session tcp: support pacer idle timeouts
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016-2019 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 #include <vnet/ethernet/arp.h>
29
30 tcp_main_t tcp_main;
31
32 typedef struct
33 {
34   fib_protocol_t nh_proto;
35   vnet_link_t link_type;
36   ip46_address_t ip;
37   u32 sw_if_index;
38   u8 is_add;
39 } tcp_add_del_adj_args_t;
40
41 static void
42 tcp_add_del_adj_cb (tcp_add_del_adj_args_t * args)
43 {
44   u32 ai;
45   if (args->is_add)
46     {
47       adj_nbr_add_or_lock (args->nh_proto, args->link_type, &args->ip,
48                            args->sw_if_index);
49     }
50   else
51     {
52       ai = adj_nbr_find (FIB_PROTOCOL_IP6, VNET_LINK_IP6, &args->ip,
53                          args->sw_if_index);
54       if (ai != ADJ_INDEX_INVALID)
55         adj_unlock (ai);
56     }
57 }
58
59 static void
60 tcp_add_del_adjacency (tcp_connection_t * tc, u8 is_add)
61 {
62   tcp_add_del_adj_args_t args = {
63     .nh_proto = FIB_PROTOCOL_IP6,
64     .link_type = VNET_LINK_IP6,
65     .ip = tc->c_rmt_ip,
66     .sw_if_index = tc->sw_if_index,
67     .is_add = is_add
68   };
69   vlib_rpc_call_main_thread (tcp_add_del_adj_cb, (u8 *) & args,
70                              sizeof (args));
71 }
72
73 static void
74 tcp_cc_init (tcp_connection_t * tc)
75 {
76   tc->cc_algo->init (tc);
77 }
78
79 static void
80 tcp_cc_cleanup (tcp_connection_t * tc)
81 {
82   if (tc->cc_algo->cleanup)
83     tc->cc_algo->cleanup (tc);
84 }
85
86 void
87 tcp_cc_algo_register (tcp_cc_algorithm_type_e type,
88                       const tcp_cc_algorithm_t * vft)
89 {
90   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
91   vec_validate (tm->cc_algos, type);
92
93   tm->cc_algos[type] = *vft;
94   hash_set_mem (tm->cc_algo_by_name, vft->name, type);
95 }
96
97 tcp_cc_algorithm_t *
98 tcp_cc_algo_get (tcp_cc_algorithm_type_e type)
99 {
100   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
101   return &tm->cc_algos[type];
102 }
103
104 tcp_cc_algorithm_type_e
105 tcp_cc_algo_new_type (const tcp_cc_algorithm_t * vft)
106 {
107   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
108   tcp_cc_algo_register (++tm->cc_last_type, vft);
109   return tm->cc_last_type;
110 }
111
112 static u32
113 tcp_connection_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
114 {
115   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
116   tcp_connection_t *listener;
117   void *iface_ip;
118
119   pool_get (tm->listener_pool, listener);
120   clib_memset (listener, 0, sizeof (*listener));
121
122   listener->c_c_index = listener - tm->listener_pool;
123   listener->c_lcl_port = lcl->port;
124
125   /* If we are provided a sw_if_index, bind using one of its ips */
126   if (ip_is_zero (&lcl->ip, 1) && lcl->sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
127     {
128       if ((iface_ip = ip_interface_get_first_ip (lcl->sw_if_index,
129                                                  lcl->is_ip4)))
130         ip_set (&lcl->ip, iface_ip, lcl->is_ip4);
131     }
132   ip_copy (&listener->c_lcl_ip, &lcl->ip, lcl->is_ip4);
133   listener->c_is_ip4 = lcl->is_ip4;
134   listener->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
135   listener->c_s_index = session_index;
136   listener->c_fib_index = lcl->fib_index;
137   listener->state = TCP_STATE_LISTEN;
138   listener->cc_algo = tcp_cc_algo_get (tcp_cfg.cc_algo);
139
140   tcp_connection_timers_init (listener);
141
142   TCP_EVT (TCP_EVT_BIND, listener);
143
144   return listener->c_c_index;
145 }
146
147 static u32
148 tcp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * tep)
149 {
150   return tcp_connection_bind (session_index, tep);
151 }
152
153 static void
154 tcp_connection_unbind (u32 listener_index)
155 {
156   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
157   tcp_connection_t *tc;
158
159   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
160
161   TCP_EVT (TCP_EVT_UNBIND, tc);
162
163   /* Poison the entry */
164   if (CLIB_DEBUG > 0)
165     clib_memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
166
167   pool_put_index (tm->listener_pool, listener_index);
168 }
169
170 static u32
171 tcp_session_unbind (u32 listener_index)
172 {
173   tcp_connection_unbind (listener_index);
174   return 0;
175 }
176
177 static transport_connection_t *
178 tcp_session_get_listener (u32 listener_index)
179 {
180   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
181   tcp_connection_t *tc;
182   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
183   return &tc->connection;
184 }
185
186 /**
187  * Cleanup half-open connection
188  *
189  */
190 static void
191 tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
192 {
193   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
194   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
195   if (CLIB_DEBUG)
196     clib_memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
197   pool_put (tm->half_open_connections, tc);
198   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
199 }
200
201 /**
202  * Try to cleanup half-open connection
203  *
204  * If called from a thread that doesn't own tc, the call won't have any
205  * effect.
206  *
207  * @param tc - connection to be cleaned up
208  * @return non-zero if cleanup failed.
