_history(ackm, pkt_space);
+    if (h->tail != NULL) {
+        *pn = h->tail->pkt_num;
+        return 1;
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+/* Number of ACK-eliciting packets RX'd before we always emit an ACK. */
+#define PKTS_BEFORE_ACK     2
+/* Maximum amount of time to leave an ACK-eliciting packet un-ACK'd. */
+#define MAX_ACK_DELAY       (ossl_time_multiply(OSSL_TIME_MS, 25))
+
+/*
+ * Return 1 if emission of an ACK frame is currently desired.
+ *
+ * This occurs when one or more of the following conditions occurs:
+ *
+ *   - We have flagged that we want to send an ACK frame
+ *     (for example, due to the packet threshold count being exceeded), or
+ *
+ *   - We have exceeded the ACK flush deadline, meaning that
+ *     we have received at least one ACK-eliciting packet, but held off on
+ *     sending an ACK frame immediately in the hope that more ACK-eliciting
+ *     packets might come in, but not enough did and we are now requesting
+ *     transmission of an ACK frame anyway.
+ *
+ */
+int ossl_ackm_is_ack_desired(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    return ackm->rx_ack_desired[pkt_space]
+        || (!ossl_time_is_infinity(ackm->rx_ack_flush_deadline[pkt_space])
+            && ossl_time_compare(ackm->now(ackm->now_arg),
+                                 ackm->rx_ack_flush_deadline[pkt_space]) >= 0);
+}
+
+/*
+ * Returns 1 if an ACK frame matches a given packet number.
+ */
+static int ack_contains(const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack, QUIC_PN pkt_num)
+{
+    size_t i;
+
+    for (i = 0; i < ack->num_ack_ranges; ++i)
+        if (range_contains(&ack->ack_ranges[i], pkt_num))
+            return 1;
+
+    return 0;
+}
+
+/*
+ * Returns 1 iff a PN (which we have just received) was previously reported as
+ * implied missing (by us, in an ACK frame we previously generated).
+ */
+static int ackm_is_missing(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space, QUIC_PN pkt_num)
+{
+    /*
+     * A PN is implied missing if it is not greater than the highest PN in our
+     * generated ACK frame, but is not matched by the frame.
+     */
+    return ackm->ack[pkt_space].num_ack_ranges > 0
+        && pkt_num <= ackm->ack[pkt_space].ack_ranges[0].end
+        && !ack_contains(&ackm->ack[pkt_space], pkt_num);
+}
+
+/*
+ * Returns 1 iff our RX of a PN newly establishes the implication of missing
+ * packets.
+ */
+static int ackm_has_newly_missing(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    struct rx_pkt_history_st *h;
+
+    h = get_rx_history(ackm, pkt_space);
+
+    if (h->set.tail == NULL)
+        return 0;
+
+    /*
+     * The second condition here establishes that the highest PN range in our RX
+     * history comprises only a single PN. If there is more than one, then this
+     * function will have returned 1 during a previous call to
+     * ossl_ackm_on_rx_packet assuming the third condition below was met. Thus
+     * we only return 1 when the missing PN condition is newly established.
+     *
+     * The third condition here establishes that the highest PN range in our RX
+     * history is beyond (and does not border) the highest PN we have yet
+     * reported in any ACK frame. Thus there is a gap of at least one PN between
+     * the PNs we have ACK'd previously and the PN we have just received.
+     */
+    return ackm->ack[pkt_space].num_ack_ranges > 0
+        && h->set.tail->range.start == h->set.tail->range.end
+        && h->set.tail->range.start
+            > ackm->ack[pkt_space].ack_ranges[0].end + 1;
+}
+
+static void ackm_set_flush_deadline(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space,
+                                    OSSL_TIME deadline)
+{
+    ackm->rx_ack_flush_deadline[pkt_space] = deadline;
+
+    if (ackm->ack_deadline_cb != NULL)
+        ackm->ack_deadline_cb(ossl_ackm_get_ack_deadline(ackm, pkt_space),
+                              pkt_space, ackm->ack_deadline_cb_arg);
+}
+
+/* Explicitly flags that we want to generate an ACK frame. */
+static void ackm_queue_ack(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    ackm->rx_ack_desired[pkt_space] = 1;
+
+    /* Cancel deadline. */
+    ackm_set_flush_deadline(ackm, pkt_space, OSSL_TIME_INFINITY);
+}
+
+static void ackm_on_rx_ack_eliciting(OSSL_ACKM *ackm,
+                                     OSSL_TIME rx_time, int pkt_space,
+                                     int was_missing)
+{
+    if (ackm->rx_ack_desired[pkt_space])
+        /* ACK generation already requested so nothing to do. */
+        return;
+
+    ++ackm->rx_ack_eliciting_pkts_since_last_ack[pkt_space];
+
+    if (!ackm->rx_ack_generated[pkt_space]
+            || was_missing
+            || ackm->rx_ack_eliciting_pkts_since_last_ack[pkt_space]
+                >= PKTS_BEFORE_ACK
+            || ackm_has_newly_missing(ackm, pkt_space)) {
+        /*
+         * Either:
+         *
+         *   - We have never yet generated an ACK frame, meaning that this
+         *     is the first ever packet received, which we should always
+         *     acknowledge immediately, or
+         *
+         *   - We previously reported the PN that we have just received as
+         *     missing in a previous ACK frame (meaning that we should report
+         *     the fact that we now have it to the peer immediately), or
+         *
+         *   - We have exceeded the ACK-eliciting packet threshold count
+         *     for the purposes of ACK coalescing, so request transmission
+         *     of an ACK frame, or
+         *
+         *   - The PN we just received and added to our PN RX history
+         *     newly implies one or more missing PNs, in which case we should
+         *     inform the peer by sending an ACK frame immediately.
+         *
+         * We do not test the ACK flush deadline here because it is tested
+         * separately in ossl_ackm_is_ack_desired.
+         */
+        ackm_queue_ack(ackm, pkt_space);
+        return;
+    }
+
+    /*
+     * Not emitting an ACK yet.
+     *
+     * Update the ACK flush deadline.
+     */
+    if (ossl_time_is_infinity(ackm->rx_ack_flush_deadline[pkt_space]))
+        ackm_set_flush_deadline(ackm, pkt_space,
+                                ossl_time_add(rx_time, MAX_ACK_DELAY));
+    else
+        ackm_set_flush_deadline(ackm, pkt_space,
+                                ossl_time_min(ackm->rx_ack_flush_deadline[pkt_space],
+                                              ossl_time_add(rx_time,
+                                                            MAX_ACK_DELAY)));
+}
+
+int ossl_ackm_on_rx_packet(OSSL_ACKM *ackm, const OSSL_ACKM_RX_PKT *pkt)
+{
+    struct rx_pkt_history_st *h = get_rx_history(ackm, pkt->pkt_space);
+    int was_missing;
+
+    if (ossl_ackm_is_rx_pn_processable(ackm, pkt->pkt_num, pkt->pkt_space) != 1)
+        /* PN has already been processed or written off, no-op. */
+        return 1;
+
+    /*
+     * Record the largest PN we have RX'd and the time we received it.
