session: segment manager improvements
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 /**
17  * @file
18  * @brief TCP host stack utilities
19  */
20
21 #include <vnet/tcp/tcp.h>
22 #include <vnet/session/session.h>
23 #include <vnet/fib/fib.h>
24 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
25 #include <vnet/dpo/receive_dpo.h>
26 #include <vnet/ip/ip6_neighbor.h>
27 #include <math.h>
28
29 tcp_main_t tcp_main;
30
31 static u32
32 tcp_connection_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
33 {
34   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
35   tcp_connection_t *listener;
36
37   pool_get (tm->listener_pool, listener);
38   memset (listener, 0, sizeof (*listener));
39
40   listener->c_c_index = listener - tm->listener_pool;
41   listener->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl->port);
42
43   if (lcl->is_ip4)
44     {
45       listener->c_lcl_ip4.as_u32 = lcl->ip.ip4.as_u32;
46       listener->c_is_ip4 = 1;
47     }
48   else
49     {
50       clib_memcpy (&listener->c_lcl_ip6, &lcl->ip.ip6,
51                    sizeof (ip6_address_t));
52
53     }
54   listener->c_transport_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
55   listener->c_s_index = session_index;
56   listener->state = TCP_STATE_LISTEN;
57
58   tcp_connection_timers_init (listener);
59
60   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_BIND, listener);
61
62   return listener->c_c_index;
63 }
64
65 u32
66 tcp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * tep)
67 {
68   return tcp_connection_bind (session_index, tep);
69 }
70
71 static void
72 tcp_connection_unbind (u32 listener_index)
73 {
74   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
75   tcp_connection_t *tc;
76
77   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
78
79   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_UNBIND, tc);
80
81   /* Poison the entry */
82   if (CLIB_DEBUG > 0)
83     memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
84
85   pool_put_index (tm->listener_pool, listener_index);
86 }
87
88 u32
89 tcp_session_unbind (u32 listener_index)
90 {
91   tcp_connection_unbind (listener_index);
92   return 0;
93 }
94
95 transport_connection_t *
96 tcp_session_get_listener (u32 listener_index)
97 {
98   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
99   tcp_connection_t *tc;
100   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
101   return &tc->connection;
102 }
103
104 always_inline void
105 transport_endpoint_del (u32 tepi)
106 {
107   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
108   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
109   pool_put_index (tm->local_endpoints, tepi);
110   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
111 }
112
113 always_inline transport_endpoint_t *
114 transport_endpoint_new (void)
115 {
116   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
117   transport_endpoint_t *tep;
118   pool_get (tm->local_endpoints, tep);
119   return tep;
120 }
121
122 /**
123  * Cleanup half-open connection
124  *
125  */
126 void
127 tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
128 {
129   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
130   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
131   pool_put_index (tm->half_open_connections, tc->c_c_index);
132   if (CLIB_DEBUG)
133     memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
134   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
135 }
136
137 /**
138  * Try to cleanup half-open connection
139  *
140  * If called from a thread that doesn't own tc, the call won't have any
141  * effect.
142  *
143  * @param tc - connection to be cleaned up
144  * @return non-zero if cleanup failed.
145  */
146 int
147 tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
148 {
149   /* Make sure this is the owning thread */
150   if (tc->c_thread_index != vlib_get_thread_index ())
151     return 1;
152   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH);
153   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
154   tcp_half_open_connection_del (tc);
155   return 0;
156 }
157
158 tcp_connection_t *
159 tcp_half_open_connection_new (void)
160 {
161   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
162   tcp_connection_t *tc = 0;
163   pool_get (tm->half_open_connections, tc);
164   memset (tc, 0, sizeof (*tc));
165   tc->c_c_index = tc - tm->half_open_connections;
166   return tc;
167 }
168
169 /**
170  * Cleans up connection state.
171  *
172  * No notifications.
173  */
174 void
175 tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
176 {
177   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
178   u32 tepi;
179   transport_endpoint_t *tep;
180
181   /* Cleanup local endpoint if this was an active connect */
182   tepi = transport_endpoint_lookup (&tm->local_endpoints_table, &tc->c_lcl_ip,
183                                     clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port));
184   if (tepi != TRANSPORT_ENDPOINT_INVALID_INDEX)
185     {
186       tep = pool_elt_at_index (tm->local_endpoints, tepi);
187       transport_endpoint_table_del (&tm->local_endpoints_table, tep);
188       transport_endpoint_del (tepi);
189     }
190
191   /* Check if connection is not yet fully established */
192   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
193     {
194       /* Try to remove the half-open connection. If this is not the owning
195        * thread, tc won't be removed. Retransmit or establish timers will
196        * eventually expire and call again cleanup on the right thread. */
197       tcp_half_open_connection_cleanup (tc);
198     }
199   else
200     {
201       int thread_index = tc->c_thread_index;
202
203       /* Make sure all timers are cleared */
204       tcp_connection_timers_reset (tc);
205
206       /* Poison the entry */
207       if (CLIB_DEBUG > 0)
208         memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
209       pool_put (tm->connections[thread_index], tc);
210     }
211 }
212
213 /**
214  * Connection removal.
215  *
216  * This should be called only once connection enters CLOSED state. Note
217  * that it notifies the session of the removal event, so if the goal is to
218  * just remove the connection, call tcp_connection_cleanup instead.
219  */
220 void
221 tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
222 {
223   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DELETE, tc);
224   stream_session_delete_notify (&tc->connection);
225   tcp_connection_cleanup (tc);
226 }
227
228 tcp_connection_t *
229 tcp_connection_new (u8 thread_index)
230 {
231   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
232   tcp_connection_t *tc;
233
234   pool_get (tm->connections[thread_index], tc);
235   memset (tc, 0, sizeof (*tc));
236   tc->c_c_index = tc - tm->connections[thread_index];
237   tc->c_thread_index = thread_index;
238   return tc;
239 }
240
241 /** Notify session that connection has been reset.
