cca9f1c5c9069e71ddc90063aca902a2e7798512
[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 typedef struct
32 {
33   fib_protocol_t nh_proto;
34   vnet_link_t link_type;
35   ip46_address_t ip;
36   u32 sw_if_index;
37   u8 is_add;
38 } tcp_add_del_adj_args_t;
39
40 static void
41 tcp_add_del_adj_cb (tcp_add_del_adj_args_t * args)
42 {
43   u32 ai;
44   if (args->is_add)
45     {
46       adj_nbr_add_or_lock (args->nh_proto, args->link_type, &args->ip,
47                            args->sw_if_index);
48     }
49   else
50     {
51       ai = adj_nbr_find (FIB_PROTOCOL_IP6, VNET_LINK_IP6, &args->ip,
52                          args->sw_if_index);
53       if (ai != ADJ_INDEX_INVALID)
54         adj_unlock (ai);
55     }
56 }
57
58 static void
59 tcp_add_del_adjacency (tcp_connection_t * tc, u8 is_add)
60 {
61   tcp_add_del_adj_args_t args = {
62     .nh_proto = FIB_PROTOCOL_IP6,
63     .link_type = VNET_LINK_IP6,
64     .ip = tc->c_rmt_ip,
65     .sw_if_index = tc->sw_if_index,
66     .is_add = is_add
67   };
68   vlib_rpc_call_main_thread (tcp_add_del_adj_cb, (u8 *) & args,
69                              sizeof (args));
70 }
71
72 static u32
73 tcp_connection_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
74 {
75   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
76   tcp_connection_t *listener;
77   void *iface_ip;
78
79   pool_get (tm->listener_pool, listener);
80   memset (listener, 0, sizeof (*listener));
81
82   listener->c_c_index = listener - tm->listener_pool;
83   listener->c_lcl_port = lcl->port;
84
85   /* If we are provided a sw_if_index, bind using one of its ips */
86   if (ip_is_zero (&lcl->ip, 1) && lcl->sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
87     {
88       if ((iface_ip = ip_interface_get_first_ip (lcl->sw_if_index,
89                                                  lcl->is_ip4)))
90         ip_set (&lcl->ip, iface_ip, lcl->is_ip4);
91     }
92   ip_copy (&listener->c_lcl_ip, &lcl->ip, lcl->is_ip4);
93   listener->c_is_ip4 = lcl->is_ip4;
94   listener->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
95   listener->c_s_index = session_index;
96   listener->c_fib_index = lcl->fib_index;
97   listener->state = TCP_STATE_LISTEN;
98
99   tcp_connection_timers_init (listener);
100
101   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_BIND, listener);
102
103   return listener->c_c_index;
104 }
105
106 static u32
107 tcp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * tep)
108 {
109   return tcp_connection_bind (session_index, tep);
110 }
111
112 static void
113 tcp_connection_unbind (u32 listener_index)
114 {
115   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
116   tcp_connection_t *tc;
117
118   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
119
120   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_UNBIND, tc);
121
122   /* Poison the entry */
123   if (CLIB_DEBUG > 0)
124     memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
125
126   pool_put_index (tm->listener_pool, listener_index);
127 }
128
129 static u32
130 tcp_session_unbind (u32 listener_index)
131 {
132   tcp_connection_unbind (listener_index);
133   return 0;
134 }
135
136 static transport_connection_t *
137 tcp_session_get_listener (u32 listener_index)
138 {
139   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
140   tcp_connection_t *tc;
141   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
142   return &tc->connection;
143 }
144
145 /**
146  * Cleanup half-open connection
147  *
148  */
149 static void
150 tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
151 {
152   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
153   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
154   pool_put_index (tm->half_open_connections, tc->c_c_index);
155   if (CLIB_DEBUG)
156     memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
157   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
158 }
159
160 /**
161  * Try to cleanup half-open connection
162  *
163  * If called from a thread that doesn't own tc, the call won't have any
164  * effect.
165  *
166  * @param tc - connection to be cleaned up
167  * @return non-zero if cleanup failed.
168  */
169 int
170 tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
171 {
172   /* Make sure this is the owning thread */
173   if (tc->c_thread_index != vlib_get_thread_index ())
174     return 1;
175   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH);
176   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
177   tcp_half_open_connection_del (tc);
178   return 0;
179 }
180
181 static tcp_connection_t *
182 tcp_half_open_connection_new (void)
183 {
184   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
185   tcp_connection_t *tc = 0;
186   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
187   pool_get (tm->half_open_connections, tc);
188   memset (tc, 0, sizeof (*tc));
189   tc->c_c_index = tc - tm->half_open_connections;
190   return tc;
191 }
192
193 /**
194  * Cleans up connection state.
195  *
196  * No notifications.
197  */
198 void
199 tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
200 {
201   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
202
203   /* Cleanup local endpoint if this was an active connect */
204   transport_endpoint_cleanup (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tc->c_lcl_ip,
205                               tc->c_lcl_port);
206
207   /* Check if connection is not yet fully established */
208   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
209     {
210       /* Try to remove the half-open connection. If this is not the owning
211        * thread, tc won't be removed. Retransmit or establish timers will
212        * eventually expire and call again cleanup on the right thread. */
213       tcp_half_open_connection_cleanup (tc);
214     }
215   else
216     {
217       int thread_index = tc->c_thread_index;
218
219       /* Make sure all timers are cleared */
220       tcp_connection_timers_reset (tc);
221
222       if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
223         tcp_add_del_adjacency (tc, 0);
224
225       /* Poison the entry */
226       if (CLIB_DEBUG > 0)
227         memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
228       pool_put (tm->connections[thread_index], tc);
229     }
230 }
231
232 /**
233  * Connection removal.
234  *
235  * This should be called only once connection enters CLOSED state. Note
236  * that it notifies the session of the removal event, so if the goal is to
237  * just remove the connection, call tcp_connection_cleanup instead.
