8d222e3c684b5fa181c4de95e0eefffa41b871b5
[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   void *iface_ip;
37
38   pool_get (tm->listener_pool, listener);
39   memset (listener, 0, sizeof (*listener));
40
41   listener->c_c_index = listener - tm->listener_pool;
42   listener->c_lcl_port = lcl->port;
43
44   /* If we are provided a sw_if_index, bind using one of its ips */
45   if (ip_is_zero (&lcl->ip, 1) && lcl->sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
46     {
47       if ((iface_ip = ip_interface_get_first_ip (lcl->sw_if_index,
48                                                  lcl->is_ip4)))
49         ip_set (&lcl->ip, iface_ip, lcl->is_ip4);
50     }
51   ip_copy (&listener->c_lcl_ip, &lcl->ip, lcl->is_ip4);
52   listener->c_is_ip4 = lcl->is_ip4;
53   listener->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
54   listener->c_s_index = session_index;
55   listener->c_fib_index = lcl->fib_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 /**
105  * Cleanup half-open connection
106  *
107  */
108 void
109 tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
110 {
111   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
112   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
113   pool_put_index (tm->half_open_connections, tc->c_c_index);
114   if (CLIB_DEBUG)
115     memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
116   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
117 }
118
119 /**
120  * Try to cleanup half-open connection
121  *
122  * If called from a thread that doesn't own tc, the call won't have any
123  * effect.
124  *
125  * @param tc - connection to be cleaned up
126  * @return non-zero if cleanup failed.
127  */
128 int
129 tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
130 {
131   /* Make sure this is the owning thread */
132   if (tc->c_thread_index != vlib_get_thread_index ())
133     return 1;
134   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH);
135   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
136   tcp_half_open_connection_del (tc);
137   return 0;
138 }
139
140 tcp_connection_t *
141 tcp_half_open_connection_new (void)
142 {
143   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
144   tcp_connection_t *tc = 0;
145   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
146   pool_get (tm->half_open_connections, tc);
147   memset (tc, 0, sizeof (*tc));
148   tc->c_c_index = tc - tm->half_open_connections;
149   return tc;
150 }
151
152 /**
153  * Cleans up connection state.
154  *
155  * No notifications.
156  */
157 void
158 tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
159 {
160   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
161
162   /* Cleanup local endpoint if this was an active connect */
163   transport_endpoint_cleanup (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tc->c_lcl_ip,
164                               tc->c_lcl_port);
165
166   /* Check if connection is not yet fully established */
167   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
168     {
169       /* Try to remove the half-open connection. If this is not the owning
170        * thread, tc won't be removed. Retransmit or establish timers will
171        * eventually expire and call again cleanup on the right thread. */
172       tcp_half_open_connection_cleanup (tc);
173     }
174   else
175     {
176       int thread_index = tc->c_thread_index;
177
178       /* Make sure all timers are cleared */
179       tcp_connection_timers_reset (tc);
180
181       /* Poison the entry */
182       if (CLIB_DEBUG > 0)
183         memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
184       pool_put (tm->connections[thread_index], tc);
185     }
186 }
187
188 /**
189  * Connection removal.
190  *
191  * This should be called only once connection enters CLOSED state. Note
192  * that it notifies the session of the removal event, so if the goal is to
193  * just remove the connection, call tcp_connection_cleanup instead.
194  */
195 void
196 tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
197 {
198   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DELETE, tc);
199   stream_session_delete_notify (&tc->connection);
200   tcp_connection_cleanup (tc);
201 }
202
203 tcp_connection_t *
204 tcp_connection_new (u8 thread_index)
205 {
206   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
207   tcp_connection_t *tc;
208
209   pool_get (tm->connections[thread_index], tc);
210   memset (tc, 0, sizeof (*tc));
211   tc->c_c_index = tc - tm->connections[thread_index];
212   tc->c_thread_index = thread_index;
213   return tc;
214 }
215
216 /** Notify session that connection has been reset.
217  *
218  * Switch state to closed and wait for session to call cleanup.
219  */
220 void
221 tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
222 {
223   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_RCVD, tc);
224   switch (tc->state)
225     {
226     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
227       /* Cleanup everything. App wasn't notified yet */
228       stream_session_delete_notify (&tc->connection);
229       tcp_connection_cleanup (tc);
230       break;
231     case TCP_STATE_SYN_SENT:
232       session_stream_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
233       tcp_connection_cleanup (tc);
234       break;
235     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
236       stream_session_reset_notify (&tc->connection);
237       /* fall through */
238     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
239     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
240     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
241     case TCP_STATE_CLOSING:
242       tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
243       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
244
245       /* Make sure all timers are cleared */
246       tcp_connection_timers_reset (tc);
247
248       /* Wait for cleanup from session layer but not forever */
249       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
250       break;
251     case TCP_STATE_CLOSED:
252       return;
253     }
254 }
255
256 /**
257  * Begin connection closing procedure.
258  *
259  * If at the end the connection is not in CLOSED state, it is not removed.
260  * Instead, we rely on on TCP to advance through state machine to either
261  * 1) LAST_ACK (passive close) whereby when the last ACK is received
262  * tcp_connection_del is called. This notifies session of the delete and
263  * calls cleanup.
264  * 2) TIME_WAIT (active close) whereby after 2MSL the 2MSL timer triggers
265  * and cleanup is called.