+     * We use this to calculate the ACK delay field of ACK frames.
+     */
+    if (pkt->pkt_num > ackm->rx_largest_pn[pkt->pkt_space]) {
+        ackm->rx_largest_pn[pkt->pkt_space]   = pkt->pkt_num;
+        ackm->rx_largest_time[pkt->pkt_space] = pkt->time;
+    }
+
+    /*
+     * If the PN we just received was previously implied missing by virtue of
+     * being omitted from a previous ACK frame generated, we skip any packet
+     * count thresholds or coalescing delays and emit a new ACK frame
+     * immediately.
+     */
+    was_missing = ackm_is_missing(ackm, pkt->pkt_space, pkt->pkt_num);
+
+    /*
+     * Add the packet number to our history list of PNs we have not yet provably
+     * acked.
+     */
+    if (rx_pkt_history_add_pn(h, pkt->pkt_num) != 1)
+        return 0;
+
+    /*
+     * Receiving this packet may or may not cause us to emit an ACK frame.
+     * We may not emit an ACK frame yet if we have not yet received a threshold
+     * number of packets.
+     */
+    if (pkt->is_ack_eliciting)
+        ackm_on_rx_ack_eliciting(ackm, pkt->time, pkt->pkt_space, was_missing);
+
+    /* Update the ECN counters according to which ECN signal we got, if any. */
+    switch (pkt->ecn) {
+    case OSSL_ACKM_ECN_ECT0:
+        ++ackm->rx_ect0[pkt->pkt_space];
+        break;
+    case OSSL_ACKM_ECN_ECT1:
+        ++ackm->rx_ect1[pkt->pkt_space];
+        break;
+    case OSSL_ACKM_ECN_ECNCE:
+        ++ackm->rx_ecnce[pkt->pkt_space];
+        break;
+    default:
+        break;
+    }
+
+    return 1;
+}
+
+static void ackm_fill_rx_ack_ranges(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space,
+                                    OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack)
+{
+    struct rx_pkt_history_st *h = get_rx_history(ackm, pkt_space);
+    struct pn_set_item_st *x;
+    size_t i = 0;
+
+    /*
+     * Copy out ranges from the PN set, starting at the end, until we reach our
+     * maximum number of ranges.
+     */
+    for (x = h->set.tail;
+         x != NULL && i < OSSL_NELEM(ackm->ack_ranges);
+         x = x->prev, ++i)
+        ackm->ack_ranges[pkt_space][i] = x->range;
+
+    ack->ack_ranges     = ackm->ack_ranges[pkt_space];
+    ack->num_ack_ranges = i;
+}
+
+const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ossl_ackm_get_ack_frame(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                   int pkt_space)
+{
+    OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack = &ackm->ack[pkt_space];
+    OSSL_TIME now = ackm->now(ackm->now_arg);
+
+    ackm_fill_rx_ack_ranges(ackm, pkt_space, ack);
+
+    if (!ossl_time_is_zero(ackm->rx_largest_time[pkt_space])
+            && ossl_time_compare(now, ackm->rx_largest_time[pkt_space]) > 0
+            && pkt_space == QUIC_PN_SPACE_APP)
+        ack->delay_time =
+            ossl_time_subtract(now, ackm->rx_largest_time[pkt_space]);
+    else
+        ack->delay_time = OSSL_TIME_ZERO;
+
+    ack->ect0              = ackm->rx_ect0[pkt_space];
+    ack->ect1              = ackm->rx_ect1[pkt_space];
+    ack->ecnce             = ackm->rx_ecnce[pkt_space];
+    ack->ecn_present       = 1;
+
+    ackm->rx_ack_eliciting_pkts_since_last_ack[pkt_space] = 0;
+
+    ackm->rx_ack_generated[pkt_space]       = 1;
+    ackm->rx_ack_desired[pkt_space]         = 0;
+    ackm_set_flush_deadline(ackm, pkt_space, OSSL_TIME_INFINITY);
+    return ack;
+}
+
+
+OSSL_TIME ossl_ackm_get_ack_deadline(OSSL_ACKM *ackm, int pkt_space)
+{
+    if (ackm->rx_ack_desired[pkt_space])
+        /* Already desired, deadline is now. */
+        return OSSL_TIME_ZERO;
+
+    return ackm->rx_ack_flush_deadline[pkt_space];
+}
+
+int ossl_ackm_is_rx_pn_processable(OSSL_ACKM *ackm, QUIC_PN pn, int pkt_space)
+{
+    struct rx_pkt_history_st *h = get_rx_history(ackm, pkt_space);
+
+    return pn >= h->watermark && pn_set_query(&h->set, pn) == 0;
+}
+
+void ossl_ackm_set_loss_detection_deadline_callback(OSSL_ACKM *ackm,
+                                                    void (*fn)(OSSL_TIME deadline,
+                                                               void *arg),
+                                                    void *arg)
+{
+    ackm->loss_detection_deadline_cb      = fn;
+    ackm->loss_detection_deadline_cb_arg  = arg;
+}
+
+void ossl_ackm_set_ack_deadline_callback(OSSL_ACKM *ackm,
+                                         void (*fn)(OSSL_TIME deadline,
+                                                    int pkt_space,
+                                                    void *arg),
+                                         void *arg)
+{
+    ackm->ack_deadline_cb     = fn;
+    ackm->ack_deadline_cb_arg = arg;
+}
diff --git a/ssl/quic/quic_statm.c b/ssl/quic/quic_statm.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..35f5722
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,83 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+
+#include "internal/quic_statm.h"
+
+void ossl_statm_update_rtt(OSSL_STATM *statm,
+                           OSSL_TIME ack_delay,
+                           OSSL_TIME override_latest_rtt)
+{
+    OSSL_TIME adjusted_rtt, latest_rtt = override_latest_rtt;
+
+    /* Use provided RTT value, or else last RTT value. */
+    if (ossl_time_is_zero(latest_rtt))
+        latest_rtt = statm->latest_rtt;
+    else
+        statm->latest_rtt = latest_rtt;
+
+    if (!statm->have_first_sample) {
+        statm->min_rtt              = latest_rtt;
+        statm->smoothed_rtt         = latest_rtt;
+        statm->rtt_variance         = ossl_time_divide(latest_rtt, 2);
+        statm->have_first_sample    = 1;
+        return;
+    }
+
+    /* Update minimum RTT. */
+    if (ossl_time_compare(latest_rtt, statm->min_rtt) < 0)
+        statm->min_rtt = latest_rtt;
+
+    /*
+     * Enforcement of max_ack_delay is the responsibility of
+     * the caller as it is context-dependent.