209  */
210 int
211 tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
212 {
213   /* Make sure this is the owning thread */
214   if (tc->c_thread_index != vlib_get_thread_index ())
215     return 1;
216   tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
217   tcp_half_open_connection_del (tc);
218   return 0;
219 }
220
221 static tcp_connection_t *
222 tcp_half_open_connection_new (void)
223 {
224   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
225   tcp_connection_t *tc = 0;
226   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
227   pool_get (tm->half_open_connections, tc);
228   clib_memset (tc, 0, sizeof (*tc));
229   tc->c_c_index = tc - tm->half_open_connections;
230   return tc;
231 }
232
233 /**
234  * Cleans up connection state.
235  *
236  * No notifications.
237  */
238 void
239 tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
240 {
241   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
242
243   TCP_EVT (TCP_EVT_DELETE, tc);
244
245   /* Cleanup local endpoint if this was an active connect */
246   transport_endpoint_cleanup (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tc->c_lcl_ip,
247                               tc->c_lcl_port);
248
249   /* Check if connection is not yet fully established */
250   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
251     {
252       /* Try to remove the half-open connection. If this is not the owning
253        * thread, tc won't be removed. Retransmit or establish timers will
254        * eventually expire and call again cleanup on the right thread. */
255       if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
256         tc->flags |= TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE;
257     }
258   else
259     {
260       int thread_index = tc->c_thread_index;
261
262       /* Make sure all timers are cleared */
263       tcp_connection_timers_reset (tc);
264
265       if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
266         tcp_add_del_adjacency (tc, 0);
267
268       tcp_cc_cleanup (tc);
269       vec_free (tc->snd_sacks);
270       vec_free (tc->snd_sacks_fl);
271       vec_free (tc->rcv_opts.sacks);
272       pool_free (tc->sack_sb.holes);
273
274       if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
275         tcp_bt_cleanup (tc);
276
277       /* Poison the entry */
278       if (CLIB_DEBUG > 0)
279         clib_memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
280       pool_put (tm->connections[thread_index], tc);
281     }
282 }
283
284 /**
285  * Connection removal.
286  *
287  * This should be called only once connection enters CLOSED state. Note
288  * that it notifies the session of the removal event, so if the goal is to
289  * just remove the connection, call tcp_connection_cleanup instead.
290  */
291 void
292 tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
293 {
294   session_transport_delete_notify (&tc->connection);
295   tcp_connection_cleanup (tc);
296 }
297
298 tcp_connection_t *
299 tcp_connection_alloc (u8 thread_index)
300 {
301   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
302   tcp_connection_t *tc;
303
304   pool_get (tm->connections[thread_index], tc);
305   clib_memset (tc, 0, sizeof (*tc));
306   tc->c_c_index = tc - tm->connections[thread_index];
307   tc->c_thread_index = thread_index;
308   return tc;
309 }
310
311 tcp_connection_t *
312 tcp_connection_alloc_w_base (u8 thread_index, tcp_connection_t * base)
313 {
314   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
315   tcp_connection_t *tc;
316
317   pool_get (tm->connections[thread_index], tc);
318   clib_memcpy_fast (tc, base, sizeof (*tc));
319   tc->c_c_index = tc - tm->connections[thread_index];
320   tc->c_thread_index = thread_index;
321   return tc;
322 }
323
324 void
325 tcp_connection_free (tcp_connection_t * tc)
326 {
327   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
328   if (CLIB_DEBUG)
329     {
330       u8 thread_index = tc->c_thread_index;
331       clib_memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
332       pool_put (tm->connections[thread_index], tc);
333       return;
334     }
335   pool_put (tm->connections[tc->c_thread_index], tc);
336 }
337
338 /** Notify session that connection has been reset.
339  *
340  * Switch state to closed and wait for session to call cleanup.
341  */
342 void
343 tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
344 {
345   TCP_EVT (TCP_EVT_RST_RCVD, tc);
346   switch (tc->state)
347     {
348     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
349       /* Cleanup everything. App wasn't notified yet */
350       session_transport_delete_notify (&tc->connection);
351       tcp_connection_cleanup (tc);
352       break;
353     case TCP_STATE_SYN_SENT:
354       session_stream_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
355       tcp_connection_cleanup (tc);
356       break;
357     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
358       tcp_connection_timers_reset (tc);
359       /* Set the cleanup timer, in case the session layer/app don't
360        * cleanly close the connection */
361       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.closewait_time);
362       session_transport_reset_notify (&tc->connection);
363       tcp_cong_recovery_off (tc);
364       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
365       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
366       break;
367     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
368     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
369     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
370     case TCP_STATE_CLOSING:
371     case TCP_STATE_LAST_ACK:
372       tcp_connection_timers_reset (tc);
373       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.closewait_time);
374       tcp_cong_recovery_off (tc);
375       /* Make sure we mark the session as closed. In some states we may
376        * be still trying to send data */
377       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
378       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
379       break;
380     case TCP_STATE_CLOSED:
381     case TCP_STATE_TIME_WAIT:
382       break;
383     default:
384       TCP_DBG ("reset state: %u", tc->state);
385     }
386 }
387
388 /**
389  * Begin connection closing procedure.
390  *
391  * If at the end the connection is not in CLOSED state, it is not removed.
392  * Instead, we rely on on TCP to advance through state machine to either
393  * 1) LAST_ACK (passive close) whereby when the last ACK is received
394  * tcp_connection_del is called. This notifies session of the delete and
395  * calls cleanup.
396  * 2) TIME_WAIT (active close) whereby after 2MSL the 2MSL timer triggers
397  * and cleanup is called.
398  *
399  * N.B. Half-close connections are not supported
400  */
401 void
402 tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
403 {
404   TCP_EVT (TCP_EVT_CLOSE, tc);
405
406   /* Send/Program FIN if needed and switch state */
407   switch (tc->state)
408     {
409     case TCP_STATE_SYN_SENT:
410       /* Try to cleanup. If not on the right thread, mark as half-open done.