266  *
267  * N.B. Half-close connections are not supported
268  */
269 void
270 tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
271 {
272   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CLOSE, tc);
273
274   /* Send/Program FIN if needed and switch state */
275   switch (tc->state)
276     {
277     case TCP_STATE_SYN_SENT:
278       tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
279       break;
280     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
281       tcp_send_fin (tc);
282       tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
283       break;
284     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
285       if (!stream_session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection))
286         tcp_send_fin (tc);
287       else
288         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
289       tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
290       break;
291     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
292       tcp_connection_timers_reset (tc);
293       tcp_send_fin (tc);
294       tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
295       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
296       break;
297     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
298       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
299       break;
300     default:
301       TCP_DBG ("state: %u", tc->state);
302     }
303
304   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
305
306   /* If in CLOSED and WAITCLOSE timer is not set, delete connection now */
307   if (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE)
308       && tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
309     tcp_connection_del (tc);
310 }
311
312 void
313 tcp_session_close (u32 conn_index, u32 thread_index)
314 {
315   tcp_connection_t *tc;
316   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
317   tcp_connection_close (tc);
318 }
319
320 void
321 tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
322 {
323   tcp_connection_t *tc;
324   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
325   tcp_connection_timers_reset (tc);
326
327   /* Wait for the session tx events to clear */
328   tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
329   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
330   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
331 }
332
333 /**
334  * Initialize all connection timers as invalid
335  */
336 void
337 tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc)
338 {
339   int i;
340
341   /* Set all to invalid */
342   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
343     {
344       tc->timers[i] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
345     }
346
347   tc->rto = TCP_RTO_INIT;
348 }
349
350 /**
351  * Stop all connection timers
352  */
353 void
354 tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc)
355 {
356   int i;
357   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
358     {
359       tcp_timer_reset (tc, i);
360     }
361 }
362
363 #if 0
364 typedef struct ip4_tcp_hdr
365 {
366   ip4_header_t ip;
367   tcp_header_t tcp;
368 } ip4_tcp_hdr_t;
369
370 typedef struct ip6_tcp_hdr
371 {
372   ip6_header_t ip;
373   tcp_header_t tcp;
374 } ip6_tcp_hdr_t;
375
376 static void
377 tcp_connection_select_lb_bucket (tcp_connection_t * tc, const dpo_id_t * dpo,
378                                  dpo_id_t * result)
379 {
380   const dpo_id_t *choice;
381   load_balance_t *lb;
382   int hash;
383
384   lb = load_balance_get (dpo->dpoi_index);
385   if (tc->c_is_ip4)
386     {
387       ip4_tcp_hdr_t hdr;
388       memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
389       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
390       hdr.ip.address_pair.src.as_u32 = tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32;
391       hdr.ip.address_pair.dst.as_u32 = tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
392       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
393       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
394       hash = ip4_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
395     }
396   else
397     {
398       ip6_tcp_hdr_t hdr;
399       memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
400       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
401       clib_memcpy (&hdr.ip.src_address, &tc->c_lcl_ip.ip6,
402                    sizeof (ip6_address_t));
403       clib_memcpy (&hdr.ip.dst_address, &tc->c_rmt_ip.ip6,
404                    sizeof (ip6_address_t));
405       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
406       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
407       hash = ip6_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
408     }
409   choice = load_balance_get_bucket_i (lb, hash & lb->lb_n_buckets_minus_1);
410   dpo_copy (result, choice);
411 }
412
413 fib_node_index_t
414 tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
415 {
416   fib_prefix_t prefix;
417   u32 fib_index;
418
419   clib_memcpy (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
420   prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
421   prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
422   fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_fib_index);
423   return fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
424 }
425
426 static int
427 tcp_connection_stack_on_fib_entry (tcp_connection_t * tc)
428 {
429   dpo_id_t choice = DPO_INVALID;
430   u32 output_node_index;
431   fib_entry_t *fe;
432
433   fe = fib_entry_get (tc->c_rmt_fei);
434   if (fe->fe_lb.dpoi_type != DPO_LOAD_BALANCE)
435     return -1;
436
437   tcp_connection_select_lb_bucket (tc, &fe->fe_lb, &choice);
438
439   output_node_index =
440     tc->c_is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
441   dpo_stack_from_node (output_node_index, &tc->c_rmt_dpo, &choice);
442   return 0;
443 }
444
445 /** Stack tcp connection on peer's fib entry.
446  *
447  * This ultimately populates the dpo the connection will use to send packets.
448  */
449 static void
450 tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
451 {
452   tc->c_rmt_fei = tcp_lookup_rmt_in_fib (tc);
453
454   ASSERT (tc->c_rmt_fei != FIB_NODE_INDEX_INVALID);
455
456   tcp_connection_stack_on_fib_entry (tc);
457 }
458 #endif /* 0 */
459
460 /**
461  * Initialize connection send variables.
462  */
463 void
464 tcp_init_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
465 {
466   u32 time_now;
467
468   /*
469    * We use the time to randomize iss and for setting up the initial
470    * timestamp. Make sure it's updated otherwise syn and ack in the
471    * handshake may make it look as if time has flown in the opposite
472    * direction for us.