+     */
+
+    adjusted_rtt = latest_rtt;
+    if (ossl_time_compare(latest_rtt, ossl_time_add(statm->min_rtt, ack_delay)) >= 0)
+        adjusted_rtt = ossl_time_subtract(latest_rtt, ack_delay);
+
+    statm->rtt_variance = ossl_time_divide(ossl_time_add(ossl_time_multiply(3, statm->rtt_variance),
+                                                         ossl_time_abs_difference(statm->smoothed_rtt,
+                                                                              adjusted_rtt)), 4);
+    statm->smoothed_rtt = ossl_time_divide(ossl_time_add(ossl_time_multiply(7, statm->smoothed_rtt),
+                                                         adjusted_rtt), 8);
+}
+
+/* RFC 9002 kInitialRtt value. RFC recommended value. */
+#define K_INITIAL_RTT               (ossl_time_multiply(OSSL_TIME_MS, 333))
+
+int ossl_statm_init(OSSL_STATM *statm)
+{
+    statm->smoothed_rtt             = K_INITIAL_RTT;
+    statm->latest_rtt               = OSSL_TIME_ZERO;
+    statm->min_rtt                  = OSSL_TIME_INFINITY;
+    statm->rtt_variance             = ossl_time_divide(K_INITIAL_RTT, 2);
+    statm->have_first_sample        = 0;
+    statm->max_ack_delay            = OSSL_TIME_INFINITY;
+    return 1;
+}
+
+void ossl_statm_destroy(OSSL_STATM *statm)
+{
+    /* No-op. */
+}
+
+void ossl_statm_set_max_ack_delay(OSSL_STATM *statm, OSSL_TIME max_ack_delay)
+{
+    statm->max_ack_delay = max_ack_delay;
+}
+
+void ossl_statm_get_rtt_info(OSSL_STATM *statm, OSSL_RTT_INFO *rtt_info)
+{
+    rtt_info->min_rtt           = statm->min_rtt;
+    rtt_info->latest_rtt        = statm->latest_rtt;
+    rtt_info->smoothed_rtt      = statm->smoothed_rtt;
+    rtt_info->rtt_variance      = statm->rtt_variance;
+    rtt_info->max_ack_delay     = statm->max_ack_delay;
+}
index a74dd36de28484cece6e52d545a46831f12db3dd..29d6af07097d54a74537cb28c032c2a63058988d 100644 (file)
@@ -964,13 +964,17 @@ ENDIF
   ENDIF
 
   IF[{- !$disabled{'quic'} -}]
-    PROGRAMS{noinst}=quicapitest quic_wire_test
+    PROGRAMS{noinst}=quicapitest quic_wire_test quic_ackm_test
   ENDIF
 
   SOURCE[quicapitest]=quicapitest.c helpers/ssltestlib.c
   INCLUDE[quicapitest]=../include ../apps/include
   DEPEND[quicapitest]=../libcrypto ../libssl libtestutil.a
 
+  SOURCE[quic_ackm_test]=quic_ackm_test.c
+  INCLUDE[quic_ackm_test]=../include ../apps/include
+  DEPEND[quic_ackm_test]=../libcrypto.a ../libssl.a libtestutil.a
+
 {-
    use File::Spec::Functions;
    use File::Basename;
diff --git a/test/quic_ackm_test.c b/test/quic_ackm_test.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..cea7c6f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1040 @@
+/*
+ * Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
+ */
+
+#include "testutil.h"
+#include <openssl/ssl.h>
+#include "internal/quic_ackm.h"
+#include "internal/quic_cc.h"
+
+static OSSL_TIME fake_time = 0;
+
+#define TIME_BASE (123 * OSSL_TIME_SECOND)
+
+static OSSL_TIME fake_now(void *arg)
+{
+    return fake_time;
+}
+
+struct pkt_info {
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *pkt;
+    int lost, acked, discarded;
+};
+
+static void on_lost(void *arg)
+{
+    struct pkt_info *info = arg;
+    ++info->lost;
+}
+
+static void on_acked(void *arg)
+{
+    struct pkt_info *info = arg;
+    ++info->acked;
+}
+
+static void on_discarded(void *arg)
+{
+    struct pkt_info *info = arg;
+    ++info->discarded;
+}
+
+struct helper {
+    OSSL_ACKM *ackm;
+    struct pkt_info *pkts;
+    size_t num_pkts;
+    OSSL_CC_DATA *ccdata;
+    OSSL_STATM statm;
+    int have_statm;
+};
+
+static void helper_destroy(struct helper *h)
+{
+    size_t i;
+
+    if (h->ackm != NULL) {
+        ossl_ackm_free(h->ackm);
+        h->ackm = NULL;
+    }
+
+    if (h->ccdata != NULL) {
+        ossl_cc_dummy_method.free(h->ccdata);
+        h->ccdata = NULL;
+    }
+
+    if (h->have_statm) {
+        ossl_statm_destroy(&h->statm);
+        h->have_statm = 0;
+    }
+
+    if (h->pkts != NULL) {
+        for (i = 0; i < h->num_pkts; ++i) {
+            OPENSSL_free(h->pkts[i].pkt);
+            h->pkts[i].pkt = NULL;
+        }
+
+        OPENSSL_free(h->pkts);
+        h->pkts = NULL;
+    }
+}
+
+static int helper_init(struct helper *h, size_t num_pkts)
+{
+    int rc = 0;
+
+    memset(h, 0, sizeof(*h));
+
+    fake_time = TIME_BASE;
+
+    /* Initialise statistics tracker. */
+    if (!TEST_int_eq(ossl_statm_init(&h->statm), 1))
+        goto err;
+
+    h->have_statm = 1;
+
+    /* Initialise congestion controller. */
+    h->ccdata = ossl_cc_dummy_method.new(NULL, NULL, NULL);
+    if (!TEST_ptr(h->ccdata))
+        goto err;
+
+    /* Initialise ACK manager. */
+    h->ackm = ossl_ackm_new(fake_now, NULL, &h->statm,
+                            &ossl_cc_dummy_method, h->ccdata);
+    if (!TEST_ptr(h->ackm))
+        goto err;
+
+    /* Allocate our array of packet information. */
+    h->num_pkts = num_pkts;
+    if (num_pkts > 0) {
+        h->pkts = OPENSSL_zalloc(sizeof(struct pkt_info) * num_pkts);
+        if (!TEST_ptr(h->pkts))
+            goto err;
+    } else {
+        h->pkts = NULL;
+    }
+
+    rc = 1;
+err:
+    if (rc == 0)
+        helper_destroy(h);
+
+    return rc;
+}
+
+static const QUIC_PN linear_20[] = {
+    0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19
+};
+
+static const QUIC_PN high_linear_20[] = {
+    1000, 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007, 1008,
+    1009, 1010, 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, 1017,
+    1018, 1019
+};
+
+/*
+ * TX ACK (Packet Threshold) Test Cases
+ * ******************************************************************
+ */
+struct tx_ack_test_case {
+    const QUIC_PN              *pn_table;
+    size_t                      pn_table_len;
+    const OSSL_QUIC_ACK_RANGE  *ack_ranges;
+    size_t                      num_ack_ranges;
+    const char                 *expect_ack; /* 1=ack, 2=lost, 4=discarded */
+};
+
+#define DEFINE_TX_ACK_CASE(n, pntable)                          \
+    static const struct tx_ack_test_case tx_ack_case_##n = {    \
+        (pntable), OSSL_NELEM(pntable),                         \
+        tx_ack_range_##n, OSSL_NELEM(tx_ack_range_##n),         \
+        tx_ack_expect_##n                                       \
+    }
+
+/* One range, partial coverage of space */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_1[] = {
+    { 0, 10 },
+};
+static const char tx_ack_expect_1[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(1, linear_20);