242  *
243  * Switch state to closed and wait for session to call cleanup.
244  */
245 void
246 tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
247 {
248   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_RCVD, tc);
249   switch (tc->state)
250     {
251     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
252       /* Cleanup everything. App wasn't notified yet */
253       stream_session_delete_notify (&tc->connection);
254       tcp_connection_cleanup (tc);
255       break;
256     case TCP_STATE_SYN_SENT:
257       stream_session_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
258       tcp_connection_cleanup (tc);
259       break;
260     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
261     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
262     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
263     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
264     case TCP_STATE_CLOSING:
265       tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
266       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
267
268       /* Make sure all timers are cleared */
269       tcp_connection_timers_reset (tc);
270       stream_session_reset_notify (&tc->connection);
271
272       /* Wait for cleanup from session layer but not forever */
273       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
274       break;
275     case TCP_STATE_CLOSED:
276       return;
277     }
278 }
279
280 /**
281  * Begin connection closing procedure.
282  *
283  * If at the end the connection is not in CLOSED state, it is not removed.
284  * Instead, we rely on on TCP to advance through state machine to either
285  * 1) LAST_ACK (passive close) whereby when the last ACK is received
286  * tcp_connection_del is called. This notifies session of the delete and
287  * calls cleanup.
288  * 2) TIME_WAIT (active close) whereby after 2MSL the 2MSL timer triggers
289  * and cleanup is called.
290  *
291  * N.B. Half-close connections are not supported
292  */
293 void
294 tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
295 {
296   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CLOSE, tc);
297
298   /* Send/Program FIN if needed and switch state */
299   switch (tc->state)
300     {
301     case TCP_STATE_SYN_SENT:
302       tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
303       break;
304     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
305       tcp_send_fin (tc);
306       tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
307       break;
308     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
309       if (!stream_session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection))
310         tcp_send_fin (tc);
311       else
312         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
313       tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
314       break;
315     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
316       tcp_send_fin (tc);
317       tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
318       break;
319     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
320       break;
321     default:
322       clib_warning ("state: %u", tc->state);
323     }
324
325   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
326
327   /* If in CLOSED and WAITCLOSE timer is not set, delete connection now */
328   if (tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID
329       && tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
330     tcp_connection_del (tc);
331 }
332
333 void
334 tcp_session_close (u32 conn_index, u32 thread_index)
335 {
336   tcp_connection_t *tc;
337   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
338   tcp_connection_close (tc);
339 }
340
341 void
342 tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
343 {
344   tcp_connection_t *tc;
345   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
346
347   /* Wait for the session tx events to clear */
348   tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
349   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
350   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
351 }
352
353 void *
354 ip_interface_get_first_ip (u32 sw_if_index, u8 is_ip4)
355 {
356   ip_lookup_main_t *lm4 = &ip4_main.lookup_main;
357   ip_lookup_main_t *lm6 = &ip6_main.lookup_main;
358   ip_interface_address_t *ia = 0;
359
360   if (is_ip4)
361     {
362       /* *INDENT-OFF* */
363       foreach_ip_interface_address (lm4, ia, sw_if_index, 1 /* unnumbered */ ,
364       ({
365         return ip_interface_address_get_address (lm4, ia);
366       }));
367       /* *INDENT-ON* */
368     }
369   else
370     {
371       /* *INDENT-OFF* */
372       foreach_ip_interface_address (lm6, ia, sw_if_index, 1 /* unnumbered */ ,
373       ({
374         ip6_address_t *rv;
375         rv = ip_interface_address_get_address (lm6, ia);
376         /* Trying to use a link-local ip6 src address is a fool's errand */
377         if (!ip6_address_is_link_local_unicast (rv))
378           return rv;
379       }));
380       /* *INDENT-ON* */
381     }
382
383   return 0;
384 }
385
386 #define PORT_MASK ((1 << 16)- 1)
387 /**
388  * Allocate local port and add if successful add entry to local endpoint
389  * table to mark the pair as used.
390  */
391 int
392 tcp_allocate_local_port (ip46_address_t * ip)
393 {
394   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
395   transport_endpoint_t *tep;
396   u32 tei;
397   u16 min = 1024, max = 65535;  /* XXX configurable ? */
398   int tries, limit;
399
400   limit = max - min;
401
402   /* Only support active opens from thread 0 */
403   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
404
405   /* Search for first free slot */
406   for (tries = 0; tries < limit; tries++)
407     {
408       u16 port = 0;
409
410       /* Find a port in the specified range */
411       while (1)
412         {
413           port = random_u32 (&tm->port_allocator_seed) & PORT_MASK;
414           if (PREDICT_TRUE (port >= min && port < max))
415             break;
416         }
417
418       /* Look it up */
419       tei = transport_endpoint_lookup (&tm->local_endpoints_table, ip, port);
420       /* If not found, we're done */
421       if (tei == TRANSPORT_ENDPOINT_INVALID_INDEX)
422         {
423           clib_spinlock_lock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
424           tep = transport_endpoint_new ();
425           clib_memcpy (&tep->ip, ip, sizeof (*ip));
426           tep->port = port;
427           transport_endpoint_table_add (&tm->local_endpoints_table, tep,
428                                         tep - tm->local_endpoints);
429           clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
430
431           return tep->port;
432         }
433     }
434   return -1;
435 }
436
437 /**
438  * Initialize all connection timers as invalid
439  */
440 void
441 tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc)
442 {
443   int i;
444
445   /* Set all to invalid */
446   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
447     {
448       tc->timers[i] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
449     }
450
451   tc->rto = TCP_RTO_INIT;
452 }
453
454 /**
455  * Stop all connection timers
456  */
457 void
458 tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc)
459 {
460   int i;
461   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
462     {
463       tcp_timer_reset (tc, i);
464     }
465 }
466
467 #if 0
468 typedef struct ip4_tcp_hdr
469 {
470   ip4_header_t ip;
471   tcp_header_t tcp;
472 } ip4_tcp_hdr_t;
473
474 typedef struct ip6_tcp_hdr
475 {
476   ip6_header_t ip;
477   tcp_header_t tcp;
478 } ip6_tcp_hdr_t;
479
480 static void
481 tcp_connection_select_lb_bucket (tcp_connection_t * tc, const dpo_id_t * dpo,
482                                  dpo_id_t * result)
483 {
484   const dpo_id_t *choice;
485   load_balance_t *lb;
486   int hash;