473    */
474   tcp_set_time_now (vlib_get_thread_index ());
475   time_now = tcp_time_now ();
476
477   tc->iss = random_u32 (&time_now);
478   tc->snd_una = tc->iss;
479   tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
480   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
481 }
482
483 /** Initialize tcp connection variables
484  *
485  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
486  * a SYNACK, such that connection options have already been exchanged. */
487 void
488 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
489 {
490   tcp_connection_timers_init (tc);
491   tcp_init_mss (tc);
492   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
493   tcp_cc_init (tc);
494   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
495     tcp_init_snd_vars (tc);
496
497   //  tcp_connection_fib_attach (tc);
498 }
499
500 static int
501 tcp_alloc_custom_local_endpoint (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * lcl_addr,
502                                  u16 * lcl_port, u8 is_ip4)
503 {
504   int index, port;
505   if (is_ip4)
506     {
507       index = tm->last_v4_address_rotor++;
508       if (tm->last_v4_address_rotor >= vec_len (tm->ip4_src_addresses))
509         tm->last_v4_address_rotor = 0;
510       lcl_addr->ip4.as_u32 = tm->ip4_src_addresses[index].as_u32;
511     }
512   else
513     {
514       index = tm->last_v6_address_rotor++;
515       if (tm->last_v6_address_rotor >= vec_len (tm->ip6_src_addresses))
516         tm->last_v6_address_rotor = 0;
517       clib_memcpy (&lcl_addr->ip6, &tm->ip6_src_addresses[index],
518                    sizeof (ip6_address_t));
519     }
520   port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_TCP, lcl_addr);
521   if (port < 1)
522     {
523       clib_warning ("Failed to allocate src port");
524       return -1;
525     }
526   *lcl_port = port;
527   return 0;
528 }
529
530 int
531 tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
532 {
533   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
534   tcp_connection_t *tc;
535   ip46_address_t lcl_addr;
536   u16 lcl_port;
537   int rv;
538
539   /*
540    * Allocate local endpoint
541    */
542   if ((rmt->is_ip4 && vec_len (tm->ip4_src_addresses))
543       || (!rmt->is_ip4 && vec_len (tm->ip6_src_addresses)))
544     rv = tcp_alloc_custom_local_endpoint (tm, &lcl_addr, &lcl_port,
545                                           rmt->is_ip4);
546   else
547     rv = transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_TCP,
548                                          rmt, &lcl_addr, &lcl_port);
549
550   if (rv)
551     return -1;
552
553   /*
554    * Create connection and send SYN
555    */
556   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
557   tc = tcp_half_open_connection_new ();
558   ip_copy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, rmt->is_ip4);
559   ip_copy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, rmt->is_ip4);
560   tc->c_rmt_port = rmt->port;
561   tc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
562   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
563   tc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
564   tc->c_fib_index = rmt->fib_index;
565   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
566   tcp_connection_timers_init (tc);
567
568   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OPEN, tc);
569   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
570   tcp_init_snd_vars (tc);
571   tcp_send_syn (tc);
572   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
573
574   return tc->c_c_index;
575 }
576
577 int
578 tcp_session_open (transport_endpoint_t * tep)
579 {
580   return tcp_connection_open (tep);
581 }
582
583 const char *tcp_dbg_evt_str[] = {
584 #define _(sym, str) str,
585   foreach_tcp_dbg_evt
586 #undef _
587 };
588
589 const char *tcp_fsm_states[] = {
590 #define _(sym, str) str,
591   foreach_tcp_fsm_state
592 #undef _
593 };
594
595 u8 *
596 format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
597 {
598   u32 state = va_arg (*args, u32);
599
600   if (state < TCP_N_STATES)
601     s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[state]);
602   else
603     s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", state, state);
604   return s;
605 }
606
607 const char *tcp_connection_flags_str[] = {
608 #define _(sym, str) str,
609   foreach_tcp_connection_flag
610 #undef _
611 };
612
613 u8 *
614 format_tcp_connection_flags (u8 * s, va_list * args)
615 {
616   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
617   int i, last = -1;
618
619   for (i = 0; i < TCP_CONN_N_FLAG_BITS; i++)
620     if (tc->flags & (1 << i))
621       last = i;
622   for (i = 0; i < last; i++)
623     {
624       if (tc->flags & (1 << i))
625         s = format (s, "%s, ", tcp_connection_flags_str[i]);
626     }
627   if (last >= 0)
628     s = format (s, "%s", tcp_connection_flags_str[last]);
629   return s;
630 }
631
632 const char *tcp_conn_timers[] = {
633 #define _(sym, str) str,
634   foreach_tcp_timer
635 #undef _
636 };
637
638 u8 *
639 format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
640 {
641   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
642   int i, last = -1;
643
644   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
645     if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
646       last = i;
647
648   s = format (s, "[");
649   for (i = 0; i < last; i++)
650     {
651       if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
652         s = format (s, "%s,", tcp_conn_timers[i]);
653     }
654
655   if (last >= 0)
656     s = format (s, "%s]", tcp_conn_timers[i]);
657   else
658     s = format (s, "]");
659
660   return s;
661 }
662
663 u8 *
664 format_tcp_congestion_status (u8 * s, va_list * args)
665 {
666   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
667   if (tcp_in_recovery (tc))
668     s = format (s, "recovery");
669   else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
670     s = format (s, "fastrecovery");
671   else
672     s = format (s, "none");
673   return s;
674 }
675
676 u8 *
677 format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
678 {
679   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
680   s = format (s, " flags: %U timers: %U\n", format_tcp_connection_flags, tc,
681               format_tcp_timers, tc);
682   s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
683               tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
684               tc->snd_una_max - tc->iss);
685   s = format (s, " rcv_nxt %u rcv_las %u\n",
686               tc->rcv_nxt - tc->irs, tc->rcv_las - tc->irs);
687   s = format (s, " snd_wnd %u rcv_wnd %u snd_wl1 %u snd_wl2 %u\n",
688               tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->snd_wl1 - tc->irs,
689               tc->snd_wl2 - tc->iss);
690   s = format (s, " flight size %u send space %u rcv_wnd_av %d\n",
691               tcp_flight_size (tc), tcp_available_output_snd_space (tc),
692               tcp_rcv_wnd_available (tc));