+
+/* Two ranges, partial coverage of space, overlapping by 1 */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_2[] = {
+    { 5, 10 }, { 0, 5 }
+};
+static const char tx_ack_expect_2[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(2, linear_20);
+
+/* Two ranges, partial coverage of space, together contiguous */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_3[] = {
+    { 6, 10 }, { 0, 5 }
+};
+static const char tx_ack_expect_3[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(3, linear_20);
+
+/*
+ * Two ranges, partial coverage of space, non-contiguous by 1
+ * Causes inferred loss due to packet threshold being exceeded.
+ */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_4[] = {
+    { 7, 10 }, { 0, 5 }
+};
+static const char tx_ack_expect_4[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(4, linear_20);
+
+/*
+ * Two ranges, partial coverage of space, non-contiguous by 2
+ * Causes inferred loss due to packet threshold being exceeded.
+ */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_5[] = {
+    { 7, 10 }, { 0, 4 }
+};
+static const char tx_ack_expect_5[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(5, linear_20);
+
+/* One range, covering entire space */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_6[] = {
+    { 0, 20 },
+};
+static const char tx_ack_expect_6[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(6, linear_20);
+
+/* One range, covering more space than exists */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_7[] = {
+    { 0, 30 },
+};
+static const char tx_ack_expect_7[] = {
+    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(7, linear_20);
+
+/* One range, covering nothing (too high) */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_8[] = {
+    { 21, 30 },
+};
+static const char tx_ack_expect_8[] = {
+    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(8, linear_20);
+
+/* One range, covering nothing (too low) */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_9[] = {
+    { 0, 999 },
+};
+static const char tx_ack_expect_9[] = {
+    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(9, high_linear_20);
+
+/* One single packet at start of PN set */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_10[] = {
+    { 0, 0 },
+};
+static const char tx_ack_expect_10[] = {
+    1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(10, linear_20);
+
+/*
+ * One single packet in middle of PN set
+ * Causes inferred loss of one packet due to packet threshold being exceeded,
+ * but several other previous packets survive as they are under the threshold.
+ */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_11[] = {
+    { 3, 3 },
+};
+static const char tx_ack_expect_11[] = {
+    2, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(11, linear_20);
+
+/*
+ * One single packet at end of PN set
+ * Causes inferred loss due to packet threshold being exceeded.
+ */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_12[] = {
+    { 19, 19 },
+};
+static const char tx_ack_expect_12[] = {
+    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 1
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(12, linear_20);
+
+/*
+ * Mixed straddling
+ * Causes inferred loss due to packet threshold being exceeded.
+ */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE tx_ack_range_13[] = {
+    { 1008, 1008 }, { 1004, 1005 }, { 1001, 1002 }
+};
+static const char tx_ack_expect_13[] = {
+    2, 1, 1, 2, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+};
+DEFINE_TX_ACK_CASE(13, high_linear_20);
+
+static const struct tx_ack_test_case *const tx_ack_cases[] = {
+    &tx_ack_case_1,
+    &tx_ack_case_2,
+    &tx_ack_case_3,
+    &tx_ack_case_4,
+    &tx_ack_case_5,
+    &tx_ack_case_6,
+    &tx_ack_case_7,
+    &tx_ack_case_8,
+    &tx_ack_case_9,
+    &tx_ack_case_10,
+    &tx_ack_case_11,
+    &tx_ack_case_12,
+    &tx_ack_case_13,
+};
+
+enum {
+    MODE_ACK, MODE_DISCARD, MODE_PTO, MODE_NUM
+};
+
+static int test_probe_counts(const OSSL_ACKM_PROBE_INFO *p,
+                             uint32_t handshake,
+                             uint32_t padded_initial,
+                             uint32_t pto_initial,
+                             uint32_t pto_handshake,
+                             uint32_t pto_app)
+{
+    if (!TEST_uint_eq(p->handshake, handshake))
+        return 0;
+    if (!TEST_uint_eq(p->padded_initial, padded_initial))
+        return 0;
+    if (!TEST_uint_eq(p->pto[QUIC_PN_SPACE_INITIAL], pto_initial))
+        return 0;
+    if (!TEST_uint_eq(p->pto[QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE], pto_handshake))
+        return 0;
+    if (!TEST_uint_eq(p->pto[QUIC_PN_SPACE_APP], pto_app))
+        return 0;
+    return 1;
+}
+
+static void on_loss_detection_deadline_callback(OSSL_TIME deadline, void *arg)
+{
+    *(OSSL_TIME *)arg = deadline;
+}
+
+static int test_tx_ack_case_actual(int tidx, int space, int mode)
+{
+    int testresult = 0;
+    struct helper h;
+    size_t i;
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *tx;
+    const struct tx_ack_test_case *c = tx_ack_cases[tidx];
+    OSSL_QUIC_FRAME_ACK ack = {0};
+    OSSL_TIME loss_detection_deadline = OSSL_TIME_ZERO;
+
+    /* Cannot discard app space, so skip this */
+    if (mode == MODE_DISCARD && space == QUIC_PN_SPACE_APP) {
+        TEST_skip("skipping test for app space");
+        return 1;
+    }
+
+    if (!TEST_int_eq(helper_init(&h, c->pn_table_len), 1))
+        goto err;
+
+    /* Arm callback. */
+    ossl_ackm_set_loss_detection_deadline_callback(h.ackm,
+                                                   on_loss_detection_deadline_callback,
+                                                   &loss_detection_deadline);
+
+    /* Allocate TX packet structures. */
+    for (i = 0; i < c->pn_table_len; ++i) {
+        h.pkts[i].pkt = tx = OPENSSL_zalloc(sizeof(*tx));
+        if (!TEST_ptr(tx))
+            goto err;
+
+        tx->pkt_num             = c->pn_table[i];
+        tx->pkt_space           = space;
+        tx->is_inflight         = 1;
+        tx->is_ack_eliciting    = 1;
+        tx->num_bytes           = 123;
+        tx->largest_acked       = QUIC_PN_INVALID;
+        tx->on_lost             = on_lost;
+        tx->on_acked            = on_acked;
+        tx->on_discarded        = on_discarded;
+        tx->cb_arg              = &h.pkts[i];
+
+        tx->time  = fake_time;