487
488   lb = load_balance_get (dpo->dpoi_index);
489   if (tc->c_is_ip4)
490     {
491       ip4_tcp_hdr_t hdr;
492       memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
493       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
494       hdr.ip.address_pair.src.as_u32 = tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32;
495       hdr.ip.address_pair.dst.as_u32 = tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
496       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
497       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
498       hash = ip4_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
499     }
500   else
501     {
502       ip6_tcp_hdr_t hdr;
503       memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
504       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
505       clib_memcpy (&hdr.ip.src_address, &tc->c_lcl_ip.ip6,
506                    sizeof (ip6_address_t));
507       clib_memcpy (&hdr.ip.dst_address, &tc->c_rmt_ip.ip6,
508                    sizeof (ip6_address_t));
509       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
510       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
511       hash = ip6_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
512     }
513   choice = load_balance_get_bucket_i (lb, hash & lb->lb_n_buckets_minus_1);
514   dpo_copy (result, choice);
515 }
516
517 fib_node_index_t
518 tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
519 {
520   fib_prefix_t prefix;
521   u32 fib_index;
522
523   clib_memcpy (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
524   prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
525   prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
526   fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_vrf);
527   return fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
528 }
529
530 static int
531 tcp_connection_stack_on_fib_entry (tcp_connection_t * tc)
532 {
533   dpo_id_t choice = DPO_INVALID;
534   u32 output_node_index;
535   fib_entry_t *fe;
536
537   fe = fib_entry_get (tc->c_rmt_fei);
538   if (fe->fe_lb.dpoi_type != DPO_LOAD_BALANCE)
539     return -1;
540
541   tcp_connection_select_lb_bucket (tc, &fe->fe_lb, &choice);
542
543   output_node_index =
544     tc->c_is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
545   dpo_stack_from_node (output_node_index, &tc->c_rmt_dpo, &choice);
546   return 0;
547 }
548
549 /** Stack tcp connection on peer's fib entry.
550  *
551  * This ultimately populates the dpo the connection will use to send packets.
552  */
553 static void
554 tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
555 {
556   tc->c_rmt_fei = tcp_lookup_rmt_in_fib (tc);
557
558   ASSERT (tc->c_rmt_fei != FIB_NODE_INDEX_INVALID);
559
560   tcp_connection_stack_on_fib_entry (tc);
561 }
562 #endif /* 0 */
563
564 /** Initialize tcp connection variables
565  *
566  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
567  * a SYNACK, such that connection options have already been exchanged. */
568 void
569 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
570 {
571   tcp_connection_timers_init (tc);
572   tcp_init_mss (tc);
573   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
574   tcp_cc_init (tc);
575   //  tcp_connection_fib_attach (tc);
576 }
577
578 int
579 tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
580 {
581   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
582   tcp_connection_t *tc;
583   fib_prefix_t prefix;
584   fib_node_index_t fei;
585   u32 sw_if_index, fib_index;
586   ip46_address_t lcl_addr;
587   int lcl_port;
588
589   /*
590    * Find the local address and allocate port
591    */
592   memset (&lcl_addr, 0, sizeof (lcl_addr));
593
594   /* Find a FIB path to the destination */
595   clib_memcpy (&prefix.fp_addr, &rmt->ip, sizeof (rmt->ip));
596   prefix.fp_proto = rmt->is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
597   prefix.fp_len = rmt->is_ip4 ? 32 : 128;
598
599   fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, rmt->vrf);
600   if (fib_index == (u32) ~ 0)
601     {
602       clib_warning ("no fib table");
603       return -1;
604     }
605
606   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
607
608   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
609   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
610     {
611       clib_warning ("no route to destination");
612       return -1;
613     }
614
615   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
616
617   if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
618     {
619       clib_warning ("no resolving interface for %U", format_ip46_address,
620                     &rmt->ip, IP46_TYPE_IP4);
621       return -1;
622     }
623
624   if (rmt->is_ip4)
625     {
626       ip4_address_t *ip4;
627       int index;
628       if (vec_len (tm->ip4_src_addresses))
629         {
630           index = tm->last_v4_address_rotor++;
631           if (tm->last_v4_address_rotor >= vec_len (tm->ip4_src_addresses))
632             tm->last_v4_address_rotor = 0;
633           lcl_addr.ip4.as_u32 = tm->ip4_src_addresses[index].as_u32;
634         }
635       else
636         {
637           ip4 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 1);
638           lcl_addr.ip4.as_u32 = ip4->as_u32;
639         }
640     }
641   else
642     {
643       ip6_address_t *ip6;
644       int index;
645
646       if (vec_len (tm->ip6_src_addresses))
647         {
648           index = tm->last_v6_address_rotor++;
649           if (tm->last_v6_address_rotor >= vec_len (tm->ip6_src_addresses))
650             tm->last_v6_address_rotor = 0;
651           clib_memcpy (&lcl_addr.ip6, &tm->ip6_src_addresses[index],
652                        sizeof (*ip6));
653         }
654       else
655         {
656           ip6 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 0);
657           if (ip6 == 0)
658             {
659               clib_warning ("no routable ip6 addresses on %U",
660                             format_vnet_sw_if_index_name, vnet_get_main (),
661                             sw_if_index);
662               return -1;
663             }
664
665           clib_memcpy (&lcl_addr.ip6, ip6, sizeof (*ip6));
666         }
667     }
668
669   /* Allocate source port */
670   lcl_port = tcp_allocate_local_port (&lcl_addr);
671   if (lcl_port < 1)
672     {
673       clib_warning ("Failed to allocate src port");
674       return -1;
675     }
676
677   /*
678    * Create connection and send SYN
679    */
680   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
681   tc = tcp_half_open_connection_new ();
682   clib_memcpy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, sizeof (ip46_address_t));
683   clib_memcpy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, sizeof (ip46_address_t));
684   tc->c_rmt_port = clib_host_to_net_u16 (rmt->port);
685   tc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
686   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
687   tc->c_transport_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
688   tc->c_vrf = rmt->vrf;
689   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
690   tcp_connection_timers_init (tc);
691
692   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OPEN, tc);
693   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
694   tcp_send_syn (tc);
695   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
696
697   return tc->c_c_index;
698 }
699
700 int
701 tcp_session_open (transport_endpoint_t * tep)
702 {
703   return tcp_connection_open (tep);
704 }
705
706 const char *tcp_dbg_evt_str[] = {
707 #define _(sym, str) str,
708   foreach_tcp_dbg_evt
709 #undef _
710 };
711
712 const char *tcp_fsm_states[] = {
713 #define _(sym, str) str,
714   foreach_tcp_fsm_state
715 #undef _
716 };
717
718 u8 *
719 format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
720 {