693   s = format (s, " cong %U ", format_tcp_congestion_status, tc);
694   s = format (s, "cwnd %u ssthresh %u rtx_bytes %u bytes_acked %u\n",
695               tc->cwnd, tc->ssthresh, tc->snd_rxt_bytes, tc->bytes_acked);
696   s = format (s, " prev_ssthresh %u snd_congestion %u dupack %u",
697               tc->prev_ssthresh, tc->snd_congestion - tc->iss,
698               tc->rcv_dupacks);
699   s = format (s, " limited_transmit %u\n", tc->limited_transmit - tc->iss);
700   s = format (s, " tsecr %u tsecr_last_ack %u\n", tc->rcv_opts.tsecr,
701               tc->tsecr_last_ack);
702   s = format (s, " rto %u rto_boff %u srtt %u rttvar %u rtt_ts %u ", tc->rto,
703               tc->rto_boff, tc->srtt, tc->rttvar, tc->rtt_ts);
704   s = format (s, "rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq);
705   s = format (s, " tsval_recent %u tsval_recent_age %u\n", tc->tsval_recent,
706               tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
707   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
708     s = format (s, " scoreboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb,
709                 tc);
710   if (vec_len (tc->snd_sacks))
711     s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
712
713   return s;
714 }
715
716 u8 *
717 format_tcp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
718 {
719   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
720   if (!tc)
721     return s;
722   if (tc->c_is_ip4)
723     {
724       s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index, "T",
725                   format_ip4_address, &tc->c_lcl_ip4,
726                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip4_address,
727                   &tc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
728     }
729   else
730     {
731       s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index, "T",
732                   format_ip6_address, &tc->c_lcl_ip6,
733                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip6_address,
734                   &tc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
735     }
736
737   return s;
738 }
739
740 u8 *
741 format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
742 {
743   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
744   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
745
746   if (!tc)
747     return s;
748   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
749   if (verbose)
750     {
751       s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
752       if (verbose > 1)
753         s = format (s, "\n%U", format_tcp_vars, tc);
754     }
755
756   return s;
757 }
758
759 u8 *
760 format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
761 {
762   u32 tci = va_arg (*args, u32);
763   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
764   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
765   tcp_connection_t *tc;
766
767   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
768   if (tc)
769     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
770   else
771     s = format (s, "empty\n");
772   return s;
773 }
774
775 u8 *
776 format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
777 {
778   u32 tci = va_arg (*args, u32);
779   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
780   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
781 }
782
783 u8 *
784 format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
785 {
786   u32 tci = va_arg (*args, u32);
787   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
788   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
789 }
790
791 u8 *
792 format_tcp_sacks (u8 * s, va_list * args)
793 {
794   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
795   sack_block_t *sacks = tc->snd_sacks;
796   sack_block_t *block;
797   int i, len = 0;
798
799   len = vec_len (sacks);
800   for (i = 0; i < len - 1; i++)
801     {
802       block = &sacks[i];
803       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->irs,
804                   block->end - tc->irs);
805     }
806   if (len)
807     {
808       block = &sacks[len - 1];
809       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->irs,
810                   block->end - tc->irs);
811     }
812   return s;
813 }
814
815 u8 *
816 format_tcp_rcv_sacks (u8 * s, va_list * args)
817 {
818   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
819   sack_block_t *sacks = tc->rcv_opts.sacks;
820   sack_block_t *block;
821   int i, len = 0;
822
823   len = vec_len (sacks);
824   for (i = 0; i < len - 1; i++)
825     {
826       block = &sacks[i];
827       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->iss,
828                   block->end - tc->iss);
829     }
830   if (len)
831     {
832       block = &sacks[len - 1];
833       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->iss,
834                   block->end - tc->iss);
835     }
836   return s;
837 }
838
839 u8 *
840 format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
841 {
842   sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
843   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
844   if (tc)
845     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start - tc->iss, hole->end - tc->iss);
846   else
847     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start, hole->end);
848   return s;
849 }
850
851 u8 *
852 format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
853 {
854   sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
855   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
856   sack_scoreboard_hole_t *hole;
857   s = format (s, "sacked_bytes %u last_sacked_bytes %u lost_bytes %u\n",
858               sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes);
859   s = format (s, " last_bytes_delivered %u high_sacked %u snd_una_adv %u\n",
860               sb->last_bytes_delivered, sb->high_sacked, sb->snd_una_adv);
861   s = format (s, " cur_rxt_hole %u high_rxt %u rescue_rxt %u",
862               sb->cur_rxt_hole, sb->high_rxt, sb->rescue_rxt);
863
864   hole = scoreboard_first_hole (sb);
865   if (hole)
866     s = format (s, "\n head %u tail %u holes:\n", sb->head, sb->tail);
867
868   while (hole)
869     {
870       s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole, tc);
871       hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
872     }
873
874   return s;
875 }
876
877 transport_connection_t *
878 tcp_session_get_transport (u32 conn_index, u32 thread_index)
879 {
880   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
881   return &tc->connection;
882 }
883
884 transport_connection_t *
885 tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
886 {
887   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
888   return &tc->connection;
889 }
890
891 /**
892  * Compute maximum segment size for session layer.
893  *
894  * Since the result needs to be the actual data length, it first computes
895  * the tcp options to be used in the next burst and subtracts their
896  * length from the connection's snd_mss.