+
+        if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_tx_packet(h.ackm, tx), 1))
+            goto err;
+    }
+
+    if (mode == MODE_DISCARD) {
+        /* Try discarding. */
+        if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_pkt_space_discarded(h.ackm, space), 1))
+            goto err;
+
+        /* Check all discard callbacks were called. */
+        for (i  = 0; i < c->pn_table_len; ++i) {
+            if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].acked, 0))
+                goto err;
+            if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].lost, 0))
+                goto err;
+            if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].discarded, 1))
+                goto err;
+        }
+    } else if (mode == MODE_ACK) {
+        /* Try acknowledging. */
+        ack.ack_ranges      = (OSSL_QUIC_ACK_RANGE *)c->ack_ranges;
+        ack.num_ack_ranges  = c->num_ack_ranges;
+        if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_rx_ack_frame(h.ackm, &ack, space, fake_time), 1))
+            goto err;
+
+        /* Check correct ranges were acknowledged. */
+        for (i = 0; i < c->pn_table_len; ++i) {
+            if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].acked,
+                             (c->expect_ack[i] & 1) != 0 ? 1 : 0))
+                goto err;
+            if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].lost,
+                             (c->expect_ack[i] & 2) != 0 ? 1 : 0))
+                goto err;
+            if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].discarded,
+                             (c->expect_ack[i] & 4) != 0 ? 1 : 0))
+                goto err;
+        }
+    } else if (mode == MODE_PTO) {
+        OSSL_TIME deadline = ossl_ackm_get_loss_detection_deadline(h.ackm);
+        OSSL_ACKM_PROBE_INFO probe = {0};
+
+        if (!TEST_true(deadline == loss_detection_deadline))
+            goto err;
+
+        /* We should have a PTO deadline. */
+        if (!TEST_true(deadline > fake_time))
+            goto err;
+
+        /* Should not have any probe requests yet. */
+        if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_get_probe_request(h.ackm, 0, &probe), 1))
+            goto err;
+
+        if (!TEST_int_eq(test_probe_counts(&probe, 0, 0, 0, 0, 0), 1))
+            goto err;
+
+        /*
+         * If in app space, confirm handshake, as this is necessary to enable
+         * app space PTO probe requests.
+         */
+        if (space == QUIC_PN_SPACE_APP)
+            if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_handshake_confirmed(h.ackm), 1))
+                goto err;
+
+        /* Advance to the PTO deadline. */
+        fake_time = deadline + 1;
+
+        if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_timeout(h.ackm), 1))
+            goto err;
+
+        /* Should have a probe request. Not cleared by first call. */
+        for (i = 0; i < 3; ++i) {
+            if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_get_probe_request(h.ackm, i > 0, &probe), 1))
+                goto err;
+
+            if (i == 2) {
+                if (!TEST_int_eq(test_probe_counts(&probe, 0, 0, 0, 0, 0), 1))
+                    goto err;
+            } else {
+                if (!TEST_int_eq(test_probe_counts(&probe, 0, 0,
+                                                   space == QUIC_PN_SPACE_INITIAL,
+                                                   space == QUIC_PN_SPACE_HANDSHAKE,
+                                                   space == QUIC_PN_SPACE_APP), 1))
+                    goto err;
+            }
+        }
+
+    } else
+        goto err;
+
+    testresult = 1;
+err:
+    helper_destroy(&h);
+    return testresult;
+}
+
+/*
+ * TX ACK (Time Threshold) Test
+ * ******************************************************************
+ */
+enum {
+    TX_ACK_TIME_OP_END,
+    TX_ACK_TIME_OP_PKT,     /* TX packets */
+    TX_ACK_TIME_OP_ACK,     /* Synthesise incoming ACK of single PN range */
+    TX_ACK_TIME_OP_EXPECT   /* Ack/loss assertion */
+};
+
+struct tx_ack_time_op {
+    int       kind;
+    OSSL_TIME time_advance; /* all ops */
+    QUIC_PN   pn;           /* PKT, ACK */
+    size_t    num_pn;       /* PKT, ACK */
+    const char *expect;     /* 1=ack, 2=lost, 4=discarded */
+};
+
+#define TX_OP_PKT(advance, pn, num_pn) \
+    { TX_ACK_TIME_OP_PKT, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), (num_pn), NULL },
+#define TX_OP_ACK(advance, pn, num_pn) \
+    { TX_ACK_TIME_OP_ACK, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), (num_pn), NULL },
+#define TX_OP_EXPECT(expect) \
+    { TX_ACK_TIME_OP_EXPECT, 0, 0, 0, (expect) },
+#define TX_OP_END { TX_ACK_TIME_OP_END }
+
+static const char tx_ack_time_script_1_expect[] = {
+    2, 1
+};
+
+static const struct tx_ack_time_op tx_ack_time_script_1[] = {
+    TX_OP_PKT   (      0, 0, 1)
+    TX_OP_PKT   (3600000, 1, 1)
+    TX_OP_ACK   (   1000, 1, 1)
+    TX_OP_EXPECT(tx_ack_time_script_1_expect)
+    TX_OP_END
+};
+
+static const struct tx_ack_time_op *const tx_ack_time_scripts[] = {
+    tx_ack_time_script_1,
+};
+
+static int test_tx_ack_time_script(int tidx)
+{
+    int testresult = 0;
+    struct helper h;
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *tx = NULL;
+    OSSL_QUIC_FRAME_ACK ack = {0};
+    OSSL_QUIC_ACK_RANGE ack_range = {0};
+    size_t i, num_pkts = 0, pkt_idx = 0;
+    const struct tx_ack_time_op *script = tx_ack_time_scripts[tidx], *s;
+
+    /* Calculate number of packets. */
+    for (s = script; s->kind != TX_ACK_TIME_OP_END; ++s)
+        if (s->kind == TX_ACK_TIME_OP_PKT)
+            num_pkts += s->num_pn;
+
+    /* Initialise ACK manager and packet structures. */
+    if (!TEST_int_eq(helper_init(&h, num_pkts), 1))
+        goto err;
+
+    for (i = 0; i < num_pkts; ++i) {
+        h.pkts[i].pkt = tx = OPENSSL_zalloc(sizeof(*tx));
+        if (!TEST_ptr(tx))
+            goto err;
+    }
+
+    /* Run script. */
+    for (s = script; s->kind != TX_ACK_TIME_OP_END; ++s)
+        switch (s->kind) {
+            case TX_ACK_TIME_OP_PKT:
+                for (i = 0; i < s->num_pn; ++i) {
+                    tx = h.pkts[pkt_idx + i].pkt;
+
+                    tx->pkt_num             = s->pn + i;
+                    tx->pkt_space           = QUIC_PN_SPACE_INITIAL;
+                    tx->num_bytes           = 123;