411        * Connection will be cleaned up when establish timer pops */
412       tcp_connection_cleanup (tc);
413       break;
414     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
415       tcp_connection_timers_reset (tc);
416       tcp_send_fin (tc);
417       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_FIN_WAIT_1);
418       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.finwait1_time);
419       break;
420     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
421       /* If closing with unread data, reset the connection */
422       if (transport_max_rx_dequeue (&tc->connection))
423         {
424           tcp_send_reset (tc);
425           tcp_connection_timers_reset (tc);
426           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
427           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.closewait_time);
428           session_transport_closed_notify (&tc->connection);
429           break;
430         }
431       if (!transport_max_tx_dequeue (&tc->connection))
432         tcp_send_fin (tc);
433       else
434         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
435       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_FIN_WAIT_1);
436       /* Set a timer in case the peer stops responding. Otherwise the
437        * connection will be stuck here forever. */
438       ASSERT (tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID);
439       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.finwait1_time);
440       break;
441     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
442       if (!transport_max_tx_dequeue (&tc->connection))
443         {
444           tcp_send_fin (tc);
445           tcp_connection_timers_reset (tc);
446           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_LAST_ACK);
447           tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.lastack_time);
448         }
449       else
450         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
451       break;
452     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
453       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.finwait1_time);
454       break;
455     case TCP_STATE_CLOSED:
456       tcp_connection_timers_reset (tc);
457       /* Delete connection but instead of doing it now wait until next
458        * dispatch cycle to give the session layer a chance to clear
459        * unhandled events */
460       tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
461       break;
462     default:
463       TCP_DBG ("state: %u", tc->state);
464     }
465 }
466
467 static void
468 tcp_session_close (u32 conn_index, u32 thread_index)
469 {
470   tcp_connection_t *tc;
471   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
472   tcp_connection_close (tc);
473 }
474
475 static void
476 tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
477 {
478   tcp_connection_t *tc;
479   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
480   if (!tc)
481     return;
482   tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
483   tcp_connection_cleanup (tc);
484 }
485
486 static void
487 tcp_session_reset (u32 conn_index, u32 thread_index)
488 {
489   tcp_connection_t *tc;
490   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
491   session_transport_closed_notify (&tc->connection);
492   tcp_send_reset (tc);
493   tcp_connection_timers_reset (tc);
494   tcp_cong_recovery_off (tc);
495   tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
496   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
497 }
498
499 /**
500  * Initialize all connection timers as invalid
501  */
502 void
503 tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc)
504 {
505   int i;
506
507   /* Set all to invalid */
508   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
509     {
510       tc->timers[i] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
511     }
512
513   tc->rto = TCP_RTO_INIT;
514 }
515
516 /**
517  * Stop all connection timers
518  */
519 void
520 tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc)
521 {
522   int i;
523   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
524     {
525       tcp_timer_reset (tc, i);
526     }
527 }
528
529 #if 0
530 typedef struct ip4_tcp_hdr
531 {
532   ip4_header_t ip;
533   tcp_header_t tcp;
534 } ip4_tcp_hdr_t;
535
536 typedef struct ip6_tcp_hdr
537 {
538   ip6_header_t ip;
539   tcp_header_t tcp;
540 } ip6_tcp_hdr_t;
541
542 static void
543 tcp_connection_select_lb_bucket (tcp_connection_t * tc, const dpo_id_t * dpo,
544                                  dpo_id_t * result)
545 {
546   const dpo_id_t *choice;
547   load_balance_t *lb;
548   int hash;
549
550   lb = load_balance_get (dpo->dpoi_index);
551   if (tc->c_is_ip4)
552     {
553       ip4_tcp_hdr_t hdr;
554       clib_memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
555       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
556       hdr.ip.address_pair.src.as_u32 = tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32;
557       hdr.ip.address_pair.dst.as_u32 = tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
558       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
559       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
560       hash = ip4_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
561     }
562   else
563     {
564       ip6_tcp_hdr_t hdr;
565       clib_memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
566       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
567       clib_memcpy_fast (&hdr.ip.src_address, &tc->c_lcl_ip.ip6,
568                         sizeof (ip6_address_t));
569       clib_memcpy_fast (&hdr.ip.dst_address, &tc->c_rmt_ip.ip6,
570                         sizeof (ip6_address_t));
571       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
572       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
573       hash = ip6_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
574     }
575   choice = load_balance_get_bucket_i (lb, hash & lb->lb_n_buckets_minus_1);
576   dpo_copy (result, choice);
577 }
578
579 fib_node_index_t
580 tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
581 {
582   fib_prefix_t prefix;
583   u32 fib_index;
584
585   clib_memcpy_fast (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
586   prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
587   prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
588   fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_fib_index);
589   return fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
590 }
591
592 static int
593 tcp_connection_stack_on_fib_entry (tcp_connection_t * tc)
594 {
595   dpo_id_t choice = DPO_INVALID;
596   u32 output_node_index;
597   fib_entry_t *fe;
598
599   fe = fib_entry_get (tc->c_rmt_fei);
600   if (fe->fe_lb.dpoi_type != DPO_LOAD_BALANCE)
601     return -1;
602
603   tcp_connection_select_lb_bucket (tc, &fe->fe_lb, &choice);
604
605   output_node_index =
606     tc->c_is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
607   dpo_stack_from_node (output_node_index, &tc->c_rmt_dpo, &choice);
608   return 0;
609 }
610
611 /** Stack tcp connection on peer's fib entry.
612  *
613  * This ultimately populates the dpo the connection will use to send packets.