897  */
898 u16
899 tcp_session_send_mss (transport_connection_t * trans_conn)
900 {
901   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
902
903   /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
904    * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
905    * the current state of the connection. */
906   tcp_update_snd_mss (tc);
907
908   return tc->snd_mss;
909 }
910
911 always_inline u32
912 tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
913 {
914   if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
915     {
916       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
917     }
918
919   /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
920    * don't try at all */
921   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
922     return snd_space < tc->cwnd ? 0 : snd_space;
923
924   /* round down to mss multiple */
925   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
926 }
927
928 /**
929  * Compute tx window session is allowed to fill.
930  *
931  * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
932  * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
933  * of snd_mss.
934  *
935  * @param tc tcp connection
936  * @return number of bytes session is allowed to write
937  */
938 u32
939 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
940 {
941   int snd_space, snt_limited;
942
943   if (PREDICT_TRUE (tcp_in_cong_recovery (tc) == 0))
944     {
945       snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
946
947       /* If we haven't gotten dupacks or if we did and have gotten sacked
948        * bytes then we can still send as per Limited Transmit (RFC3042) */
949       if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks != 0
950                          && (tcp_opts_sack_permitted (tc)
951                              && tc->sack_sb.last_sacked_bytes == 0)))
952         {
953           if (tc->rcv_dupacks == 1 && tc->limited_transmit != tc->snd_nxt)
954             tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
955           ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
956
957           snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
958           snd_space = clib_max (2 * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
959         }
960       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
961     }
962
963   if (tcp_in_recovery (tc))
964     {
965       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
966       snd_space = tcp_available_snd_wnd (tc) - tc->snd_rxt_bytes
967         - (tc->snd_una_max - tc->snd_congestion);
968       if (snd_space <= 0 || (tc->snd_una_max - tc->snd_una) >= tc->snd_wnd)
969         return 0;
970       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
971     }
972
973   /* RFC 5681: When previously unsent data is available and the new value of
974    * cwnd and the receiver's advertised window allow, a TCP SHOULD send 1*SMSS
975    * bytes of previously unsent data. */
976   if (tcp_in_fastrecovery (tc) && !tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
977     {
978       if (tcp_available_output_snd_space (tc) < tc->snd_mss)
979         return 0;
980       tcp_fastrecovery_1_smss_on (tc);
981       return tc->snd_mss;
982     }
983
984   return 0;
985 }
986
987 u32
988 tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
989 {
990   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
991   return clib_min (tcp_snd_space (tc),
992                    tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
993 }
994
995 i32
996 tcp_rcv_wnd_available (tcp_connection_t * tc)
997 {
998   return (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
999 }
1000
1001 u32
1002 tcp_session_tx_fifo_offset (transport_connection_t * trans_conn)
1003 {
1004   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1005
1006   ASSERT (seq_geq (tc->snd_nxt, tc->snd_una));
1007
1008   /* This still works if fast retransmit is on */
1009   return (tc->snd_nxt - tc->snd_una);
1010 }
1011
1012 void
1013 tcp_update_time (f64 now, u8 thread_index)
1014 {
1015   tcp_set_time_now (thread_index);
1016   tw_timer_expire_timers_16t_2w_512sl (&tcp_main.timer_wheels[thread_index],
1017                                        now);
1018   tcp_flush_frames_to_output (thread_index);
1019 }
1020
1021 /* *INDENT-OFF* */
1022 const static transport_proto_vft_t tcp_proto = {
1023   .enable = vnet_tcp_enable_disable,
1024   .bind = tcp_session_bind,
1025   .unbind = tcp_session_unbind,
1026   .push_header = tcp_push_header,
1027   .get_connection = tcp_session_get_transport,
1028   .get_listener = tcp_session_get_listener,
1029   .get_half_open = tcp_half_open_session_get_transport,
1030   .open = tcp_session_open,
1031   .close = tcp_session_close,
1032   .cleanup = tcp_session_cleanup,
1033   .send_mss = tcp_session_send_mss,
1034   .send_space = tcp_session_send_space,
1035   .update_time = tcp_update_time,
1036   .tx_fifo_offset = tcp_session_tx_fifo_offset,
1037   .format_connection = format_tcp_session,
1038   .format_listener = format_tcp_listener_session,
1039   .format_half_open = format_tcp_half_open_session,
1040 };
1041 /* *INDENT-ON* */
1042
1043 void
1044 tcp_timer_keep_handler (u32 conn_index)
1045 {
1046   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1047   tcp_connection_t *tc;
1048
1049   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1050   tc->timers[TCP_TIMER_KEEP] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1051
1052   tcp_connection_close (tc);
1053 }
1054
1055 void
1056 tcp_timer_establish_handler (u32 conn_index)
1057 {
1058   tcp_connection_t *tc;
1059
1060   tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
1061   if (tc)
1062     {
1063       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
1064       session_stream_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
1065       TCP_DBG ("establish pop: %U", format_tcp_connection, tc, 2);
1066     }
1067   else
1068     {
1069       tc = tcp_connection_get (conn_index, vlib_get_thread_index ());
1070       /* note: the connection may have already disappeared */
1071       if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
1072         return;
1073       TCP_DBG ("establish pop: %U", format_tcp_connection, tc, 2);
1074       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD);
1075       /* Start cleanup. App wasn't notified yet so use delete notify as
1076        * opposed to delete to cleanup session layer state. */
1077       stream_session_delete_notify (&tc->connection);
1078     }
1079   tc->timers[TCP_TIMER_ESTABLISH] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1080   tcp_connection_cleanup (tc);
1081 }
1082
1083 void
1084 tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index)
1085 {
1086   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1087   tcp_connection_t *tc;
1088
1089   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1090   if (!tc)
1091     return;
1092   tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1093
1094   /* Session didn't come back with a close(). Send FIN either way
1095    * and switch to LAST_ACK. */
1096   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
1097     {
1098       if (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT)
1099         {
1100           clib_warning ("FIN was sent and still in CLOSE WAIT. Weird!");
1101         }
1102
1103       tcp_send_fin (tc);
1104       tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
1105
1106       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1107       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
1108
1109       /* Don't delete the connection yet */
1110       return;
1111     }
1112
1113   tcp_connection_del (tc);
1114 }
1115
1116 /* *INDENT-OFF* */
1117 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1118 {