+                    tx->largest_acked       = QUIC_PN_INVALID;
+                    tx->is_inflight         = 1;
+                    tx->is_ack_eliciting    = 1;
+                    tx->on_lost             = on_lost;
+                    tx->on_acked            = on_acked;
+                    tx->on_discarded        = on_discarded;
+                    tx->cb_arg              = &h.pkts[pkt_idx + i];
+
+                    fake_time += s->time_advance;
+                    tx->time   = fake_time;
+
+                    if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_tx_packet(h.ackm, tx), 1))
+                        goto err;
+                }
+
+                pkt_idx += s->num_pn;
+                break;
+
+            case TX_ACK_TIME_OP_ACK:
+                ack.ack_ranges      = &ack_range;
+                ack.num_ack_ranges  = 1;
+
+                ack_range.start     = s->pn;
+                ack_range.end       = s->pn + s->num_pn;
+
+                fake_time += s->time_advance;
+
+                if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_rx_ack_frame(h.ackm, &ack,
+                                                           QUIC_PN_SPACE_INITIAL,
+                                                           fake_time), 1))
+                    goto err;
+
+                break;
+
+            case TX_ACK_TIME_OP_EXPECT:
+                for (i = 0; i < num_pkts; ++i) {
+                    if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].acked,
+                                     (s->expect[i] & 1) != 0 ? 1 : 0))
+                        goto err;
+                    if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].lost,
+                                     (s->expect[i] & 2) != 0 ? 1 : 0))
+                        goto err;
+                    if (!TEST_int_eq(h.pkts[i].discarded,
+                                     (s->expect[i] & 4) != 0 ? 1 : 0))
+                        goto err;
+                }
+
+                break;
+        }
+
+    testresult = 1;
+err:
+    helper_destroy(&h);
+    return testresult;
+}
+
+/*
+ * RX ACK Test
+ * ******************************************************************
+ */
+enum {
+    RX_OPK_END,
+    RX_OPK_PKT,              /* RX packet */
+    RX_OPK_CHECK_UNPROC,     /* check PNs unprocessable */
+    RX_OPK_CHECK_PROC,       /* check PNs processable */
+    RX_OPK_CHECK_STATE,      /* check is_desired/deadline */
+    RX_OPK_CHECK_ACKS,       /* check ACK ranges */
+    RX_OPK_TX,               /* TX packet */
+    RX_OPK_RX_ACK            /* RX ACK frame */
+};
+
+struct rx_test_op {
+    int                         kind;
+    OSSL_TIME                   time_advance;
+
+    QUIC_PN                     pn;     /* PKT, CHECK_(UN)PROC, TX, RX_ACK */
+    size_t                      num_pn; /* PKT, CHECK_(UN)PROC, TX, RX_ACK */
+
+    char                        expect_desired;     /* CHECK_STATE */
+    char                        expect_deadline;    /* CHECK_STATE */
+
+    const OSSL_QUIC_ACK_RANGE  *ack_ranges;         /* CHECK_ACKS */
+    size_t                      num_ack_ranges;     /* CHECK_ACKS */
+
+    QUIC_PN                     largest_acked;      /* TX */
+};
+
+#define RX_OP_PKT(advance, pn, num_pn)                              \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_PKT, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), (num_pn),         \
+      0, 0, NULL, 0, 0                                              \
+    },
+
+#define RX_OP_CHECK_UNPROC(advance, pn, num_pn)                     \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_CHECK_UNPROC, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), (num_pn),\
+      0, 0, NULL, 0, 0                                              \
+    },
+
+#define RX_OP_CHECK_PROC(advance, pn, num_pn)                       \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_CHECK_PROC, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), (num_pn),  \
+      0, 0, NULL, 0, 0                                              \
+    },
+
+#define RX_OP_CHECK_STATE(advance, expect_desired, expect_deadline) \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_CHECK_STATE, (advance) * OSSL_TIME_MS, 0, 0,           \
+      (expect_desired), (expect_deadline), NULL, 0, 0               \
+    },
+
+#define RX_OP_CHECK_ACKS(advance, ack_ranges)                       \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_CHECK_ACKS, (advance) * OSSL_TIME_MS, 0, 0,            \
+      0, 0, (ack_ranges), OSSL_NELEM(ack_ranges), 0                 \
+    },
+
+#define RX_OP_CHECK_NO_ACKS(advance)                                \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_CHECK_ACKS, (advance) * OSSL_TIME_MS, 0, 0,            \
+      0, 0, NULL, 0, 0                                              \
+    },
+
+#define RX_OP_TX(advance, pn, largest_acked)                        \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_TX, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), 1,                 \
+      0, 0, NULL, 0, (largest_acked)                                \
+    },
+
+#define RX_OP_RX_ACK(advance, pn, num_pn)                           \
+    {                                                               \
+      RX_OPK_RX_ACK, (advance) * OSSL_TIME_MS, (pn), (num_pn),      \
+      0, 0, NULL, 0, 0                                              \
+    },
+
+#define RX_OP_END                                                   \
+    { RX_OPK_END }
+
+/* RX 1. Simple Test with ACK Desired (Packet Threshold, Exactly) */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_ranges_1a[] = {
+    { 0, 1 }
+};
+
+static const struct rx_test_op rx_script_1[] = {
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 0, 0)   /* no threshold yet */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 0, 3)
+
+    RX_OP_PKT           (0, 0, 2)   /* two packets, threshold */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 2)
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 2, 1)
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 1, 0)   /* threshold met, immediate */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_1a)
+
+    /* At this point we would generate e.g. a packet with an ACK. */
+    RX_OP_TX            (0, 0, 1)   /* ACKs both */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_1a) /* not provably ACKed yet */
+    RX_OP_RX_ACK        (0, 0, 1)   /* TX'd packet is ACK'd */