238  */
239 void
240 tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
241 {
242   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_DELETE, tc);
243   stream_session_delete_notify (&tc->connection);
244   tcp_connection_cleanup (tc);
245 }
246
247 tcp_connection_t *
248 tcp_connection_new (u8 thread_index)
249 {
250   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
251   tcp_connection_t *tc;
252
253   pool_get (tm->connections[thread_index], tc);
254   memset (tc, 0, sizeof (*tc));
255   tc->c_c_index = tc - tm->connections[thread_index];
256   tc->c_thread_index = thread_index;
257   return tc;
258 }
259
260 /** Notify session that connection has been reset.
261  *
262  * Switch state to closed and wait for session to call cleanup.
263  */
264 void
265 tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
266 {
267   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_RST_RCVD, tc);
268   switch (tc->state)
269     {
270     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
271       /* Cleanup everything. App wasn't notified yet */
272       stream_session_delete_notify (&tc->connection);
273       tcp_connection_cleanup (tc);
274       break;
275     case TCP_STATE_SYN_SENT:
276       session_stream_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
277       tcp_connection_cleanup (tc);
278       break;
279     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
280       tcp_connection_timers_reset (tc);
281       /* Set the cleanup timer, in case the session layer/app don't
282        * cleanly close the connection */
283       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
284       stream_session_reset_notify (&tc->connection);
285       break;
286     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
287     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
288     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
289     case TCP_STATE_CLOSING:
290       tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
291       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
292       tcp_connection_timers_reset (tc);
293       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
294       break;
295     case TCP_STATE_CLOSED:
296       return;
297     }
298 }
299
300 /**
301  * Begin connection closing procedure.
302  *
303  * If at the end the connection is not in CLOSED state, it is not removed.
304  * Instead, we rely on on TCP to advance through state machine to either
305  * 1) LAST_ACK (passive close) whereby when the last ACK is received
306  * tcp_connection_del is called. This notifies session of the delete and
307  * calls cleanup.
308  * 2) TIME_WAIT (active close) whereby after 2MSL the 2MSL timer triggers
309  * and cleanup is called.
310  *
311  * N.B. Half-close connections are not supported
312  */
313 void
314 tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
315 {
316   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CLOSE, tc);
317
318   /* Send/Program FIN if needed and switch state */
319   switch (tc->state)
320     {
321     case TCP_STATE_SYN_SENT:
322       tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
323       break;
324     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
325       tcp_send_fin (tc);
326       tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
327       break;
328     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
329       if (!session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection))
330         tcp_send_fin (tc);
331       else
332         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
333       tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
334       break;
335     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
336       if (!session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection))
337         {
338           tcp_send_fin (tc);
339           tcp_connection_timers_reset (tc);
340           tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
341           tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
342         }
343       else
344         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
345       break;
346     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
347       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
348       break;
349     default:
350       TCP_DBG ("state: %u", tc->state);
351     }
352
353   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
354
355   /* If in CLOSED and WAITCLOSE timer is not set, delete connection now */
356   if (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE)
357       && tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
358     tcp_connection_del (tc);
359 }
360
361 static void
362 tcp_session_close (u32 conn_index, u32 thread_index)
363 {
364   tcp_connection_t *tc;
365   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
366   tcp_connection_close (tc);
367 }
368
369 static void
370 tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
371 {
372   tcp_connection_t *tc;
373   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
374   tcp_connection_timers_reset (tc);
375   tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
376   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
377   tcp_connection_cleanup (tc);
378 }
379
380 /**
381  * Initialize all connection timers as invalid
382  */
383 void
384 tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc)
385 {
386   int i;
387
388   /* Set all to invalid */
389   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
390     {
391       tc->timers[i] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
392     }
393
394   tc->rto = TCP_RTO_INIT;
395 }
396
397 /**
398  * Stop all connection timers
399  */
400 void
401 tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc)
402 {
403   int i;
404   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
405     {
406       tcp_timer_reset (tc, i);
407     }
408 }
409
410 #if 0
411 typedef struct ip4_tcp_hdr
412 {
413   ip4_header_t ip;
414   tcp_header_t tcp;
415 } ip4_tcp_hdr_t;
416
417 typedef struct ip6_tcp_hdr
418 {
419   ip6_header_t ip;
420   tcp_header_t tcp;
421 } ip6_tcp_hdr_t;
422
423 static void
424 tcp_connection_select_lb_bucket (tcp_connection_t * tc, const dpo_id_t * dpo,
425                                  dpo_id_t * result)
426 {
427   const dpo_id_t *choice;
428   load_balance_t *lb;
429   int hash;
430
431   lb = load_balance_get (dpo->dpoi_index);
432   if (tc->c_is_ip4)
433     {
434       ip4_tcp_hdr_t hdr;
435       memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
436       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
437       hdr.ip.address_pair.src.as_u32 = tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32;
438       hdr.ip.address_pair.dst.as_u32 = tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
439       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
440       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
441       hash = ip4_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
442     }
443   else
444     {
445       ip6_tcp_hdr_t hdr;
446       memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
447       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
448       clib_memcpy (&hdr.ip.src_address, &tc->c_lcl_ip.ip6,
449                    sizeof (ip6_address_t));
450       clib_memcpy (&hdr.ip.dst_address, &tc->c_rmt_ip.ip6,
451                    sizeof (ip6_address_t));
452       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
453       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
454       hash = ip6_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
455     }
456   choice = load_balance_get_bucket_i (lb, hash & lb->lb_n_buckets_minus_1);
457   dpo_copy (result, choice);
458 }
459
460 fib_node_index_t
461 tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
462 {
463   fib_prefix_t prefix;
464   u32 fib_index;
465
466   clib_memcpy (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
467   prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
468   prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
469   fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_fib_index);
470   return fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
471 }
472
473 static int
474 tcp_connection_stack_on_fib_entry (tcp_connection_t * tc)
475 {
476   dpo_id_t choice = DPO_INVALID;
477   u32 output_node_index;
478   fib_entry_t *fe;
479
480   fe = fib_entry_get (tc->c_rmt_fei);
481   if (fe->fe_lb.dpoi_type != DPO_LOAD_BALANCE)
482     return -1;
483
484   tcp_connection_select_lb_bucket (tc, &fe->fe_lb, &choice);
485
486   output_node_index =
487     tc->c_is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
488   dpo_stack_from_node (output_node_index, &tc->c_rmt_dpo, &choice);
489   return 0;
490 }
491
492 /** Stack tcp connection on peer's fib entry.