1119     tcp_timer_retransmit_handler,
1120     tcp_timer_delack_handler,
1121     tcp_timer_persist_handler,
1122     tcp_timer_keep_handler,
1123     tcp_timer_waitclose_handler,
1124     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1125     tcp_timer_establish_handler
1126 };
1127 /* *INDENT-ON* */
1128
1129 static void
1130 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1131 {
1132   int i;
1133   u32 connection_index, timer_id;
1134
1135   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1136     {
1137       /* Get session index and timer id */
1138       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1139       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1140
1141       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1142
1143       /* Handle expiration */
1144       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (connection_index);
1145     }
1146 }
1147
1148 void
1149 tcp_initialize_timer_wheels (tcp_main_t * tm)
1150 {
1151   tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *tw;
1152   /* *INDENT-OFF* */
1153   foreach_vlib_main (({
1154     tw = &tm->timer_wheels[ii];
1155     tw_timer_wheel_init_16t_2w_512sl (tw, tcp_expired_timers_dispatch,
1156                                       100e-3 /* timer period 100ms */ , ~0);
1157     tw->last_run_time = vlib_time_now (this_vlib_main);
1158   }));
1159   /* *INDENT-ON* */
1160 }
1161
1162 clib_error_t *
1163 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1164 {
1165   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1166   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1167   clib_error_t *error = 0;
1168   u32 num_threads;
1169   int thread;
1170   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1171   u32 preallocated_connections_per_thread;
1172
1173   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1174     return error;
1175   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1176     return error;
1177   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1178     return error;
1179
1180   /*
1181    * Registrations
1182    */
1183
1184   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
1185   ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
1186
1187   /*
1188    * Initialize data structures
1189    */
1190
1191   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1192   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
1193
1194   /*
1195    * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1196    * use preallocated threads when running multi-core
1197    */
1198   if (num_threads == 1)
1199     {
1200       thread = 0;
1201       preallocated_connections_per_thread = tm->preallocated_connections;
1202     }
1203   else
1204     {
1205       thread = 1;
1206       preallocated_connections_per_thread =
1207         tm->preallocated_connections / (num_threads - 1);
1208     }
1209   for (; thread < num_threads; thread++)
1210     {
1211       if (preallocated_connections_per_thread)
1212         pool_init_fixed (tm->connections[thread],
1213                          preallocated_connections_per_thread);
1214     }
1215
1216   /*
1217    * Use a preallocated half-open connection pool?
1218    */
1219   if (tm->preallocated_half_open_connections)
1220     pool_init_fixed (tm->half_open_connections,
1221                      tm->preallocated_half_open_connections);
1222
1223   /* Initialize per worker thread tx buffers (used for control messages) */
1224   vec_validate (tm->tx_buffers, num_threads - 1);
1225
1226   /* Initialize timer wheels */
1227   vec_validate (tm->timer_wheels, num_threads - 1);
1228   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
1229
1230   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
1231    * monotonically increasing timestamps. */
1232   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
1233     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
1234
1235   if (num_threads > 1)
1236     {
1237       clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
1238     }
1239
1240   vec_validate (tm->tx_frames[0], num_threads - 1);
1241   vec_validate (tm->tx_frames[1], num_threads - 1);
1242   vec_validate (tm->ip_lookup_tx_frames[0], num_threads - 1);
1243   vec_validate (tm->ip_lookup_tx_frames[1], num_threads - 1);
1244
1245   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_free_list_buffer_size
1246     (vm, VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
1247
1248   vec_validate (tm->time_now, num_threads - 1);
1249   return error;
1250 }
1251
1252 clib_error_t *
1253 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1254 {
1255   if (is_en)
1256     {
1257       if (tcp_main.is_enabled)
1258         return 0;
1259
1260       return tcp_main_enable (vm);
1261     }
1262   else
1263     {
1264       tcp_main.is_enabled = 0;
1265     }
1266
1267   return 0;
1268 }
1269
1270 void
1271 tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
1272 {
1273   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1274   if (is_ip4)
1275     tm->punt_unknown4 = is_add;
1276   else
1277     tm->punt_unknown6 = is_add;
1278 }
1279
1280 clib_error_t *
1281 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1282 {
1283   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1284   ip_main_t *im = &ip_main;
1285   ip_protocol_info_t *pi;
1286
1287   /* Session layer, and by implication tcp, are disabled by default */
1288   tm->is_enabled = 0;
1289
1290   /* Register with IP for header parsing */
1291   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1292   if (pi == 0)
1293     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1294   pi->format_header = format_tcp_header;
1295   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1296
1297   /* Register as transport with session layer */
1298   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1299                                FIB_PROTOCOL_IP4, tcp4_output_node.index);
1300   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1301                                FIB_PROTOCOL_IP6, tcp6_output_node.index);
1302
1303   tcp_api_reference ();
1304   return 0;
1305 }
1306
1307 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1308
1309 static clib_error_t *
1310 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1311 {
1312   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1313
1314   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1315     {
1316       if (unformat
1317           (input, "preallocated-connections %d",
1318            &tm->preallocated_connections))
1319         ;
1320       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
1321                          &tm->preallocated_half_open_connections))
1322         ;
1323       else if (unformat (input, "buffer-fail-fraction %f",
1324                          &tm->buffer_fail_fraction))
1325         ;
1326       else
1327         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1328                                   format_unformat_error, input);
1329     }
1330   return 0;
1331 }
1332
1333 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
1334
1335
1336 /**
1337  * \brief Configure an ipv4 source address range
1338  * @param vm vlib_main_t pointer
1339  * @param start first ipv4 address in the source address range
1340  * @param end last ipv4 address in the source address range
1341  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1342  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1343  */
1344
1345 int
1346 tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1347                                        ip4_address_t * start,
1348                                        ip4_address_t * end, u32 table_id)
1349 {
1350   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1351   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