+
+    RX_OP_CHECK_NO_ACKS (0)         /* nothing more to ACK */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 2)   /* still unprocessable */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 2, 1)   /* still processable */
+
+    RX_OP_END
+};
+
+/* RX 2. Simple Test with ACK Not Yet Desired (Packet Threshold) */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_ranges_2a[] = {
+    { 0, 0 }
+};
+
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_ranges_2b[] = {
+    { 0, 2 }
+};
+
+static const struct rx_test_op rx_script_2[] = {
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 0, 0)   /* no threshold yet */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 0, 3)
+
+    /* First packet always generates an ACK so get it out of the way. */
+    RX_OP_PKT           (0, 0, 1)
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 1)
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 1, 1)
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 1, 0)   /* first packet always causes ACK */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_2a) /* clears packet counter */
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 0, 0)   /* desired state should have been cleared */
+
+    /* Second packet should not cause ACK-desired state */
+    RX_OP_PKT           (0, 1, 1)   /* just one packet, threshold is 2 */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 2)
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 2, 1)
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 0, 1)   /* threshold not yet met, so deadline */
+    /* Don't check ACKs here, as it would reset our threshold counter. */
+
+    /* Now receive a second packet, triggering the threshold */
+    RX_OP_PKT           (0, 2, 1)   /* second packet meets threshold */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 3)
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 3, 1)
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 1, 0)   /* desired immediately */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_2b)
+
+    /* At this point we would generate e.g. a packet with an ACK. */
+    RX_OP_TX            (0, 0, 2)   /* ACKs all */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_2b) /* not provably ACKed yet */
+    RX_OP_RX_ACK        (0, 0, 1)   /* TX'd packet is ACK'd */
+
+    RX_OP_CHECK_NO_ACKS (0)         /* nothing more to ACK */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 3)   /* still unprocessable */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 3, 1)   /* still processable */
+
+    RX_OP_END
+};
+
+/* RX 3. Simple Test with ACK Desired (Packet Threshold, Multiple Watermarks) */
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_ranges_3a[] = {
+    { 0, 0 }
+};
+
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_ranges_3b[] = {
+    { 0, 10 }
+};
+
+static const OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_ranges_3c[] = {
+    { 6, 10 }
+};
+
+static const struct rx_test_op rx_script_3[] = {
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 0, 0)   /* no threshold yet */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 0, 11)
+
+    /* First packet always generates an ACK so get it out of the way. */
+    RX_OP_PKT           (0, 0, 1)
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 1)
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 1, 1)
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 1, 0)   /* first packet always causes ACK */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_3a) /* clears packet counter */
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 0, 0)   /* desired state should have been cleared */
+
+    /* Generate ten packets, exceeding the threshold. */
+    RX_OP_PKT           (0, 1, 10)  /* ten packets, threshold is 2 */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 11)
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 11, 1)
+    RX_OP_CHECK_STATE   (0, 1, 0)   /* threshold met, immediate */
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_3b)
+
+    /*
+     * Test TX'ing a packet which doesn't ACK anything.
+     */
+    RX_OP_TX            (0, 0, QUIC_PN_INVALID)
+    RX_OP_RX_ACK        (0, 0, 1)
+
+    /*
+     * At this point we would generate a packet with an ACK immediately.
+     * TX a packet which when ACKed makes [0,5] provably ACKed.
+     */
+    RX_OP_TX            (0, 1, 5)
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_3b) /* not provably ACKed yet */
+    RX_OP_RX_ACK        (0, 1, 1)
+
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_3c) /* provably ACKed now gone */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 11) /* still unprocessable */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 11, 1) /* still processable */
+
+    /*
+     * Now TX another packet which provably ACKs the rest when ACKed.
+     */
+    RX_OP_TX            (0, 2, 10)
+    RX_OP_CHECK_ACKS    (0, rx_ack_ranges_3c) /* not provably ACKed yet */
+    RX_OP_RX_ACK        (0, 2, 1)
+
+    RX_OP_CHECK_NO_ACKS (0)         /* provably ACKed now gone */
+    RX_OP_CHECK_UNPROC  (0, 0, 11)  /* still unprocessable */
+    RX_OP_CHECK_PROC    (0, 11, 1)  /* still processable */
+
+    RX_OP_END
+};
+
+static const struct rx_test_op *const rx_test_scripts[] = {
+    rx_script_1,
+    rx_script_2,
+    rx_script_3
+};
+
+static void on_ack_deadline_callback(OSSL_TIME deadline,
+                                     int pkt_space, void *arg)
+{
+    ((OSSL_TIME *)arg)[pkt_space] = deadline;
+}
+
+static int test_rx_ack_actual(int tidx, int space)
+{
+    int testresult = 0;
+    struct helper h;
+    const struct rx_test_op *script = rx_test_scripts[tidx], *s;
+    size_t i, num_tx = 0, txi = 0;
+    const OSSL_QUIC_FRAME_ACK *ack;
+    OSSL_QUIC_FRAME_ACK rx_ack = {0};
+    OSSL_QUIC_ACK_RANGE rx_ack_range = {0};
+    struct pkt_info *pkts = NULL;
+    OSSL_ACKM_TX_PKT *txs = NULL, *tx;
+    OSSL_TIME ack_deadline[QUIC_PN_SPACE_NUM] = {
+        OSSL_TIME_INFINITY, OSSL_TIME_INFINITY, OSSL_TIME_INFINITY
+    };
+
+    /* Initialise ACK manager. */
+    if (!TEST_int_eq(helper_init(&h, 0), 1))
+        goto err;
+
+    /* Arm callback for testing. */
+    ossl_ackm_set_ack_deadline_callback(h.ackm, on_ack_deadline_callback,
+                                        ack_deadline);
+
+    /*
+     * Determine how many packets we are TXing, and therefore how many packet
+     * structures we need.