493  *
494  * This ultimately populates the dpo the connection will use to send packets.
495  */
496 static void
497 tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
498 {
499   tc->c_rmt_fei = tcp_lookup_rmt_in_fib (tc);
500
501   ASSERT (tc->c_rmt_fei != FIB_NODE_INDEX_INVALID);
502
503   tcp_connection_stack_on_fib_entry (tc);
504 }
505 #endif /* 0 */
506
507 static void
508 tcp_cc_init (tcp_connection_t * tc)
509 {
510   tc->cc_algo = tcp_cc_algo_get (TCP_CC_NEWRENO);
511   tc->cc_algo->init (tc);
512 }
513
514 void
515 tcp_cc_algo_register (tcp_cc_algorithm_type_e type,
516                       const tcp_cc_algorithm_t * vft)
517 {
518   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
519   vec_validate (tm->cc_algos, type);
520
521   tm->cc_algos[type] = *vft;
522 }
523
524 tcp_cc_algorithm_t *
525 tcp_cc_algo_get (tcp_cc_algorithm_type_e type)
526 {
527   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
528   return &tm->cc_algos[type];
529 }
530
531
532 /**
533  * Initialize connection send variables.
534  */
535 void
536 tcp_init_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
537 {
538   u32 time_now;
539
540   /*
541    * We use the time to randomize iss and for setting up the initial
542    * timestamp. Make sure it's updated otherwise syn and ack in the
543    * handshake may make it look as if time has flown in the opposite
544    * direction for us.
545    */
546   tcp_set_time_now (vlib_get_thread_index ());
547   time_now = tcp_time_now ();
548
549   tc->iss = random_u32 (&time_now);
550   tc->snd_una = tc->iss;
551   tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
552   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
553 }
554
555 /** Initialize tcp connection variables
556  *
557  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
558  * a SYNACK, such that connection options have already been exchanged. */
559 void
560 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
561 {
562   tcp_connection_timers_init (tc);
563   tcp_init_mss (tc);
564   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
565   tcp_cc_init (tc);
566   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
567     tcp_init_snd_vars (tc);
568
569   if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
570     tcp_add_del_adjacency (tc, 1);
571
572   //  tcp_connection_fib_attach (tc);
573 }
574
575 static int
576 tcp_alloc_custom_local_endpoint (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * lcl_addr,
577                                  u16 * lcl_port, u8 is_ip4)
578 {
579   int index, port;
580   if (is_ip4)
581     {
582       index = tm->last_v4_address_rotor++;
583       if (tm->last_v4_address_rotor >= vec_len (tm->ip4_src_addresses))
584         tm->last_v4_address_rotor = 0;
585       lcl_addr->ip4.as_u32 = tm->ip4_src_addresses[index].as_u32;
586     }
587   else
588     {
589       index = tm->last_v6_address_rotor++;
590       if (tm->last_v6_address_rotor >= vec_len (tm->ip6_src_addresses))
591         tm->last_v6_address_rotor = 0;
592       clib_memcpy (&lcl_addr->ip6, &tm->ip6_src_addresses[index],
593                    sizeof (ip6_address_t));
594     }
595   port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_TCP, lcl_addr);
596   if (port < 1)
597     {
598       clib_warning ("Failed to allocate src port");
599       return -1;
600     }
601   *lcl_port = port;
602   return 0;
603 }
604
605 static int
606 tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
607 {
608   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
609   tcp_connection_t *tc;
610   ip46_address_t lcl_addr;
611   u16 lcl_port;
612   int rv;
613
614   /*
615    * Allocate local endpoint
616    */
617   if ((rmt->is_ip4 && vec_len (tm->ip4_src_addresses))
618       || (!rmt->is_ip4 && vec_len (tm->ip6_src_addresses)))
619     rv = tcp_alloc_custom_local_endpoint (tm, &lcl_addr, &lcl_port,
620                                           rmt->is_ip4);
621   else
622     rv = transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_TCP,
623                                          rmt, &lcl_addr, &lcl_port);
624
625   if (rv)
626     return -1;
627
628   /*
629    * Create connection and send SYN
630    */
631   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
632   tc = tcp_half_open_connection_new ();
633   ip_copy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, rmt->is_ip4);
634   ip_copy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, rmt->is_ip4);
635   tc->c_rmt_port = rmt->port;
636   tc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
637   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
638   tc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
639   tc->c_fib_index = rmt->fib_index;
640   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
641   tcp_connection_timers_init (tc);
642
643   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OPEN, tc);
644   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
645   tcp_init_snd_vars (tc);
646   tcp_send_syn (tc);
647   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
648
649   return tc->c_c_index;
650 }
651
652 static int
653 tcp_session_open (transport_endpoint_t * tep)
654 {
655   return tcp_connection_open (tep);
656 }
657
658 const char *tcp_dbg_evt_str[] = {
659 #define _(sym, str) str,
660   foreach_tcp_dbg_evt
661 #undef _
662 };
663
664 const char *tcp_fsm_states[] = {
665 #define _(sym, str) str,
666   foreach_tcp_fsm_state
667 #undef _
668 };
669
670 u8 *
671 format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
672 {
673   u32 state = va_arg (*args, u32);
674
675   if (state < TCP_N_STATES)
676     s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[state]);
677   else
678     s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", state, state);
679   return s;
680 }
681
682 const char *tcp_connection_flags_str[] = {
683 #define _(sym, str) str,
684   foreach_tcp_connection_flag
685 #undef _
686 };
687
688 static u8 *
689 format_tcp_connection_flags (u8 * s, va_list * args)
690 {
691   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
692   int i, last = -1;
693
694   for (i = 0; i < TCP_CONN_N_FLAG_BITS; i++)
695     if (tc->flags & (1 << i))
696       last = i;
697   for (i = 0; i < last; i++)
698     {
699       if (tc->flags & (1 << i))
700         s = format (s, "%s, ", tcp_connection_flags_str[i]);
701     }
702   if (last >= 0)
703     s = format (s, "%s", tcp_connection_flags_str[last]);
704   return s;
705 }
706
707 const char *tcp_conn_timers[] = {
708 #define _(sym, str) str,
709   foreach_tcp_timer
710 #undef _
711 };
712
713 static u8 *
714 format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
715 {
716   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
717   int i, last = -1;
718
719   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
720     if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
721       last = i;
722
723   s = format (s, "[");
724   for (i = 0; i < last; i++)
725     {
726       if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
727         s = format (s, "%s,", tcp_conn_timers[i]);
728     }
729
730   if (last >= 0)
731     s = format (s, "%s]", tcp_conn_timers[i]);
732   else
733     s = format (s, "]");
734
735   return s;
736 }
737
738 static u8 *
739 format_tcp_congestion_status (u8 * s, va_list * args)
740 {
741   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
742   if (tcp_in_recovery (tc))
743     s = format (s, "recovery");
744   else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
745     s = format (s, "fastrecovery");
746   else
747     s = format (s, "none");
748   return s;
749 }
750
751 static i32
752 tcp_rcv_wnd_available (tcp_connection_t * tc)
753 {
754   return (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
755 }
756
757 static u8 *
758 format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