1352   u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
1353   fib_prefix_t prefix;
1354   vnet_sw_interface_t *si;
1355   fib_node_index_t fei;
1356   u32 fib_index = 0;
1357   u32 sw_if_index;
1358   int rv;
1359   int vnet_proxy_arp_add_del (ip4_address_t * lo_addr,
1360                               ip4_address_t * hi_addr, u32 fib_index,
1361                               int is_del);
1362
1363   memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1364
1365   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
1366
1367   if (fib_index == ~0)
1368     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1369
1370   start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
1371   end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
1372
1373   /* sanity check for reversed args or some such */
1374   if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
1375     return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
1376
1377   /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
1378   prefix.fp_len = 32;
1379   prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1380   memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
1381
1382   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1383
1384   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1385   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1386     return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1387
1388   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1389
1390   /* Enable proxy arp on the interface */
1391   si = vnet_get_sw_interface (vnm, sw_if_index);
1392   si->flags |= VNET_SW_INTERFACE_FLAG_PROXY_ARP;
1393
1394   /* Configure proxy arp across the range */
1395   rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
1396
1397   if (rv)
1398     return rv;
1399
1400   do
1401     {
1402       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1403
1404       vec_add1 (tm->ip4_src_addresses, start[0]);
1405
1406       /* Add local adjacencies for the range */
1407
1408       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
1409                                NULL, &dpo);
1410       prefix.fp_len = 32;
1411       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1412       prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
1413
1414       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1415                                           &prefix,
1416                                           FIB_SOURCE_API,
1417                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1418       dpo_reset (&dpo);
1419
1420       start_host_byte_order++;
1421       start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
1422     }
1423   while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
1424
1425   return 0;
1426 }
1427
1428 /**
1429  * \brief Configure an ipv6 source address range
1430  * @param vm vlib_main_t pointer
1431  * @param start first ipv6 address in the source address range
1432  * @param end last ipv6 address in the source address range
1433  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1434  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1435  */
1436
1437 int
1438 tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1439                                        ip6_address_t * start,
1440                                        ip6_address_t * end, u32 table_id)
1441 {
1442   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1443   fib_prefix_t prefix;
1444   u32 fib_index = 0;
1445   fib_node_index_t fei;
1446   u32 sw_if_index;
1447
1448   memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1449
1450   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
1451
1452   if (fib_index == ~0)
1453     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1454
1455   while (1)
1456     {
1457       int i;
1458       ip6_address_t tmp;
1459       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1460
1461       /* Remember this address */
1462       vec_add1 (tm->ip6_src_addresses, start[0]);
1463
1464       /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
1465       prefix.fp_len = 128;
1466       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
1467       memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_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       if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
1478         return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
1479
1480       /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
1481       ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
1482
1483       /* Add a receive adjacency for this address */
1484       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
1485                                NULL, &dpo);
1486
1487       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1488                                           &prefix,
1489                                           FIB_SOURCE_API,
1490                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1491       dpo_reset (&dpo);
1492
1493       /* Done with the entire range? */
1494       if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
1495         break;
1496
1497       /* Increment the address. DGMS. */
1498       tmp = start[0];
1499       for (i = 15; i >= 0; i--)
1500         {
1501           tmp.as_u8[i] += 1;
1502           if (tmp.as_u8[i] != 0)
1503             break;
1504         }
1505       start[0] = tmp;
1506     }
1507   return 0;
1508 }
1509
1510 static clib_error_t *
1511 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
1512                  unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1513 {
1514   ip4_address_t v4start, v4end;
1515   ip6_address_t v6start, v6end;
1516   u32 table_id = 0;
1517   int v4set = 0;
1518   int v6set = 0;
1519   int rv;
1520
1521   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1522     {
1523       if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
1524                     unformat_ip4_address, &v4end))
1525         v4set = 1;
1526       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
1527         {
1528           memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
1529           v4set = 1;
1530         }
1531       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
1532                          unformat_ip6_address, &v6end))
1533         v6set = 1;
1534       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
1535         {
1536           memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v6start));
1537           v6set = 1;
1538         }
1539       else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
1540         ;
1541       else
1542         break;
1543     }
1544
1545   if (!v4set && !v6set)
1546     return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
1547
1548   if (v4set)
1549     {
1550       rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
1551                                                   table_id);
1552       switch (rv)
1553         {
1554         case 0:
1555           break;
1556
1557         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
1558           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
1559
1560         case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
1561           return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
1562                                     format_ip4_address, &v4start,
1563                                     format_ip4_address, &v4end);
1564         default:
1565           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
1566           break;
1567         }
1568     }
1569   if (v6set)
1570     {
1571       rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