614  */
615 static void
616 tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
617 {
618   tc->c_rmt_fei = tcp_lookup_rmt_in_fib (tc);
619
620   ASSERT (tc->c_rmt_fei != FIB_NODE_INDEX_INVALID);
621
622   tcp_connection_stack_on_fib_entry (tc);
623 }
624 #endif /* 0 */
625
626 /**
627  * Generate random iss as per rfc6528
628  */
629 static u32
630 tcp_generate_random_iss (tcp_connection_t * tc)
631 {
632   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
633   u64 tmp;
634
635   if (tc->c_is_ip4)
636     tmp = (u64) tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32 << 32 | (u64) tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
637   else
638     tmp = tc->c_lcl_ip.ip6.as_u64[0] ^ tc->c_lcl_ip.ip6.as_u64[1]
639       ^ tc->c_rmt_ip.ip6.as_u64[0] ^ tc->c_rmt_ip.ip6.as_u64[1];
640
641   tmp ^= tm->iss_seed.first | ((u64) tc->c_lcl_port << 16 | tc->c_rmt_port);
642   tmp ^= tm->iss_seed.second;
643   tmp = clib_xxhash (tmp) + clib_cpu_time_now ();
644   return ((tmp >> 32) ^ (tmp & 0xffffffff));
645 }
646
647 /**
648  * Initialize max segment size we're able to process.
649  *
650  * The value is constrained by the output interface's MTU and by the size
651  * of the IP and TCP headers (see RFC6691). It is also what we advertise
652  * to our peer.
653  */
654 static void
655 tcp_init_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
656 {
657   u8 ip_hdr_len;
658
659   ip_hdr_len = tc->c_is_ip4 ? sizeof (ip4_header_t) : sizeof (ip6_header_t);
660   tc->mss = tcp_cfg.default_mtu - sizeof (tcp_header_t) - ip_hdr_len;
661 }
662
663 static void
664 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
665 {
666   u16 default_min_mss = 536;
667
668   tcp_init_rcv_mss (tc);
669
670   /* TODO consider PMTU discovery */
671   tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
672
673   if (tc->snd_mss < 45)
674     {
675       /* Assume that at least the min default mss works */
676       tc->snd_mss = default_min_mss;
677       tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
678     }
679
680   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
681   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
682
683   /* If we use timestamp option, account for it */
684   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
685     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP;
686 }
687
688 /**
689  * Initialize connection send variables.
690  */
691 void
692 tcp_init_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
693 {
694   /*
695    * We use the time to randomize iss and for setting up the initial
696    * timestamp. Make sure it's updated otherwise syn and ack in the
697    * handshake may make it look as if time has flown in the opposite
698    * direction for us.
699    */
700   tcp_set_time_now (tcp_get_worker (vlib_get_thread_index ()));
701
702   tcp_init_rcv_mss (tc);
703   tc->iss = tcp_generate_random_iss (tc);
704   tc->snd_una = tc->iss;
705   tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
706   tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
707   tc->srtt = 100;               /* 100 ms */
708 }
709
710 void
711 tcp_enable_pacing (tcp_connection_t * tc)
712 {
713   u32 byte_rate;
714   byte_rate = tc->cwnd / (tc->srtt * TCP_TICK);
715   transport_connection_tx_pacer_init (&tc->connection, byte_rate, tc->cwnd);
716   tc->mrtt_us = (u32) ~ 0;
717 }
718
719 /** Initialize tcp connection variables
720  *
721  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
722  * a SYNACK, such that connection options have already been exchanged. */
723 void
724 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
725 {
726   tcp_connection_timers_init (tc);
727   tcp_init_mss (tc);
728   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
729   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
730     tcp_init_snd_vars (tc);
731
732   tcp_cc_init (tc);
733
734   if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
735     tcp_add_del_adjacency (tc, 1);
736
737   /*  tcp_connection_fib_attach (tc); */
738
739   if (transport_connection_is_tx_paced (&tc->connection)
740       || tcp_cfg.enable_tx_pacing)
741     tcp_enable_pacing (tc);
742
743   if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
744     tcp_bt_init (tc);
745
746   if (!tcp_cfg.allow_tso)
747     tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_TSO;
748
749   tc->start_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
750 }
751
752 static int
753 tcp_alloc_custom_local_endpoint (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * lcl_addr,
754                                  u16 * lcl_port, u8 is_ip4)
755 {
756   int index, port;
757   if (is_ip4)
758     {
759       index = tm->last_v4_addr_rotor++;
760       if (tm->last_v4_addr_rotor >= vec_len (tcp_cfg.ip4_src_addrs))
761         tm->last_v4_addr_rotor = 0;
762       lcl_addr->ip4.as_u32 = tcp_cfg.ip4_src_addrs[index].as_u32;
763     }
764   else
765     {
766       index = tm->last_v6_addr_rotor++;
767       if (tm->last_v6_addr_rotor >= vec_len (tcp_cfg.ip6_src_addrs))
768         tm->last_v6_addr_rotor = 0;
769       clib_memcpy_fast (&lcl_addr->ip6, &tcp_cfg.ip6_src_addrs[index],
770                         sizeof (ip6_address_t));
771     }
772   port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_TCP, lcl_addr);
773   if (port < 1)
774     {
775       clib_warning ("Failed to allocate src port");
776       return -1;
777     }
778   *lcl_port = port;
779   return 0;
780 }
781
782 static int
783 tcp_session_open (transport_endpoint_cfg_t * rmt)
784 {
785   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
786   tcp_connection_t *tc;
787   ip46_address_t lcl_addr;
788   u16 lcl_port;
789   int rv;
790
791   /*
792    * Allocate local endpoint
793    */
794   if ((rmt->is_ip4 && vec_len (tcp_cfg.ip4_src_addrs))
795       || (!rmt->is_ip4 && vec_len (tcp_cfg.ip6_src_addrs)))
796     rv = tcp_alloc_custom_local_endpoint (tm, &lcl_addr, &lcl_port,
797                                           rmt->is_ip4);
798   else
799     rv = transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_TCP,
800                                          rmt, &lcl_addr, &lcl_port);
801
802   if (rv)
803     return -1;
804
805   /*
806    * Create connection and send SYN
807    */
808   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
809   tc = tcp_half_open_connection_new ();
810   ip_copy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, rmt->is_ip4);
811   ip_copy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, rmt->is_ip4);