759 {
760   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
761   s = format (s, " flags: %U timers: %U\n", format_tcp_connection_flags, tc,
762               format_tcp_timers, tc);
763   s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
764               tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
765               tc->snd_una_max - tc->iss);
766   s = format (s, " rcv_nxt %u rcv_las %u\n",
767               tc->rcv_nxt - tc->irs, tc->rcv_las - tc->irs);
768   s = format (s, " snd_wnd %u rcv_wnd %u snd_wl1 %u snd_wl2 %u\n",
769               tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->snd_wl1 - tc->irs,
770               tc->snd_wl2 - tc->iss);
771   s = format (s, " flight size %u out space %u cc space %u rcv_wnd_av %u\n",
772               tcp_flight_size (tc), tcp_available_output_snd_space (tc),
773               tcp_available_cc_snd_space (tc), tcp_rcv_wnd_available (tc));
774   s = format (s, " cong %U ", format_tcp_congestion_status, tc);
775   s = format (s, "cwnd %u ssthresh %u rtx_bytes %u bytes_acked %u\n",
776               tc->cwnd, tc->ssthresh, tc->snd_rxt_bytes, tc->bytes_acked);
777   s = format (s, " prev_ssthresh %u snd_congestion %u dupack %u",
778               tc->prev_ssthresh, tc->snd_congestion - tc->iss,
779               tc->rcv_dupacks);
780   s = format (s, " limited_transmit %u\n", tc->limited_transmit - tc->iss);
781   s = format (s, " tsecr %u tsecr_last_ack %u\n", tc->rcv_opts.tsecr,
782               tc->tsecr_last_ack);
783   s = format (s, " rto %u rto_boff %u srtt %u rttvar %u rtt_ts %u ", tc->rto,
784               tc->rto_boff, tc->srtt, tc->rttvar, tc->rtt_ts);
785   s = format (s, "rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq);
786   s = format (s, " tsval_recent %u tsval_recent_age %u\n", tc->tsval_recent,
787               tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
788   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
789     s = format (s, " scoreboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb,
790                 tc);
791   if (vec_len (tc->snd_sacks))
792     s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
793
794   return s;
795 }
796
797 static u8 *
798 format_tcp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
799 {
800   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
801   if (!tc)
802     return s;
803   if (tc->c_is_ip4)
804     {
805       s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index, "T",
806                   format_ip4_address, &tc->c_lcl_ip4,
807                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip4_address,
808                   &tc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
809     }
810   else
811     {
812       s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index, "T",
813                   format_ip6_address, &tc->c_lcl_ip6,
814                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip6_address,
815                   &tc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
816     }
817
818   return s;
819 }
820
821 u8 *
822 format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
823 {
824   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
825   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
826
827   if (!tc)
828     return s;
829   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
830   if (verbose)
831     {
832       s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
833       if (verbose > 1)
834         s = format (s, "\n%U", format_tcp_vars, tc);
835     }
836
837   return s;
838 }
839
840 static u8 *
841 format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
842 {
843   u32 tci = va_arg (*args, u32);
844   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
845   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
846   tcp_connection_t *tc;
847
848   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
849   if (tc)
850     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
851   else
852     s = format (s, "empty\n");
853   return s;
854 }
855
856 static u8 *
857 format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
858 {
859   u32 tci = va_arg (*args, u32);
860   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
861   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
862 }
863
864 static u8 *
865 format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
866 {
867   u32 tci = va_arg (*args, u32);
868   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
869   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
870 }
871
872 u8 *
873 format_tcp_sacks (u8 * s, va_list * args)
874 {
875   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
876   sack_block_t *sacks = tc->snd_sacks;
877   sack_block_t *block;
878   int i, len = 0;
879
880   len = vec_len (sacks);
881   for (i = 0; i < len - 1; i++)
882     {
883       block = &sacks[i];
884       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->irs,
885                   block->end - tc->irs);
886     }
887   if (len)
888     {
889       block = &sacks[len - 1];
890       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->irs,
891                   block->end - tc->irs);
892     }
893   return s;
894 }
895
896 u8 *
897 format_tcp_rcv_sacks (u8 * s, va_list * args)
898 {
899   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
900   sack_block_t *sacks = tc->rcv_opts.sacks;
901   sack_block_t *block;
902   int i, len = 0;
903
904   len = vec_len (sacks);
905   for (i = 0; i < len - 1; i++)
906     {
907       block = &sacks[i];
908       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->iss,
909                   block->end - tc->iss);
910     }
911   if (len)
912     {
913       block = &sacks[len - 1];
914       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->iss,
915                   block->end - tc->iss);
916     }
917   return s;
918 }
919
920 static u8 *
921 format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
922 {
923   sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
924   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
925   if (tc)
926     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start - tc->iss, hole->end - tc->iss);
927   else
928     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start, hole->end);
929   return s;
930 }
931
932 u8 *
933 format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
934 {
935   sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
936   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
937   sack_scoreboard_hole_t *hole;
938   s = format (s, "sacked_bytes %u last_sacked_bytes %u lost_bytes %u\n",
939               sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes);
940   s = format (s, " last_bytes_delivered %u high_sacked %u snd_una_adv %u\n",
941               sb->last_bytes_delivered, sb->high_sacked, sb->snd_una_adv);
942   s = format (s, " cur_rxt_hole %u high_rxt %u rescue_rxt %u",
943               sb->cur_rxt_hole, sb->high_rxt, sb->rescue_rxt);
944
945   hole = scoreboard_first_hole (sb);
946   if (hole)
947     s = format (s, "\n head %u tail %u holes:\n", sb->head, sb->tail);
948
949   while (hole)
950     {
951       s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole, tc);
952       hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
953     }
954
955   return s;
956 }
957
958 static transport_connection_t *
959 tcp_session_get_transport (u32 conn_index, u32 thread_index)
960 {
961   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
962   return &tc->connection;
963 }
964
965 static transport_connection_t *
966 tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
967 {
968   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
969   return &tc->connection;
970 }
971
972 /**
973  * Compute maximum segment size for session layer.