1572                                                   table_id);
1573       switch (rv)
1574         {
1575         case 0:
1576           break;
1577
1578         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
1579           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
1580
1581         default:
1582           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
1583           break;
1584         }
1585     }
1586   return 0;
1587 }
1588
1589 /* *INDENT-OFF* */
1590 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
1591 {
1592   .path = "tcp src-address",
1593   .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
1594   .function = tcp_src_address,
1595 };
1596 /* *INDENT-ON* */
1597
1598 static u8 *
1599 tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
1600 {
1601 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
1602
1603   scoreboard_trace_elt_t *block;
1604   int i = 0;
1605
1606   if (!sb->trace)
1607     return s;
1608
1609   s = format (s, "scoreboard trace:");
1610   vec_foreach (block, sb->trace)
1611   {
1612     s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
1613                 block->ack, block->snd_una_max, block->group);
1614     if ((++i % 3) == 0)
1615       s = format (s, "\n");
1616   }
1617   return s;
1618 #else
1619   return 0;
1620 #endif
1621 }
1622
1623 static clib_error_t *
1624 tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1625                               vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1626 {
1627   transport_connection_t *tconn = 0;
1628   tcp_connection_t *tc;
1629   u8 *s = 0;
1630   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1631     {
1632       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
1633                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
1634         ;
1635       else
1636         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1637                                   format_unformat_error, input);
1638     }
1639
1640   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
1641     {
1642       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
1643       return 0;
1644     }
1645
1646   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
1647   s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
1648   vlib_cli_output (vm, "%v", s);
1649   return 0;
1650 }
1651
1652 /* *INDENT-OFF* */
1653 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
1654 {
1655   .path = "show tcp scoreboard trace",
1656   .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
1657   .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
1658 };
1659 /* *INDENT-ON* */
1660
1661 u8 *
1662 tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
1663 {
1664   int i, trace_len;
1665   scoreboard_trace_elt_t *trace;
1666   u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
1667   tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
1668   sack_block_t *block;
1669
1670   if (!tc)
1671     return s;
1672
1673   memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
1674   tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
1675   scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
1676   dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
1677
1678 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
1679   trace = tc->sack_sb.trace;
1680   trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
1681 #else
1682   trace = 0;
1683   trace_len = 0;
1684 #endif
1685
1686   for (i = 0; i < trace_len; i++)
1687     {
1688       if (trace[i].ack != 0)
1689         {
1690           dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
1691           dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
1692         }
1693     }
1694
1695   left = 0;
1696   while (left < trace_len)
1697     {
1698       group = trace[left].group;
1699       vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
1700       has_new_ack = 0;
1701       while (trace[left].group == group)
1702         {
1703           if (trace[left].ack != 0)
1704             {
1705               if (verbose)
1706                 s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
1707                             trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
1708               dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
1709               next_ack = trace[left].ack;
1710               has_new_ack = 1;
1711             }
1712           else
1713             {
1714               if (verbose)
1715                 s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
1716                             trace[left].end);
1717               vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
1718               block->start = trace[left].start;
1719               block->end = trace[left].end;
1720             }
1721           left++;
1722         }
1723
1724       /* Push segments */
1725       tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
1726       if (has_new_ack)
1727         dummy_tc->snd_una = next_ack + dummy_tc->sack_sb.snd_una_adv;
1728
1729       if (verbose)
1730         s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
1731                     &dummy_tc->sack_sb);
1732
1733     }
1734   s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
1735
1736   return s;
1737 }
1738
1739 static clib_error_t *
1740 tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1741                          vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1742 {
1743   transport_connection_t *tconn = 0;
1744   tcp_connection_t *tc = 0;
1745   u8 *str = 0;
1746   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1747     {
1748       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
1749                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
1750         ;
1751       else
1752         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1753                                   format_unformat_error, input);
1754     }
1755
1756   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
1757     {
1758       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
1759       return 0;
1760     }
1761
1762   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
1763   if (!tc)
1764     {
1765       vlib_cli_output (vm, "connection not found");
1766       return 0;
1767     }
1768   str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
1769   vlib_cli_output (vm, "%v", str);
1770   return 0;
1771 }
1772
1773 /* *INDENT-OFF* */
1774 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
1775 {
1776   .path = "tcp replay scoreboard",
1777   .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
1778   .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
1779 };
1780 /* *INDENT-ON* */
1781
1782 static clib_error_t *
1783 show_tcp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1784                   vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1785 {
1786   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1787   if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1788     return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
1789                               input);
1790   vlib_cli_output (vm, "IPv4 TCP punt: %s",
1791                    tm->punt_unknown4 ? "enabled" : "disabled");
1792   vlib_cli_output (vm, "IPv6 TCP punt: %s",
1793                    tm->punt_unknown6 ? "enabled" : "disabled");
1794   return 0;
1795 }
1796 /* *INDENT-OFF* */
1797 VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
1798 {
1799   .path = "show tcp punt",
1800   .short_help = "show tcp punt",
1801   .function = show_tcp_punt_fn,
1802 };
1803 /* *INDENT-ON* */
1804
1805 /*
1806  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1807  *
1808  * Local Variables:
1809  * eval: (c-set-style "gnu")
1810  * End:
1811  */