812   tc->c_rmt_port = rmt->port;
813   tc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
814   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
815   tc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
816   tc->c_fib_index = rmt->fib_index;
817   tc->cc_algo = tcp_cc_algo_get (tcp_cfg.cc_algo);
818   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
819   tcp_connection_timers_init (tc);
820
821   TCP_EVT (TCP_EVT_OPEN, tc);
822   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
823   tcp_init_snd_vars (tc);
824   tcp_send_syn (tc);
825   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
826
827   return tc->c_c_index;
828 }
829
830 const char *tcp_fsm_states[] = {
831 #define _(sym, str) str,
832   foreach_tcp_fsm_state
833 #undef _
834 };
835
836 u8 *
837 format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
838 {
839   u32 state = va_arg (*args, u32);
840
841   if (state < TCP_N_STATES)
842     s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[state]);
843   else
844     s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", state, state);
845   return s;
846 }
847
848 const char *tcp_cfg_flags_str[] = {
849 #define _(sym, str) str,
850   foreach_tcp_cfg_flag
851 #undef _
852 };
853
854 static u8 *
855 format_tcp_cfg_flags (u8 * s, va_list * args)
856 {
857   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
858   int i, last = -1;
859
860   for (i = 0; i < TCP_CFG_N_FLAG_BITS; i++)
861     if (tc->cfg_flags & (1 << i))
862       last = i;
863   for (i = 0; i < last; i++)
864     {
865       if (tc->cfg_flags & (1 << i))
866         s = format (s, "%s, ", tcp_cfg_flags_str[i]);
867     }
868   if (last >= 0)
869     s = format (s, "%s", tcp_cfg_flags_str[last]);
870   return s;
871 }
872
873 const char *tcp_connection_flags_str[] = {
874 #define _(sym, str) str,
875   foreach_tcp_connection_flag
876 #undef _
877 };
878
879 static u8 *
880 format_tcp_connection_flags (u8 * s, va_list * args)
881 {
882   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
883   int i, last = -1;
884
885   for (i = 0; i < TCP_CONN_N_FLAG_BITS; i++)
886     if (tc->flags & (1 << i))
887       last = i;
888   for (i = 0; i < last; i++)
889     {
890       if (tc->flags & (1 << i))
891         s = format (s, "%s, ", tcp_connection_flags_str[i]);
892     }
893   if (last >= 0)
894     s = format (s, "%s", tcp_connection_flags_str[last]);
895   return s;
896 }
897
898 const char *tcp_conn_timers[] = {
899 #define _(sym, str) str,
900   foreach_tcp_timer
901 #undef _
902 };
903
904 static u8 *
905 format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
906 {
907   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
908   int i, last = -1;
909
910   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
911     if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
912       last = i;
913
914   for (i = 0; i < last; i++)
915     {
916       if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
917         s = format (s, "%s,", tcp_conn_timers[i]);
918     }
919
920   if (last >= 0)
921     s = format (s, "%s", tcp_conn_timers[i]);
922
923   return s;
924 }
925
926 static u8 *
927 format_tcp_congestion_status (u8 * s, va_list * args)
928 {
929   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
930   if (tcp_in_recovery (tc))
931     s = format (s, "recovery");
932   else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
933     s = format (s, "fastrecovery");
934   else
935     s = format (s, "none");
936   return s;
937 }
938
939 static i32
940 tcp_rcv_wnd_available (tcp_connection_t * tc)
941 {
942   return (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
943 }
944
945 static u8 *
946 format_tcp_congestion (u8 * s, va_list * args)
947 {
948   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
949   u32 indent = format_get_indent (s), prr_space = 0;
950
951   s = format (s, "%U ", format_tcp_congestion_status, tc);
952   s = format (s, "algo %s cwnd %u ssthresh %u bytes_acked %u\n",
953               tc->cc_algo->name, tc->cwnd, tc->ssthresh, tc->bytes_acked);
954   s = format (s, "%Ucc space %u prev_cwnd %u prev_ssthresh %u\n",
955               format_white_space, indent, tcp_available_cc_snd_space (tc),
956               tc->prev_cwnd, tc->prev_ssthresh);
957   s = format (s, "%Usnd_cong %u dupack %u limited_tx %u\n",
958               format_white_space, indent, tc->snd_congestion - tc->iss,
959               tc->rcv_dupacks, tc->limited_transmit - tc->iss);
960   s = format (s, "%Urxt_bytes %u rxt_delivered %u rxt_head %u rxt_ts %u\n",
961               format_white_space, indent, tc->snd_rxt_bytes,
962               tc->rxt_delivered, tc->rxt_head - tc->iss,
963               tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index) - tc->snd_rxt_ts);
964   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
965     prr_space = tcp_fastrecovery_prr_snd_space (tc);
966   s = format (s, "%Uprr_start %u prr_delivered %u prr space %u\n",
967               format_white_space, indent, tc->prr_start - tc->iss,
968               tc->prr_delivered, prr_space);
969   return s;
970 }
971
972 static u8 *
973 format_tcp_stats (u8 * s, va_list * args)
974 {
975   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
976   u32 indent = format_get_indent (s);
977   s = format (s, "in segs %lu dsegs %lu bytes %lu dupacks %u\n",
978               tc->segs_in, tc->data_segs_in, tc->bytes_in, tc->dupacks_in);
979   s = format (s, "%Uout segs %lu dsegs %lu bytes %lu dupacks %u\n",
980               format_white_space, indent, tc->segs_out,
981               tc->data_segs_out, tc->bytes_out, tc->dupacks_out);
982   s = format (s, "%Ufr %u tr %u rxt segs %lu bytes %lu duration %.3f\n",
983               format_white_space, indent, tc->fr_occurences,
984               tc->tr_occurences, tc->segs_retrans, tc->bytes_retrans,
985               tcp_time_now_us (tc->c_thread_index) - tc->start_ts);
986   s = format (s, "%Uerr wnd data below %u above %u ack below %u above %u",
987               format_white_space, indent, tc->errors.below_data_wnd,
988               tc->errors.above_data_wnd, tc->errors.below_ack_wnd,
989               tc->errors.above_ack_wnd);
990   return s;
991 }
992
993 static u8 *
994 format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
995 {
996   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
997   s = format (s, " index: %u cfg: %U flags: %U timers: %U\n", tc->c_c_index,
998               format_tcp_cfg_flags, tc, format_tcp_connection_flags, tc,