974  *
975  * Since the result needs to be the actual data length, it first computes
976  * the tcp options to be used in the next burst and subtracts their
977  * length from the connection's snd_mss.
978  */
979 static u16
980 tcp_session_send_mss (transport_connection_t * trans_conn)
981 {
982   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
983
984   /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
985    * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
986    * the current state of the connection. */
987   tcp_update_snd_mss (tc);
988
989   return tc->snd_mss;
990 }
991
992 always_inline u32
993 tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
994 {
995   if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
996     {
997       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
998     }
999
1000   /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
1001    * don't try at all */
1002   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
1003     return snd_space < tc->cwnd ? 0 : snd_space;
1004
1005   /* round down to mss multiple */
1006   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
1007 }
1008
1009 /**
1010  * Compute tx window session is allowed to fill.
1011  *
1012  * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
1013  * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
1014  * of snd_mss.
1015  *
1016  * @param tc tcp connection
1017  * @return number of bytes session is allowed to write
1018  */
1019 static u32
1020 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
1021 {
1022   int snd_space, snt_limited;
1023
1024   if (PREDICT_TRUE (tcp_in_cong_recovery (tc) == 0))
1025     {
1026       snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
1027
1028       /* If we haven't gotten dupacks or if we did and have gotten sacked
1029        * bytes then we can still send as per Limited Transmit (RFC3042) */
1030       if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks != 0
1031                          && (tcp_opts_sack_permitted (tc)
1032                              && tc->sack_sb.last_sacked_bytes == 0)))
1033         {
1034           if (tc->rcv_dupacks == 1 && tc->limited_transmit != tc->snd_nxt)
1035             tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
1036           ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
1037
1038           snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
1039           snd_space = clib_max (2 * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
1040         }
1041       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1042     }
1043
1044   if (tcp_in_recovery (tc))
1045     {
1046       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
1047       snd_space = tcp_available_snd_wnd (tc) - tc->snd_rxt_bytes
1048         - (tc->snd_una_max - tc->snd_congestion);
1049       if (snd_space <= 0 || (tc->snd_una_max - tc->snd_una) >= tc->snd_wnd)
1050         return 0;
1051       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1052     }
1053
1054   /* RFC 5681: When previously unsent data is available and the new value of
1055    * cwnd and the receiver's advertised window allow, a TCP SHOULD send 1*SMSS
1056    * bytes of previously unsent data. */
1057   if (tcp_in_fastrecovery (tc) && !tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
1058     {
1059       if (tcp_available_cc_snd_space (tc) < tc->snd_mss)
1060         return 0;
1061       tcp_fastrecovery_1_smss_on (tc);
1062       return tc->snd_mss;
1063     }
1064
1065   return 0;
1066 }
1067
1068 static u32
1069 tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
1070 {
1071   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1072   return clib_min (tcp_snd_space (tc),
1073                    tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
1074 }
1075
1076 static u32
1077 tcp_session_tx_fifo_offset (transport_connection_t * trans_conn)
1078 {
1079   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1080
1081   ASSERT (seq_geq (tc->snd_nxt, tc->snd_una));
1082
1083   /* This still works if fast retransmit is on */
1084   return (tc->snd_nxt - tc->snd_una);
1085 }
1086
1087 static void
1088 tcp_update_time (f64 now, u8 thread_index)
1089 {
1090   tcp_set_time_now (thread_index);
1091   tw_timer_expire_timers_16t_2w_512sl (&tcp_main.