721   u32 state = va_arg (*args, u32);
722
723   if (state < TCP_N_STATES)
724     s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[state]);
725   else
726     s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", state, state);
727   return s;
728 }
729
730 const char *tcp_conn_timers[] = {
731 #define _(sym, str) str,
732   foreach_tcp_timer
733 #undef _
734 };
735
736 u8 *
737 format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
738 {
739   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
740   int i, last = -1;
741
742   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
743     if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
744       last = i;
745
746   s = format (s, "[");
747   for (i = 0; i < last; i++)
748     {
749       if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
750         s = format (s, "%s,", tcp_conn_timers[i]);
751     }
752
753   if (last >= 0)
754     s = format (s, "%s]", tcp_conn_timers[i]);
755   else
756     s = format (s, "]");
757
758   return s;
759 }
760
761 u8 *
762 format_tcp_congestion_status (u8 * s, va_list * args)
763 {
764   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
765   if (tcp_in_recovery (tc))
766     s = format (s, "recovery");
767   else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
768     s = format (s, "fastrecovery");
769   else
770     s = format (s, "none");
771   return s;
772 }
773
774 u8 *
775 format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
776 {
777   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
778   s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
779               tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
780               tc->snd_una_max - tc->iss);
781   s = format (s, " rcv_nxt %u rcv_las %u\n",
782               tc->rcv_nxt - tc->irs, tc->rcv_las - tc->irs);
783   s = format (s, " snd_wnd %u rcv_wnd %u snd_wl1 %u snd_wl2 %u\n",
784               tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->snd_wl1 - tc->irs,
785               tc->snd_wl2 - tc->iss);
786   s = format (s, " flight size %u send space %u rcv_wnd_av %d\n",
787               tcp_flight_size (tc), tcp_available_snd_space (tc),
788               tcp_rcv_wnd_available (tc));
789   s = format (s, " cong %U ", format_tcp_congestion_status, tc);
790   s = format (s, "cwnd %u ssthresh %u rtx_bytes %u bytes_acked %u\n",
791               tc->cwnd, tc->ssthresh, tc->snd_rxt_bytes, tc->bytes_acked);
792   s = format (s, " prev_ssthresh %u snd_congestion %u dupack %u",
793               tc->prev_ssthresh, tc->snd_congestion - tc->iss,
794               tc->rcv_dupacks);
795   s = format (s, " limited_transmit %u\n", tc->limited_transmit - tc->iss);
796   s = format (s, " tsecr %u tsecr_last_ack %u\n", tc->rcv_opts.tsecr,
797               tc->tsecr_last_ack);
798   s = format (s, " rto %u rto_boff %u srtt %u rttvar %u rtt_ts %u ", tc->rto,
799               tc->rto_boff, tc->srtt, tc->rttvar, tc->rtt_ts);
800   s = format (s, "rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq);
801   s = format (s, " tsval_recent %u tsval_recent_age %u\n", tc->tsval_recent,
802               tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
803   s = format (s, " scoreboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb,
804               tc);
805   if (vec_len (tc->snd_sacks))
806     s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
807
808   return s;
809 }
810
811 u8 *
812 format_tcp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
813 {
814   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
815   if (!tc)
816     return s;
817   if (tc->c_is_ip4)
818     {
819       s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index, "T",
820                   format_ip4_address, &tc->c_lcl_ip4,
821                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip4_address,
822                   &tc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
823     }
824   else
825     {
826       s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index, "T",
827                   format_ip6_address, &tc->c_lcl_ip6,
828                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip6_address,
829                   &tc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
830     }
831
832   return s;
833 }
834
835 u8 *
836 format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
837 {
838   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
839   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
840
841   if (!tc)
842     return s;
843   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
844   if (verbose)
845     {
846       s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
847       if (verbose > 1)
848         s = format (s, " %U\n%U", format_tcp_timers, tc, format_tcp_vars, tc);
849     }
850
851   return s;
852 }
853
854 u8 *
855 format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
856 {
857   u32 tci = va_arg (*args, u32);
858   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
859   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
860   tcp_connection_t *tc;
861
862   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
863   if (tc)
864     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
865   else
866     s = format (s, "empty\n");
867   return s;
868 }
869
870 u8 *
871 format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
872 {
873   u32 tci = va_arg (*args, u32);
874   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
875   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
876 }
877
878 u8 *
879 format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
880 {
881   u32 tci = va_arg (*args, u32);
882   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
883   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
884 }
885
886 u8 *
887 format_tcp_sacks (u8 * s, va_list * args)
888 {
889   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
890   sack_block_t *sacks = tc->snd_sacks;
891   sack_block_t *block;
892   int i, len = 0;
893
894   len = vec_len (sacks);
895   for (i = 0; i < len - 1; i++)
896     {
897       block = &sacks[i];
898       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->irs,
899                   block->end - tc->irs);
900     }
901   if (len)
902     {
903       block = &sacks[len - 1];
904       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->irs,
905                   block->end - tc->irs);
906     }
907   return s;
908 }
909
910 u8 *
911 format_tcp_rcv_sacks (u8 * s, va_list * args)
912 {
913   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
914   sack_block_t *sacks = tc->rcv_opts.sacks;
915   sack_block_t *block;
916   int i, len = 0;
917
918   len = vec_len (sacks);
919   for (i = 0; i < len - 1; i++)
920     {
921       block = &sacks[i];
922       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->iss,
923                   block->end - tc->iss);
924     }
925   if (len)
926     {
927       block = &sacks[len - 1];
928       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->iss,
929                   block->end - tc->iss);
930     }
931   return s;
932 }
933
934 u8 *
935 format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
936 {
937   sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
938   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
939   if (tc)
940     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start - tc->iss, hole->end - tc->iss);
941   else
942     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start, hole->end);
943   return s;
944 }
945
946 u8 *
947 format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
948 {
949   sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
950   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
951   sack_scoreboard_hole_t *hole;
952   s = format (s, "sacked_bytes %u last_sacked_bytes %u lost_bytes %u\n",
953               sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes);