999               format_tcp_timers, tc);
1000   s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
1001               tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
1002               tc->snd_una_max - tc->iss);
1003   s = format (s, " rcv_nxt %u rcv_las %u\n",
1004               tc->rcv_nxt - tc->irs, tc->rcv_las - tc->irs);
1005   s = format (s, " snd_wnd %u rcv_wnd %u rcv_wscale %u ",
1006               tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->rcv_wscale);
1007   s = format (s, "snd_wl1 %u snd_wl2 %u\n", tc->snd_wl1 - tc->irs,
1008               tc->snd_wl2 - tc->iss);
1009   s = format (s, " flight size %u out space %u rcv_wnd_av %u",
1010               tcp_flight_size (tc), tcp_available_output_snd_space (tc),
1011               tcp_rcv_wnd_available (tc));
1012   s = format (s, " tsval_recent %u\n", tc->tsval_recent);
1013   s = format (s, " tsecr %u tsecr_last_ack %u tsval_recent_age %u",
1014               tc->rcv_opts.tsecr, tc->tsecr_last_ack,
1015               tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
1016   s = format (s, " snd_mss %u\n", tc->snd_mss);
1017   s = format (s, " rto %u rto_boff %u srtt %u us %.3f rttvar %u rtt_ts %.4f",
1018               tc->rto, tc->rto_boff, tc->srtt, tc->mrtt_us * 1000, tc->rttvar,
1019               tc->rtt_ts);
1020   s = format (s, " rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq - tc->iss);
1021   s = format (s, " next_node %u opaque 0x%x\n", tc->next_node_index,
1022               tc->next_node_opaque);
1023   s = format (s, " cong:   %U", format_tcp_congestion, tc);
1024
1025   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1026     {
1027       s = format (s, " sboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb,
1028                   tc);
1029       s = format (s, " stats: %U\n", format_tcp_stats, tc);
1030     }
1031   if (vec_len (tc->snd_sacks))
1032     s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
1033
1034   return s;
1035 }
1036
1037 static u8 *
1038 format_tcp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
1039 {
1040   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1041   if (!tc)
1042     return s;
1043   if (tc->c_is_ip4)
1044     {
1045       s = format (s, "[%d:%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index,
1046                   tc->c_s_index, "T", format_ip4_address, &tc->c_lcl_ip4,
1047                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip4_address,
1048                   &tc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
1049     }
1050   else
1051     {
1052       s = format (s, "[%d:%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index,
1053                   tc->c_s_index, "T", format_ip6_address, &tc->c_lcl_ip6,
1054                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip6_address,
1055                   &tc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
1056     }
1057
1058   return s;
1059 }
1060
1061 u8 *
1062 format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
1063 {
1064   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1065   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
1066
1067   if (!tc)
1068     return s;
1069   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
1070   if (verbose)
1071     {
1072       s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
1073       if (verbose > 1)
1074         s = format (s, "\n%U", format_tcp_vars, tc);
1075     }
1076
1077   return s;
1078 }
1079
1080 static u8 *
1081 format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
1082 {
1083   u32 tci = va_arg (*args, u32);
1084   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
1085   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
1086   tcp_connection_t *tc;
1087
1088   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
1089   if (tc)
1090     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
1091   else
1092     s = format (s, "empty\n");
1093   return s;
1094 }
1095
1096 static u8 *
1097 format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
1098 {
1099   u32 tci = va_arg (*args, u32);
1100   u32 __clib_unused thread_index = va_arg (*args, u32);
1101   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
1102   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
1103   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
1104   if (verbose)
1105     s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
1106   return s;
1107 }
1108
1109 static u8 *
1110 format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
1111 {
1112   u32 tci = va_arg (*args, u32);
1113   u32 __clib_unused thread_index = va_arg (*args, u32);
1114   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
1115   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
1116 }
1117
1118 u8 *
1119 format_tcp_sacks (u8 * s, va_list * args)
1120 {
1121   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1122   sack_block_t *sacks = tc->snd_sacks;
1123   sack_block_t *block;
1124   int i, len = 0;
1125
1126   len = vec_len (sacks);
1127   for (i = 0; i < len - 1; i++)
1128     {
1129       block = &sacks[i];
1130       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->irs,
1131                   block->end - tc->irs);
1132     }
1133   if (len)
1134     {
1135       block = &sacks[len - 1];
1136       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->irs,
1137                   block->end - tc->irs);
1138     }
1139   return s;
1140 }
1141
1142 u8 *
1143 format_tcp_rcv_sacks (u8 * s, va_list * args)
1144 {
1145   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1146   sack_block_t *sacks = tc->rcv_opts.sacks;
1147   sack_block_t *block;
1148   int i, len = 0;
1149
1150   len = vec_len (sacks);
1151   for (i = 0; i < len - 1; i++)
1152     {
1153       block = &sacks[i];
1154       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->iss,
1155                   block->end - tc->iss);
1156     }
1157   if (len)
1158     {
1159       block = &sacks[len - 1];
1160       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->iss,
1161                   block->end - tc->iss);
1162     }
1163   return s;
1164 }
1165
1166 static u8 *
1167 format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
1168 {
1169   sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
1170   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1171   if (tc)
1172     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start - tc->iss, hole->end - tc->iss);
1173   else
1174     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start, hole->end);