1092                                        wrk_ctx[thread_index].timer_wheel,
1093                                        now);
1094   tcp_flush_frames_to_output (thread_index);
1095 }
1096
1097 static u32
1098 tcp_session_push_header (transport_connection_t * tconn, vlib_buffer_t * b)
1099 {
1100   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) tconn;
1101   return tcp_push_header (tc, b);
1102 }
1103
1104 /* *INDENT-OFF* */
1105 const static transport_proto_vft_t tcp_proto = {
1106   .enable = vnet_tcp_enable_disable,
1107   .bind = tcp_session_bind,
1108   .unbind = tcp_session_unbind,
1109   .push_header = tcp_session_push_header,
1110   .get_connection = tcp_session_get_transport,
1111   .get_listener = tcp_session_get_listener,
1112   .get_half_open = tcp_half_open_session_get_transport,
1113   .open = tcp_session_open,
1114   .close = tcp_session_close,
1115   .cleanup = tcp_session_cleanup,
1116   .send_mss = tcp_session_send_mss,
1117   .send_space = tcp_session_send_space,
1118   .update_time = tcp_update_time,
1119   .tx_fifo_offset = tcp_session_tx_fifo_offset,
1120   .format_connection = format_tcp_session,
1121   .format_listener = format_tcp_listener_session,
1122   .format_half_open = format_tcp_half_open_session,
1123   .tx_type = TRANSPORT_TX_PEEK,
1124   .service_type = TRANSPORT_SERVICE_VC,
1125 };
1126 /* *INDENT-ON* */
1127
1128 static void
1129 tcp_timer_keep_handler (u32 conn_index)
1130 {
1131   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1132   tcp_connection_t *tc;
1133
1134   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1135   tc->timers[TCP_TIMER_KEEP] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1136
1137   tcp_connection_close (tc);
1138 }
1139
1140 static void
1141 tcp_timer_establish_handler (u32 conn_index)
1142 {
1143   tcp_connection_t *tc;
1144
1145   tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
1146   if (tc)
1147     {
1148       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
1149       session_stream_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
1150       TCP_DBG ("establish pop: %U", format_tcp_connection, tc, 2);
1151     }
1152   else
1153     {
1154       tc = tcp_connection_get (conn_index, vlib_get_thread_index ());
1155       /* note: the connection may have already disappeared */
1156       if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
1157         return;
1158       TCP_DBG ("establish pop: %U", format_tcp_connection, tc, 2);
1159       ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD);
1160       /* Start cleanup. App wasn't notified yet so use delete notify as
1161        * opposed to delete to cleanup session layer state. */
1162       stream_session_delete_notify (&tc->connection);
1163     }
1164   tc->timers[TCP_TIMER_ESTABLISH] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1165   tcp_connection_cleanup (tc);
1166 }
1167
1168 static void
1169 tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index)
1170 {
1171   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1172   tcp_connection_t *tc;
1173
1174   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1175   if (!tc)
1176     return;
1177   tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1178
1179   /* Session didn't come back with a close(). Send FIN either way
1180    * and switch to LAST_ACK. */
1181   if (tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
1182     {
1183       if (tc->flags & TCP_CONN_FINSNT)
1184         {
1185           clib_warning ("FIN was sent and still in CLOSE WAIT. Weird!");
1186         }
1187
1188       tcp_send_fin (tc);
1189       tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
1190
1191       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1192       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
1193
1194       /* Don't delete the connection yet */
1195       return;
1196     }
1197
1198   tcp_connection_del (tc);
1199 }
1200
1201 /* *INDENT-OFF* */
1202 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1203 {
1204     tcp_timer_retransmit_handler,
1205     tcp_timer_delack_handler,
1206     tcp_timer_persist_handler,
1207     tcp_timer_keep_handler,
1208     tcp_timer_waitclose_handler,
1209     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1210     tcp_timer_establish_handler
1211 };
1212 /* *INDENT-ON* */
1213
1214 static void
1215 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1216 {
1217   int i;
1218   u32 connection_index, timer_id;
1219
1220   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1221     {
1222       /* Get session index and timer id */
1223       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1224       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1225
1226       TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1227
1228       /* Handle expiration */
1229       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (connection_index);
1230     }
1231 }
1232
1233 static void
1234 tcp_initialize_timer_wheels (tcp_main_t * tm)
1235 {
1236   tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *tw;
1237   /* *INDENT-OFF* */
1238   foreach_vlib_main (({
1239     tw = &tm->wrk_ctx[ii].timer_wheel;
1240     tw_timer_wheel_init_16t_2w_512sl (tw, tcp_expired_timers_dispatch,
1241                                       100e-3 /* timer period 100ms */ , ~0);
1242     tw->last_run_time = vlib_time_now (this_vlib_main);
1243   }));
1244   /* *INDENT-ON* */
1245 }
1246
1247 static clib_error_t *
1248 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1249 {
1250   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1251   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1252   clib_error_t *error = 0;
1253   u32 num_threads;
1254   int thread;
1255   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1256   u32 preallocated_connections_per_thread;
1257
1258   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1259     return error;
1260   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1261     return error;
1262   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1263     return error;
1264
1265   /*
1266    * Registrations
1267    */
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   /*
1273    * Initialize data structures
1274    */
1275
1276   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1277   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
1278
1279   /*
1280    * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1281    * use preallocated threads when running multi-core
1282    */
1283   if (num_threads == 1)
1284     {
1285       thread = 0;
1286       preallocated_connections_per_thread = tm->preallocated_connections;
1287     }
1288   else
1289     {
1290       thread = 1;
1291       preallocated_connections_per_thread =
1292         tm->preallocated_connections / (num_threads - 1);
1293     }
1294   for (; thread < num_threads; thread++)
1295     {
1296       if (preallocated_connections_per_thread)
1297         pool_init_fixed (tm->connections[thread],
1298                          preallocated_connections_per_thread);
1299     }
1300
1301   /*
1302    * Use a preallocated half-open connection pool?