+     */
+    for (s = script; s->kind != RX_OPK_END; ++s)
+        if (s->kind == RX_OPK_TX)
+            num_tx += s->num_pn;
+
+    /* Allocate packet information structures. */
+    txs = OPENSSL_zalloc(sizeof(*txs) * num_tx);
+    if (!TEST_ptr(txs))
+        goto err;
+
+    pkts = OPENSSL_zalloc(sizeof(*pkts) * num_tx);
+    if (!TEST_ptr(pkts))
+        goto err;
+
+    /* Run script. */
+    for (s = script; s->kind != RX_OPK_END; ++s) {
+        fake_time += s->time_advance;
+        switch (s->kind) {
+        case RX_OPK_PKT:
+            for (i = 0; i < s->num_pn; ++i) {
+                OSSL_ACKM_RX_PKT pkt = {0};
+
+                pkt.pkt_num             = s->pn + i;
+                pkt.time                = fake_time;
+                pkt.pkt_space           = space;
+                pkt.is_ack_eliciting    = 1;
+
+                /* The packet should be processable before we feed it. */
+                if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_is_rx_pn_processable(h.ackm,
+                                                                pkt.pkt_num,
+                                                                pkt.pkt_space), 1))
+                    goto err;
+
+                if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_rx_packet(h.ackm, &pkt), 1))
+                    goto err;
+            }
+
+            break;
+
+        case RX_OPK_CHECK_UNPROC:
+        case RX_OPK_CHECK_PROC:
+            for (i = 0; i < s->num_pn; ++i)
+                if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_is_rx_pn_processable(h.ackm,
+                                                                s->pn + i, space),
+                                 (s->kind == RX_OPK_CHECK_PROC)))
+                    goto err;
+
+            break;
+
+        case RX_OPK_CHECK_STATE:
+            if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_is_ack_desired(h.ackm, space),
+                             s->expect_desired))
+                goto err;
+
+            if (!TEST_int_eq(!ossl_time_is_infinity(ossl_ackm_get_ack_deadline(h.ackm, space))
+                             && !ossl_time_is_zero(ossl_ackm_get_ack_deadline(h.ackm, space)),
+                             s->expect_deadline))
+                goto err;
+
+            for (i = 0; i < QUIC_PN_SPACE_NUM; ++i) {
+                if (i != (size_t)space
+                        && !TEST_true(ossl_ackm_get_ack_deadline(h.ackm, i)
+                                          == OSSL_TIME_INFINITY))
+                    goto err;
+
+                if (!TEST_true(ossl_ackm_get_ack_deadline(h.ackm, i)
+                               == ack_deadline[i]))
+                    goto err;
+            }
+
+            break;
+
+        case RX_OPK_CHECK_ACKS:
+            ack = ossl_ackm_get_ack_frame(h.ackm, space);
+
+            /* Should always be able to get an ACK frame. */
+            if (!TEST_ptr(ack))
+                goto err;
+
+            if (!TEST_size_t_eq(ack->num_ack_ranges, s->num_ack_ranges))
+                goto err;
+
+            for (i = 0; i < ack->num_ack_ranges; ++i) {
+                if (!TEST_uint64_t_eq(ack->ack_ranges[i].start,
+                                      s->ack_ranges[i].start))
+                    goto err;
+                if (!TEST_uint64_t_eq(ack->ack_ranges[i].end,
+                                      s->ack_ranges[i].end))
+                    goto err;
+            }
+
+            break;
+
+        case RX_OPK_TX:
+            pkts[txi].pkt = tx = &txs[txi];
+
+            tx->pkt_num             = s->pn;
+            tx->pkt_space           = space;
+            tx->num_bytes           = 123;
+            tx->largest_acked       = s->largest_acked;
+            tx->is_inflight         = 1;
+            tx->is_ack_eliciting    = 1;
+            tx->on_lost             = on_lost;
+            tx->on_acked            = on_acked;
+            tx->on_discarded        = on_discarded;
+            tx->cb_arg              = &pkts[txi];
+            tx->time                = fake_time;
+
+            if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_tx_packet(h.ackm, tx), 1))
+                goto err;
+
+            ++txi;
+            break;
+
+        case RX_OPK_RX_ACK:
+            rx_ack.ack_ranges       = &rx_ack_range;
+            rx_ack.num_ack_ranges   = 1;
+
+            rx_ack_range.start      = s->pn;
+            rx_ack_range.end        = s->pn + s->num_pn - 1;
+
+            if (!TEST_int_eq(ossl_ackm_on_rx_ack_frame(h.ackm, &rx_ack,
+                                                       space, fake_time), 1))
+                goto err;
+
+            break;
+
+        default:
+            goto err;
+        }
+    }
+
+    testresult = 1;
+err:
+    helper_destroy(&h);
+    OPENSSL_free(pkts);
+    OPENSSL_free(txs);
+    return testresult;
+}
+
+/*
+ * Driver
+ * ******************************************************************
+ */
+static int test_tx_ack_case(int idx)
+{
+    int tidx, space;
+
+    tidx = idx % OSSL_NELEM(tx_ack_cases);
+    idx /= OSSL_NELEM(tx_ack_cases);
+
+    space = idx % QUIC_PN_SPACE_NUM;
+    idx /= QUIC_PN_SPACE_NUM;
+
+    return test_tx_ack_case_actual(tidx, space, idx);
+}
+
+static int test_rx_ack(int idx)
+{
+    int tidx;
+
+    tidx = idx % OSSL_NELEM(rx_test_scripts);
+    idx /= OSSL_NELEM(rx_test_scripts);
+
+    return test_rx_ack_actual(tidx, idx);
+}
+
+int setup_tests(void)
+{
+    ADD_ALL_TESTS(test_tx_ack_case,
+                  OSSL_NELEM(tx_ack_cases) * MODE_NUM * QUIC_PN_SPACE_NUM);
+    ADD_ALL_TESTS(test_tx_ack_time_script, OSSL_NELEM(tx_ack_time_scripts));
+    ADD_ALL_TESTS(test_rx_ack, OSSL_NELEM(rx_test_scripts) * QUIC_PN_SPACE_NUM);
+    return 1;
+}
diff --git a/test/recipes/75-test_quic_ackm.t b/test/recipes/75-test_quic_ackm.t
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8f61ed7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,19 @@
+#! /usr/bin/env perl
+# Copyright 2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+#
+# Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+# this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+# in the file LICENSE in the source distribution or at
+# https://www.openssl.org/source/license.html
+
+use OpenSSL::Test;
+use OpenSSL::Test::Utils;
+
+setup("test_quic_ackm");
+
+plan skip_all => "QUIC protocol is not supported by this OpenSSL build"
+    if disabled('quic');
+
+plan tests => 1;
+
+ok(run(test(["quic_ackm_test"])));