1175   return s;
1176 }
1177
1178 u8 *
1179 format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
1180 {
1181   sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
1182   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1183   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1184   u32 indent = format_get_indent (s);
1185
1186   s = format (s, "sacked %u last_sacked %u lost %u last_lost %u"
1187               " rxt_sacked %u\n",
1188               sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes,
1189               sb->last_lost_bytes, sb->rxt_sacked);
1190   s = format (s, "%Ulast_delivered %u high_sacked %u is_reneging %u\n",
1191               format_white_space, indent, sb->last_bytes_delivered,
1192               sb->high_sacked - tc->iss, sb->is_reneging);
1193   s = format (s, "%Ucur_rxt_hole %u high_rxt %u rescue_rxt %u",
1194               format_white_space, indent, sb->cur_rxt_hole,
1195               sb->high_rxt - tc->iss, sb->rescue_rxt - tc->iss);
1196
1197   hole = scoreboard_first_hole (sb);
1198   if (hole)
1199     s = format (s, "\n%Uhead %u tail %u %u holes:\n%U", format_white_space,
1200                 indent, sb->head, sb->tail, pool_elts (sb->holes),
1201                 format_white_space, indent);
1202
1203   while (hole)
1204     {
1205       s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole, tc);
1206       hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
1207     }
1208
1209   return s;
1210 }
1211
1212 static transport_connection_t *
1213 tcp_session_get_transport (u32 conn_index, u32 thread_index)
1214 {
1215   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1216   if (PREDICT_FALSE (!tc))
1217     return 0;
1218   return &tc->connection;
1219 }
1220
1221 static transport_connection_t *
1222 tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
1223 {
1224   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
1225   return &tc->connection;
1226 }
1227
1228 static u16
1229 tcp_session_cal_goal_size (tcp_connection_t * tc)
1230 {
1231   u16 goal_size = tc->snd_mss;
1232
1233   goal_size = TCP_MAX_GSO_SZ - tc->snd_mss % TCP_MAX_GSO_SZ;
1234   goal_size = clib_min (goal_size, tc->snd_wnd / 2);
1235
1236   return goal_size > tc->snd_mss ? goal_size : tc->snd_mss;
1237 }
1238
1239 /**
1240  * Compute maximum segment size for session layer.
1241  *
1242  * Since the result needs to be the actual data length, it first computes
1243  * the tcp options to be used in the next burst and subtracts their
1244  * length from the connection's snd_mss.
1245  */
1246 static u16
1247 tcp_session_send_mss (transport_connection_t * trans_conn)
1248 {
1249   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1250
1251   /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
1252    * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
1253    * the current state of the connection. */
1254   tcp_update_burst_snd_vars (tc);
1255
1256   if (PREDICT_FALSE (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_TSO))
1257     return tcp_session_cal_goal_size (tc);
1258
1259   return tc->snd_mss;
1260 }
1261
1262 always_inline u32
1263 tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
1264 {
1265   if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
1266     {
1267       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
1268     }
1269
1270   /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
1271    * don't try at all */
1272   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
1273     return snd_space < tc->cwnd ? 0 : snd_space;
1274
1275   /* round down to mss multiple */
1276   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
1277 }
1278
1279 /**
1280  * Compute tx window session is allowed to fill.
1281  *
1282  * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
1283  * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
1284  * of snd_mss.
1285  *
1286  * @param tc tcp connection
1287  * @return number of bytes session is allowed to write
1288  */
1289 static inline u32
1290 tcp_snd_space_inline (tcp_connection_t * tc)
1291 {
1292   int snd_space;
1293
1294   if (PREDICT_FALSE (tcp_in_fastrecovery (tc)
1295                      || tc->state == TCP_STATE_CLOSED))
1296     return 0;
1297
1298   snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
1299
1300   /* If we got dupacks or sacked bytes but we're not yet in recovery, try
1301    * to force the peer to send enough dupacks to start retransmitting as
1302    * per Limited Transmit (RFC3042)
1303    */
1304   if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks != 0 || tc->sack_sb.sacked_bytes))
1305     {
1306       if (tc->limited_transmit != tc->snd_nxt
1307           && (seq_lt (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt - 2 * tc->snd_mss)
1308               || seq_gt (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt)))
1309         tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
1310
1311       ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
1312
1313       int snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
1314       snd_space = clib_max ((int) 2 * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
1315     }
1316   return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1317 }
1318
1319 u32
1320 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
1321 {
1322   return tcp_snd_space_inline (tc);
1323 }
1324
1325 static u32
1326 tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
1327 {
1328   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1329   return clib_min (tcp_snd_space_inline (tc),
1330                    tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
1331 }
1332
1333 static u32
1334 tcp_session_tx_fifo_offset (transport_connection_t * trans_conn)
1335 {
1336   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1337
1338   ASSERT (seq_geq (tc->snd_nxt, tc->snd_una));
1339
1340   /* This still works if fast retransmit is on */
1341   return (tc->snd_nxt - tc->snd_una);
1342 }
1343
1344 static void
1345 tcp_update_time (f64 now, u8 thread_index)
1346 {
1347   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1348
1349   tcp_set_time_now (wrk);
1350   tw_timer_expire_timers_16t_2w_512sl (&wrk->timer_wheel, now);
1351   tcp_flush_frames_to_output (wrk);
1352 }
1353
1354 static void
1355 tcp_session_flush_data (transport_connection_t * tconn)
1356 {
1357   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) tconn;
1358   if (tc->flags & TCP_CONN_PSH_PENDING)
1359     return;