1303    */
1304   if (tm->preallocated_half_open_connections)
1305     pool_init_fixed (tm->half_open_connections,
1306                      tm->preallocated_half_open_connections);
1307
1308   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
1309    * monotonically increasing timestamps. */
1310   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
1311     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
1312
1313   if (num_threads > 1)
1314     {
1315       clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
1316     }
1317
1318   vec_validate (tm->wrk_ctx, num_threads - 1);
1319   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
1320
1321   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_free_list_buffer_size
1322     (vm, VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
1323
1324   return error;
1325 }
1326
1327 clib_error_t *
1328 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1329 {
1330   if (is_en)
1331     {
1332       if (tcp_main.is_enabled)
1333         return 0;
1334
1335       return tcp_main_enable (vm);
1336     }
1337   else
1338     {
1339       tcp_main.is_enabled = 0;
1340     }
1341
1342   return 0;
1343 }
1344
1345 void
1346 tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
1347 {
1348   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1349   if (is_ip4)
1350     tm->punt_unknown4 = is_add;
1351   else
1352     tm->punt_unknown6 = is_add;
1353 }
1354
1355 static clib_error_t *
1356 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1357 {
1358   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1359   ip_main_t *im = &ip_main;
1360   ip_protocol_info_t *pi;
1361
1362   /* Session layer, and by implication tcp, are disabled by default */
1363   tm->is_enabled = 0;
1364
1365   /* Register with IP for header parsing */
1366   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1367   if (pi == 0)
1368     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1369   pi->format_header = format_tcp_header;
1370   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1371
1372   /* Register as transport with session layer */
1373   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1374                                FIB_PROTOCOL_IP4, tcp4_output_node.index);
1375   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1376                                FIB_PROTOCOL_IP6, tcp6_output_node.index);
1377
1378   tcp_api_reference ();
1379   return 0;
1380 }
1381
1382 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1383
1384 static clib_error_t *
1385 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1386 {
1387   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1388
1389   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1390     {
1391       if (unformat
1392           (input, "preallocated-connections %d",
1393            &tm->preallocated_connections))
1394         ;
1395       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
1396                          &tm->preallocated_half_open_connections))
1397         ;
1398       else if (unformat (input, "buffer-fail-fraction %f",
1399                          &tm->buffer_fail_fraction))
1400         ;
1401       else
1402         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1403                                   format_unformat_error, input);
1404     }
1405   return 0;
1406 }
1407
1408 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
1409
1410
1411 /**
1412  * \brief Configure an ipv4 source address range
1413  * @param vm vlib_main_t pointer
1414  * @param start first ipv4 address in the source address range
1415  * @param end last ipv4 address in the source address range
1416  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1417  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1418  */
1419
1420 int
1421 tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1422                                        ip4_address_t * start,
1423                                        ip4_address_t * end, u32 table_id)
1424 {
1425   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1426   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
1427   u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
1428   fib_prefix_t prefix;
1429   vnet_sw_interface_t *si;
1430   fib_node_index_t fei;
1431   u32 fib_index = 0;
1432   u32 sw_if_index;
1433   int rv;
1434   int vnet_proxy_arp_add_del (ip4_address_t * lo_addr,
1435                               ip4_address_t * hi_addr, u32 fib_index,
1436                               int is_del);
1437
1438   memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1439
1440   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
1441
1442   if (fib_index == ~0)
1443     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1444
1445   start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
1446   end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
1447
1448   /* sanity check for reversed args or some such */
1449   if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
1450     return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
1451
1452   /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
1453   prefix.fp_len = 32;
1454   prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1455   memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
1456
1457   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1458
1459   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1460   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1461     return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1462
1463   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1464
1465   /* Enable proxy arp on the interface */
1466   si = vnet_get_sw_interface (vnm, sw_if_index);
1467   si->flags |= VNET_SW_INTERFACE_FLAG_PROXY_ARP;
1468
1469   /* Configure proxy arp across the range */
1470   rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
1471
1472   if (rv)
1473     return rv;
1474
1475   do
1476     {
1477       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1478
1479       vec_add1 (tm->ip4_src_addresses, start[0]);
1480
1481       /* Add local adjacencies for the range */
1482
1483       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
1484                                NULL, &dpo);
1485       prefix.fp_len = 32;
1486       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1487       prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
1488
1489       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1490                                           &prefix,
1491                                           FIB_SOURCE_API,
1492                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1493       dpo_reset (&dpo);
1494
1495       start_host_byte_order++;
1496       start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
1497     }
1498   while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
1499
1500   return 0;
1501 }
1502
1503 /**
1504  * \brief Configure an ipv6 source address range
1505  * @param vm vlib_main_t pointer
1506  * @param start first ipv6 address in the source address range
1507  * @param end last ipv6 address in the source address range
1508  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1509  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1510  */
1511
1512 int
1513 tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1514                                        ip6_address_t * start,
1515                                        ip6_address_t * end, u32 table_id)
1516 {
1517   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1518   fib_prefix_t prefix;
1519   u32 fib_index = 0;
1520   fib_node_index_t fei;
1521   u32 sw_if_index;
1522
1523   memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1524
1525   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
1526
1527   if (fib_index == ~0)
1528     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1529
1530   while (1)
1531     {
1532       int i;
1533       ip6_address_t tmp;
1534       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1535
1536       /* Remember this address */
1537       vec_add1 (tm->ip6_src_addresses, start[0]);
1538
1539       /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
1540       prefix.fp_len = 128;
1541       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
1542       memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_address_t));
1543
1544       fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1545
1546       /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1547       if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1548         return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1549
1550       sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1551
1552       if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
1553         return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
1554
1555       /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
1556       ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
1557
1558       /* Add a receive adjacency for this address */
1559       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
1560                                NULL, &dpo);
1561
1562       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1563                                           &prefix,
1564                                           FIB_SOURCE_API,
1565                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1566       dpo_reset (&dpo);
1567
1568       /* Done with the entire range? */
1569       if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
1570         break;
1571
1572       /* Increment the address. DGMS. */
1573       tmp = start[0];
1574       for (i = 15; i >= 0; i--)
1575         {
1576           tmp.as_u8[i] += 1;
1577           if (tmp.as_u8[i] != 0)
1578             break;
1579         }
1580       start[0] = tmp;
1581     }
1582   return 0;
1583 }
1584
1585 static clib_error_t *