954   s = format (s, " last_bytes_delivered %u high_sacked %u snd_una_adv %u\n",
955               sb->last_bytes_delivered, sb->high_sacked, sb->snd_una_adv);
956   s = format (s, " cur_rxt_hole %u high_rxt %u rescue_rxt %u",
957               sb->cur_rxt_hole, sb->high_rxt, sb->rescue_rxt);
958
959   hole = scoreboard_first_hole (sb);
960   if (hole)
961     s = format (s, "\n head %u tail %u holes:\n", sb->head, sb->tail);
962
963   while (hole)
964     {
965       s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole, tc);
966       hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
967     }
968
969   return s;
970 }
971
972 transport_connection_t *
973 tcp_session_get_transport (u32 conn_index, u32 thread_index)
974 {
975   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
976   return &tc->connection;
977 }
978
979 transport_connection_t *
980 tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
981 {
982   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
983   return &tc->connection;
984 }
985
986 /**
987  * Compute maximum segment size for session layer.
988  *
989  * Since the result needs to be the actual data length, it first computes
990  * the tcp options to be used in the next burst and subtracts their
991  * length from the connection's snd_mss.
992  */
993 u16
994 tcp_session_send_mss (transport_connection_t * trans_conn)
995 {
996   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
997
998   /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
999    * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
1000    * the current state of the connection. */
1001   tcp_update_snd_mss (tc);
1002
1003   return tc->snd_mss;
1004 }
1005
1006 always_inline u32
1007 tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
1008 {
1009   if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
1010     {
1011       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
1012     }
1013
1014   /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
1015    * don't try at all */
1016   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
1017     return 0;
1018
1019   /* round down to mss multiple */
1020   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
1021 }
1022
1023 /**
1024  * Compute tx window session is allowed to fill.
1025  *
1026  * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
1027  * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
1028  * of snd_mss.
1029  *
1030  * @param tc tcp connection
1031  * @return number of bytes session is allowed to write
1032  */
1033 u32
1034 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
1035 {
1036   int snd_space, snt_limited;
1037
1038   if (PREDICT_TRUE (tcp_in_cong_recovery (tc) == 0))
1039     {
1040       snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
1041
1042       /* If we haven't gotten dupacks or if we did and have gotten sacked
1043        * bytes then we can still send as per Limited Transmit (RFC3042) */
1044       if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks != 0
1045                          && (tcp_opts_sack_permitted (tc)
1046                              && tc->sack_sb.last_sacked_bytes == 0)))
1047         {
1048           if (tc->rcv_dupacks == 1 && tc->limited_transmit != tc->snd_nxt)
1049             tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
1050           ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
1051
1052           snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
1053           snd_space = clib_max (2 * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
1054         }
1055       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1056     }
1057
1058   if (tcp_in_recovery (tc))
1059     {
1060       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1061       snd_space = tcp_available_snd_wnd (tc) - tc->snd_rxt_bytes
1062         - (tc->snd_una_max - tc->snd_congestion);
1063       if (snd_space <= 0 || (tc->snd_una_max - tc->snd_una) >= tc->snd_wnd)
1064         return 0;
1065       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1066     }
1067
1068   /* RFC 5681: When previously unsent data is available and the new value of
1069    * cwnd and the receiver's advertised window allow, a TCP SHOULD send 1*SMSS
1070    * bytes of previously unsent data. */
1071   if (tcp_in_fastrecovery (tc) && !tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
1072     {
1073       if (tcp_available_output_snd_space (tc) < tc->snd_mss)
1074         return 0;
1075       tcp_fastrecovery_1_smss_on (tc);
1076       return tc->snd_mss;
1077     }
1078
1079   return 0;
1080 }
1081
1082 u32
1083 tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
1084 {
1085   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1086   return clib_min (tcp_snd_space (tc),
1087                    tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
1088 }
1089
1090 i32
1091 tcp_rcv_wnd_available (tcp_connection_t * tc)
1092 {
1093   return (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
1094 }
1095
1096 u32
1097 tcp_session_tx_fifo_offset (transport_connection_t * trans_conn)
1098 {
1099   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1100
1101   ASSERT (seq_geq (tc->snd_nxt, tc->snd_una));
1102
1103   /* This still works if fast retransmit is on */
1104   return (tc->snd_nxt - tc->snd_una);
1105 }
1106
1107 /* *INDENT-OFF* */
1108 const static transport_proto_vft_t tcp_proto = {
1109   .bind = tcp_session_bind,
1110   .unbind = tcp_session_unbind,
1111   .push_header = tcp_push_header,
1112   .get_connection = tcp_session_get_transport,
1113   .get_listener = tcp_session_get_listener,
1114   .get_half_open = tcp_half_open_session_get_transport,
1115   .open = tcp_session_open,
1116   .close = tcp_session_close,
1117   .cleanup = tcp_session_cleanup,
1118   .send_mss = tcp_session_send_mss,
1119   .send_space = tcp_session_send_space,
1120   .tx_fifo_offset = tcp_session_tx_fifo_offset,
1121   .format_connection = format_tcp_session,
1122   .format_listener = format_tcp_listener_session,
1123   .format_half_open = format_tcp_half_open_session,
1124 };
1125 /* *INDENT-ON* */
1126
1127 void
1128 tcp_timer_keep_handler (u32 conn_index)
1129 {
1130   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1131   tcp_connection_t *tc;
1132
1133   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1134   tc->timers[TCP_TIMER_KEEP] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1135
1136   tcp_connection_close (tc);
1137 }
1138
1139 void
1140 tcp_timer_establish_handler (u32 conn_index)
1141 {
1142   tcp_connection_t *tc;
1143
1144   tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
1145   if (tc)
1146     {
1147       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
1148       stream_session_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
1149     }
1150   else
1151     {
1152       tc = tcp_connection_get (conn_index, vlib_get_thread_index ());
1153       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD);
1154     }
1155   tc->timers[TCP_TIMER_ESTABLISH] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1156   tcp_connection_cleanup (tc);
1157 }
1158
1159 void
1160 tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index)
1161 {
1162   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1163   tcp_connection_t *tc;
1164
1165   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1166   if (!tc)
1167     return;
1168   tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1169
1170   /* Session didn't come back with a close(). Send FIN either way
1171    * and switch to LAST_ACK. */
1172   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
1173     {
1174       if (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT)
1175         {
1176           clib_warning ("FIN was sent and still in CLOSE WAIT. Weird!");
1177         }
1178
1179       tcp_send_fin (tc);