1586 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
1587                  unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1588 {
1589   ip4_address_t v4start, v4end;
1590   ip6_address_t v6start, v6end;
1591   u32 table_id = 0;
1592   int v4set = 0;
1593   int v6set = 0;
1594   int rv;
1595
1596   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1597     {
1598       if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
1599                     unformat_ip4_address, &v4end))
1600         v4set = 1;
1601       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
1602         {
1603           memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
1604           v4set = 1;
1605         }
1606       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
1607                          unformat_ip6_address, &v6end))
1608         v6set = 1;
1609       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
1610         {
1611           memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v6start));
1612           v6set = 1;
1613         }
1614       else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
1615         ;
1616       else
1617         break;
1618     }
1619
1620   if (!v4set && !v6set)
1621     return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
1622
1623   if (v4set)
1624     {
1625       rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
1626                                                   table_id);
1627       switch (rv)
1628         {
1629         case 0:
1630           break;
1631
1632         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
1633           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
1634
1635         case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
1636           return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
1637                                     format_ip4_address, &v4start,
1638                                     format_ip4_address, &v4end);
1639         default:
1640           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
1641           break;
1642         }
1643     }
1644   if (v6set)
1645     {
1646       rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
1647                                                   table_id);
1648       switch (rv)
1649         {
1650         case 0:
1651           break;
1652
1653         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
1654           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
1655
1656         default:
1657           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
1658           break;
1659         }
1660     }
1661   return 0;
1662 }
1663
1664 /* *INDENT-OFF* */
1665 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
1666 {
1667   .path = "tcp src-address",
1668   .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
1669   .function = tcp_src_address,
1670 };
1671 /* *INDENT-ON* */
1672
1673 static u8 *
1674 tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
1675 {
1676 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
1677
1678   scoreboard_trace_elt_t *block;
1679   int i = 0;
1680
1681   if (!sb->trace)
1682     return s;
1683
1684   s = format (s, "scoreboard trace:");
1685   vec_foreach (block, sb->trace)
1686   {
1687     s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
1688                 block->ack, block->snd_una_max, block->group);
1689     if ((++i % 3) == 0)
1690       s = format (s, "\n");
1691   }
1692   return s;
1693 #else
1694   return 0;
1695 #endif
1696 }
1697
1698 static clib_error_t *
1699 tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1700                               vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1701 {
1702   transport_connection_t *tconn = 0;
1703   tcp_connection_t *tc;
1704   u8 *s = 0;
1705   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1706     {
1707       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
1708                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
1709         ;
1710       else
1711         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1712                                   format_unformat_error, input);
1713     }
1714
1715   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
1716     {
1717       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
1718       return 0;
1719     }
1720
1721   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
1722   s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
1723   vlib_cli_output (vm, "%v", s);
1724   return 0;
1725 }
1726
1727 /* *INDENT-OFF* */
1728 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
1729 {
1730   .path = "show tcp scoreboard trace",
1731   .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
1732   .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
1733 };
1734 /* *INDENT-ON* */
1735
1736 u8 *
1737 tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
1738 {
1739   int i, trace_len;
1740   scoreboard_trace_elt_t *trace;
1741   u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
1742   tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
1743   sack_block_t *block;
1744
1745   if (!tc)
1746     return s;
1747
1748   memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
1749   tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
1750   scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
1751   dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
1752
1753 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
1754   trace = tc->sack_sb.trace;
1755   trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
1756 #else
1757   trace = 0;
1758   trace_len = 0;
1759 #endif
1760
1761   for (i = 0; i < trace_len; i++)
1762     {
1763       if (trace[i].ack != 0)
1764         {
1765           dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
1766           dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
1767         }
1768     }
1769
1770   left = 0;
1771   while (left < trace_len)
1772     {
1773       group = trace[left].group;
1774       vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
1775       has_new_ack = 0;
1776       while (trace[left].group == group)
1777         {
1778           if (trace[left].ack != 0)
1779             {
1780               if (verbose)
1781                 s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
1782                             trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
1783               dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
1784               next_ack = trace[left].ack;
1785               has_new_ack = 1;
1786             }
1787           else
1788             {
1789               if (verbose)
1790                 s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
1791                             trace[left].end);
1792               vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
1793               block->start = trace[left].start;
1794               block->end = trace[left].end;
1795             }
1796           left++;
1797         }
1798
1799       /* Push segments */
1800       tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
1801       if (has_new_ack)
1802         dummy_tc->snd_una = next_ack + dummy_tc->sack_sb.snd_una_adv;
1803
1804       if (verbose)
1805         s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
1806                     &dummy_tc->sack_sb);
1807
1808     }
1809   s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
1810
1811   return s;
1812 }
1813
1814 static clib_error_t *
1815 tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1816                          vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1817 {
1818   transport_connection_t *tconn = 0;
1819   tcp_connection_t *tc = 0;
1820   u8 *str = 0;
1821   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1822     {
1823       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
1824                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
1825         ;
1826       else
1827         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1828                                   format_unformat_error, input);
1829     }
1830
1831   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
1832     {
1833       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
1834       return 0;
1835     }
1836
1837   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
1838   if (!tc)
1839     {
1840       vlib_cli_output (vm, "connection not found");
1841       return 0;
1842     }
1843   str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
1844   vlib_cli_output (vm, "%v", str);
1845   return 0;
1846 }
1847
1848 /* *INDENT-OFF* */
1849 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
1850 {
1851   .path = "tcp replay scoreboard",
1852   .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
1853   .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
1854 };
1855 /* *INDENT-ON* */
1856
1857 static clib_error_t *
1858 show_tcp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
1859                   vlib_cli_command_t * cmd_arg)
1860 {
1861   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1862   if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1863     return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
1864                               input);
1865   vlib_cli_output (vm, "IPv4 TCP punt: %s",
1866                    tm->punt_unknown4 ? "enabled" : "disabled");
1867   vlib_cli_output (vm, "IPv6 TCP punt: %s",
1868                    tm->punt_unknown6 ? "enabled" : "disabled");
1869   return 0;
1870 }
1871 /* *INDENT-OFF* */
1872 VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
1873 {
1874   .path = "show tcp punt",
1875   .short_help = "show tcp punt",
1876   .function = show_tcp_punt_fn,
1877 };
1878 /* *INDENT-ON* */
1879
1880 /*
1881  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1882  *
1883  * Local Variables:
1884  * eval: (c-set-style "gnu")
1885  * End:
1886  */