1180       tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
1181
1182       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1183       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
1184
1185       /* Don't delete the connection yet */
1186       return;
1187     }
1188
1189   tcp_connection_del (tc);
1190 }
1191
1192 /* *INDENT-OFF* */
1193 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1194 {
1195     tcp_timer_retransmit_handler,
1196     tcp_timer_delack_handler,
1197     tcp_timer_persist_handler,
1198     tcp_timer_keep_handler,
1199     tcp_timer_waitclose_handler,
1200     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1201     tcp_timer_establish_handler
1202 };
1203 /* *INDENT-ON* */
1204
1205 static void
1206 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1207 {
1208   int i;
1209   u32 connection_index, timer_id;
1210
1211   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1212     {
1213       /* Get session index and timer id */
1214       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1215       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1216
1217       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1218
1219       /* Handle expiration */
1220       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (connection_index);
1221     }
1222 }
1223
1224 void
1225 tcp_initialize_timer_wheels (tcp_main_t * tm)
1226 {
1227   tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *tw;
1228   /* *INDENT-OFF* */
1229   foreach_vlib_main (({
1230     tw = &tm->timer_wheels[ii];
1231     tw_timer_wheel_init_16t_2w_512sl (tw, tcp_expired_timers_dispatch,
1232                                       100e-3 /* timer period 100ms */ , ~0);
1233     tw->last_run_time = vlib_time_now (this_vlib_main);
1234   }));
1235   /* *INDENT-ON* */
1236 }
1237
1238 clib_error_t *
1239 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1240 {
1241   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1242   ip_protocol_info_t *pi;
1243   ip_main_t *im = &ip_main;
1244   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1245   clib_error_t *error = 0;
1246   u32 num_threads;
1247   int i, thread;
1248   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1249   u32 preallocated_connections_per_thread;
1250
1251   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1252     return error;
1253   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1254     return error;
1255   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1256     return error;
1257
1258   /*
1259    * Registrations
1260    */
1261
1262   /* Register with IP */
1263   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1264   if (pi == 0)
1265     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1266   pi->format_header = format_tcp_header;
1267   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1268
1269   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
1270   ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
1271
1272   /* Register as transport with session layer */
1273   session_register_transport (TRANSPORT_PROTO_TCP, 1, &tcp_proto);
1274   session_register_transport (TRANSPORT_PROTO_TCP, 0, &tcp_proto);
1275
1276   /*
1277    * Initialize data structures
1278    */
1279
1280   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1281   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
1282
1283   /*
1284    * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1285    * use preallocated threads when running multi-core
1286    */
1287   if (num_threads == 1)
1288     {
1289       thread = 0;
1290       preallocated_connections_per_thread = tm->preallocated_connections;
1291     }
1292   else
1293     {
1294       thread = 1;
1295       preallocated_connections_per_thread =
1296         tm->preallocated_connections / (num_threads - 1);
1297     }
1298   for (; thread < num_threads; thread++)
1299     {
1300       for (i = 0; i < preallocated_connections_per_thread; i++)
1301         pool_get (tm->connections[thread], tc);
1302
1303       for (i = 0; i < preallocated_connections_per_thread; i++)
1304         pool_put_index (tm->connections[thread], i);
1305     }
1306
1307   /*
1308    * Preallocate half-open connections
1309    */
1310   for (i = 0; i < tm->preallocated_half_open_connections; i++)
1311     pool_get (tm->half_open_connections, tc);
1312
1313   for (i = 0; i < tm->preallocated_half_open_connections; i++)
1314     pool_put_index (tm->half_open_connections, i);
1315
1316   /* Initialize per worker thread tx buffers (used for control messages) */
1317   vec_validate (tm->tx_buffers, num_threads - 1);
1318
1319   /* Initialize timer wheels */
1320   vec_validate (tm->timer_wheels, num_threads - 1);
1321   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
1322
1323   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
1324    * monotonically increasing timestamps. */
1325   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
1326     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
1327
1328   if (tm->local_endpoints_table_buckets == 0)
1329     tm->local_endpoints_table_buckets = 250000;
1330   if (tm->local_endpoints_table_memory == 0)
1331     tm->local_endpoints_table_memory = 512 << 20;
1332
1333   clib_bihash_init_24_8 (&tm->local_endpoints_table, "local endpoint table",
1334                          tm->local_endpoints_table_buckets,
1335                          tm->local_endpoints_table_memory);
1336
1337   /* Initialize [port-allocator] random number seed */
1338   tm->port_allocator_seed = (u32) clib_cpu_time_now ();
1339
1340   if (num_threads > 1)
1341     {
1342       clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
1343       clib_spinlock_init (&tm->local_endpoints_lock);
1344     }
1345
1346   vec_validate (tm->tx_frames[0], num_threads - 1);
1347   vec_validate (tm->tx_frames[1], num_threads - 1);
1348
1349   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_free_list_buffer_size
1350     (vm, VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
1351
1352   vec_validate (tm->time_now, num_threads - 1);
1353   return error;
1354 }
1355
1356 clib_error_t *
1357 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1358 {
1359   if (is_en)
1360     {
1361       if (tcp_main.is_enabled)
1362         return 0;
1363
1364       return tcp_main_enable (vm);
1365     }
1366   else
1367     {
1368       tcp_main.is_enabled = 0;
1369     }
1370
1371   return 0;
1372 }
1373
1374 clib_error_t *
1375 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1376 {
1377   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1378   tm->is_enabled = 0;
1379   tcp_api_reference ();
1380   return 0;
1381 }
1382
1383 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1384
1385 static clib_error_t *
1386 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1387 {
1388   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1389   u64 tmp;
1390
1391   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1392     {
1393       if (unformat
1394           (input, "preallocated-connections %d",
1395            &tm->preallocated_connections))
1396         ;
1397       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
1398                          &tm->preallocated_half_open_connections))
1399         ;
1400       else if (unformat (input, "local-endpoints-table-memory %U",
1401                          unformat_memory_size, &tmp))
1402         {
1403           if (tmp >= 0x100000000)
1404             return clib_error_return (0, "memory size %llx (%lld) too large",
1405                                       tmp, tmp);
1406           tm->local_endpoints_table_memory = tmp;
1407         }
1408       else if (unformat (input, "local-endpoints-table-buckets %d",
1409                          &tm->local_endpoints_table_buckets))
1410         ;
1411
1412
1413       else
1414         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1415                                   format_unformat_error, input);
1416     }
1417   return 0;
1418 }
1419
1420 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
1421
1422
1423 /**
1424  * \brief Configure an ipv4 source address range
1425  * @param vm vlib_main_t pointer
1426  * @param start first ipv4 address in the source address range
1427  * @param end last ipv4 address in the source address range
1428  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1429  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1430  */
1431
1432 int
1433 tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1434                                        ip4_address_t * start,
1435                                        ip4_address_t * end, u32 table_id)
1436 {
1437   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1438   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
1439   u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
1440   fib_prefix_t prefix;
1441   vnet_sw_interface_t *si;
1442   fib_node_index_t fei;
1443   u32 fib_index = 0;
1444   u32 sw_if_index;
1445   int rv;
1446   int vnet_proxy_arp_add_del (ip4_address_t * lo_addr,
1447                               ip4_address_t * hi_addr, u32 fib_index,
1448                               int is_del);
1449
1450   memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1451
1452   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
1453
1454   if (fib_index == ~0)
1455     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1456
1457   start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
1458   end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
1459
1460   /* sanity check for reversed args or some such */
1461   if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
1462     return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
1463
1464   /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
1465   prefix.fp_len = 32;
1466   prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1467   memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
1468
1469   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1470
1471   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1472   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1473     return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1474
1475   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1476
1477   /* Enable proxy arp on the interface */
1478   si = vnet_get_sw_interface (vnm, sw_if_index);
1479   si->flags |= VNET_SW_INTERFACE_FLAG_PROXY_ARP;
1480
1481   /* Configure proxy arp across the range */
1482   rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
1483
1484   if (rv)
1485     return rv;
1486
1487   do
1488     {
1489       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1490
1491       vec_add1 (tm->ip4_src_addresses, start[0]);
1492
1493       /* Add local adjacencies for the range */
1494
1495       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
1496                                NULL, &dpo);
1497       prefix.fp_len = 32;
1498       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1499       prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
1500
1501       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1502                                           &prefix,
1503                                           FIB_SOURCE_API,
1504                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1505       dpo_reset (&dpo);
1506
1507       start_host_byte_order++;
1508       start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
1509     }
1510   while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
1511
1512   return 0;
1513 }
1514
1515 /**
1516  * \brief Configure an ipv6 source address range
1517  * @param vm vlib_main_t pointer
1518  * @param start first ipv6 address in the source address range
1519  * @param end last ipv6 address in the source address range
1520  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1521  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1522  */
1523
1524 int
1525 tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1526                                        ip6_address_t * start,
1527                                        ip6_address_t * end, u32 table_id)
1528 {
1529   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1530   fib_prefix_t prefix;
1531   u32 fib_index = 0;
1532   fib_node_index_t fei;
1533   u32 sw_if_index;
1534
1535   memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1536
1537   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
1538
1539   if (fib_index == ~0)
1540     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1541
1542   while (1)
1543     {
1544       int i;
1545       ip6_address_t tmp;
1546       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1547
1548       /* Remember this address */
1549       vec_add1 (tm->ip6_src_addresses, start[0]);
1550
1551       /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
1552       prefix.fp_len = 128;
1553       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
1554       memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_address_t));
1555
1556       fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1557
1558       /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1559       if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1560         return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1561
1562       sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1563
1564       if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
1565         return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
1566
1567       /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
1568       ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
1569
1570       /* Add a receive adjacency for this address */
1571       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
1572                                NULL, &dpo);
1573
1574       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1575                                           &prefix,
1576                                           FIB_SOURCE_API,
1577                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1578       dpo_reset (&dpo);
1579
1580       /* Done with the entire range? */
1581       if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
1582         break;
1583
1584       /* Increment the address. DGMS. */
1585       tmp = start[0];
1586       for (i = 15; i >= 0; i--)
1587         {
1588           tmp.as_u8[i] += 1;
1589           if (tmp.as_u8[i] != 0)
1590             break;
1591         }
1592       start[0] = tmp;
1593     }
1594   return 0;
1595 }
1596
1597 static clib_error_t *
1598 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
1599                  unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1600 {
1601   ip4_address_t v4start, v4end;
1602   ip6_address_t v6start, v6end;
1603   u32 table_id = 0;
1604   int v4set = 0;
1605   int v6set = 0;
1606   int rv;
1607
1608   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1609     {
1610       if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
1611                     unformat_ip4_address, &v4end))
1612         v4set = 1;
1613       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
1614         {
1615           memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
1616           v4set = 1;
1617         }
1618       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
1619                          unformat_ip6_address, &v6end))
1620         v6set = 1;
1621       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
1622         {
1623           memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v4start));
1624           v6set = 1;
1625         }
1626       else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
1627         ;
1628       else
1629         break;
1630     }
1631
1632   if (!v4set && !v6set)
1633     return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
1634
1635   if (v4set)
1636     {
1637       rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
1638                                                   table_id);
1639       switch (rv)
1640         {
1641         case 0:
1642           break;
1643
1644         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
1645           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
1646
1647         case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
1648           return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
1649                                     format_ip4_address, &v4start,
1650                                     format_ip4_address, &v4end);
1651         default:
1652           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
1653           break;
1654         }
1655     }
1656   if (v6set)
1657     {
1658       rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
1659                                                   table_id);
1660       switch (rv)
1661         {
1662         case 0:
1663           break;
1664
1665         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
1666           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
1667
1668         default:
1669           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
1670           break;
1671         }
1672     }
1673   return 0;
1674 }
1675
1676 /* *INDENT-OFF* */
1677 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
1678 {
1679   .path = "tcp src-address",
1680   .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
1681   .function = tcp_src_address,
1682 };
1683 /* *INDENT-ON* */
1684
1685 static u8 *
1686 tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
1687 {
1688 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
1689
1690   scoreboard_trace_elt_t *block;
1691   int i = 0;
1692
1693   if (!sb->trace)
1694     return s;
1695
1696   s = format (s, "scoreboard trace:");
1697   vec_foreach (block, sb->trace)
1698   {
1699     s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
1700                 block->ack, block->snd_una_max, block->group);
1701     if ((++i % 3) == 0)
1702       s = format (s, "\n");
1703   }
1704   return s;
1705 #else
1706   return 0;
1707 #endif
1708 }
1709
1710 static clib_error_t *
1711 tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1712                               vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1713 {
1714   transport_connection_t *tconn = 0;
1715   tcp_connection_t *tc;
1716   u8 *s = 0;
1717   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1718     {
1719       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
1720                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
1721         ;
1722       else
1723         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1724                                   format_unformat_error, input);
1725     }
1726
1727   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
1728     {
1729       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
1730       return 0;
1731     }
1732
1733   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
1734   s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
1735   vlib_cli_output (vm, "%v", s);
1736   return 0;
1737 }
1738
1739 /* *INDENT-OFF* */
1740 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
1741 {
1742   .path = "show tcp scoreboard trace",
1743   .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
1744   .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
1745 };
1746 /* *INDENT-ON* */
1747
1748 u8 *
1749 tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
1750 {
1751   int i, trace_len;
1752   scoreboard_trace_elt_t *trace;
1753   u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
1754   tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
1755   sack_block_t *block;
1756
1757   if (!tc)
1758     return s;
1759
1760   memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
1761   tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
1762   scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
1763   dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
1764
1765 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
1766   trace = tc->sack_sb.trace;
1767   trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
1768 #else
1769   trace = 0;
1770   trace_len = 0;
1771 #endif
1772
1773   for (i = 0; i < trace_len; i++)
1774     {
1775       if (trace[i].ack != 0)
1776         {
1777           dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
1778           dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
1779         }
1780     }
1781
1782   left = 0;
1783   while (left < trace_len)
1784     {
1785       group = trace[left].group;
1786       vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
1787       has_new_ack = 0;
1788       while (trace[left].group == group)
1789         {
1790           if (trace[left].ack != 0)
1791             {
1792               if (verbose)
1793                 s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
1794                             trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
1795               dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
1796               next_ack = trace[left].ack;
1797               has_new_ack = 1;
1798             }
1799           else
1800             {
1801               if (verbose)
1802                 s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
1803                             trace[left].end);
1804               vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
1805               block->start = trace[left].start;
1806               block->end = trace[left].end;
1807             }
1808           left++;
1809         }
1810
1811       /* Push segments */
1812       tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
1813       if (has_new_ack)
1814         dummy_tc->snd_una = next_ack + dummy_tc->sack_sb.snd_una_adv;
1815
1816       if (verbose)
1817         s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
1818                     &dummy_tc->sack_sb);
1819
1820     }
1821   s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
1822
1823   return s;
1824 }
1825
1826 static clib_error_t *
1827 tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1828                          vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1829 {
1830   transport_connection_t *tconn = 0;
1831   tcp_connection_t *tc = 0;
1832   u8 *str = 0;
1833   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1834     {
1835       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
1836                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
1837         ;
1838       else
1839         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1840                                   format_unformat_error, input);
1841     }
1842
1843   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
1844     {
1845       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
1846       return 0;
1847     }
1848
1849   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
1850   if (!tc)
1851     {
1852       vlib_cli_output (vm, "connection not found");
1853       return 0;
1854     }
1855   str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
1856   vlib_cli_output (vm, "%v", str);
1857   return 0;
1858 }
1859
1860 /* *INDENT-OFF* */
1861 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
1862 {
1863   .path = "tcp replay scoreboard",
1864   .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
1865   .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
1866 };
1867 /* *INDENT-ON* */
1868
1869 /*
1870  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1871  *
1872  * Local Variables:
1873  * eval: (c-set-style "gnu")
1874  * End:
1875  */