1360   tc->flags |= TCP_CONN_PSH_PENDING;
1361   tc->psh_seq = tc->snd_una + transport_max_tx_dequeue (tconn) - 1;
1362 }
1363
1364 /* *INDENT-OFF* */
1365 const static transport_proto_vft_t tcp_proto = {
1366   .enable = vnet_tcp_enable_disable,
1367   .start_listen = tcp_session_bind,
1368   .stop_listen = tcp_session_unbind,
1369   .push_header = tcp_session_push_header,
1370   .get_connection = tcp_session_get_transport,
1371   .get_listener = tcp_session_get_listener,
1372   .get_half_open = tcp_half_open_session_get_transport,
1373   .connect = tcp_session_open,
1374   .close = tcp_session_close,
1375   .cleanup = tcp_session_cleanup,
1376   .reset = tcp_session_reset,
1377   .send_mss = tcp_session_send_mss,
1378   .send_space = tcp_session_send_space,
1379   .update_time = tcp_update_time,
1380   .tx_fifo_offset = tcp_session_tx_fifo_offset,
1381   .flush_data = tcp_session_flush_data,
1382   .custom_tx = tcp_session_custom_tx,
1383   .format_connection = format_tcp_session,
1384   .format_listener = format_tcp_listener_session,
1385   .format_half_open = format_tcp_half_open_session,
1386   .transport_options = {
1387     .tx_type = TRANSPORT_TX_PEEK,
1388     .service_type = TRANSPORT_SERVICE_VC,
1389   },
1390 };
1391 /* *INDENT-ON* */
1392
1393 void
1394 tcp_connection_tx_pacer_update (tcp_connection_t * tc)
1395 {
1396   if (!transport_connection_is_tx_paced (&tc->connection))
1397     return;
1398
1399   f64 srtt = clib_min ((f64) tc->srtt * TCP_TICK, tc->mrtt_us);
1400
1401   transport_connection_tx_pacer_update (&tc->connection,
1402                                         tcp_cc_get_pacing_rate (tc),
1403                                         srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1404 }
1405
1406 void
1407 tcp_connection_tx_pacer_reset (tcp_connection_t * tc, u32 window,
1408                                u32 start_bucket)
1409 {
1410   f64 srtt = clib_min ((f64) tc->srtt * TCP_TICK, tc->mrtt_us);
1411   u64 rate = (u64) window / srtt;
1412   transport_connection_tx_pacer_reset (&tc->connection, rate, start_bucket,
1413                                        srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1414 }
1415
1416 static void
1417 tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index)
1418 {
1419   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1420   tcp_connection_t *tc;
1421
1422   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1423   if (!tc)
1424     return;
1425
1426   tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1427
1428   switch (tc->state)
1429     {
1430     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1431       tcp_connection_timers_reset (tc);
1432       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1433
1434       if (!(tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG))
1435         {
1436           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1437           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1438           break;
1439         }
1440
1441       /* Session didn't come back with a close. Send FIN either way
1442        * and switch to LAST_ACK. */
1443       tcp_cong_recovery_off (tc);
1444       /* Make sure we don't try to send unsent data */
1445       tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1446       tcp_send_fin (tc);
1447       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_LAST_ACK);
1448
1449       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1450       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.lastack_time);
1451
1452       /* Don't delete the connection yet */
1453       break;
1454     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1455       tcp_connection_timers_reset (tc);
1456       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1457       if (tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG)
1458         {
1459           /* If FIN pending, we haven't sent everything, but we did try.
1460            * Notify session layer that transport is closed. */
1461           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1462           tcp_send_reset (tc);
1463           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1464         }
1465       else
1466         {
1467           /* We've sent the fin but no progress. Close the connection and
1468            * to make sure everything is flushed, setup a cleanup timer */
1469           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1470           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1471         }
1472       break;
1473     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1474     case TCP_STATE_CLOSING:
1475       tcp_connection_timers_reset (tc);
1476       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1477       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1478       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1479       break;
1480     default:
1481       tcp_connection_del (tc);
1482       break;
1483     }
1484 }
1485
1486 /* *INDENT-OFF* */
1487 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1488 {
1489     tcp_timer_retransmit_handler,
1490     tcp_timer_delack_handler,
1491     tcp_timer_persist_handler,
1492     tcp_timer_waitclose_handler,
1493     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1494 };
1495 /* *INDENT-ON* */
1496
1497 static void
1498 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1499 {
1500   int i;
1501   u32 connection_index, timer_id;
1502
1503   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1504     {
1505       /* Get session index and timer id */
1506       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1507       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1508
1509       TCP_EVT (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1510
1511       /* Handle expiration */
1512       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (connection_index);
1513     }
1514 }
1515
1516 static void
1517 tcp_initialize_timer_wheels (tcp_main_t * tm)
1518 {
1519   tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *tw;
1520   /* *INDENT-OFF* */
1521   foreach_vlib_main (({
1522     tw = &tm->wrk_ctx[ii].timer_wheel;
1523     tw_timer_wheel_init_16t_2w_512sl (tw, tcp_expired_timers_dispatch,
1524                                       TCP_TIMER_TICK, ~0);
1525     tw->last_run_time = vlib_time_now (this_vlib_main);
1526   }));
1527   /* *INDENT-ON* */
1528 }
1529
1530 static void
1531 tcp_initialize_iss_seed (tcp_main_t * tm)
1532 {
1533   u32 default_seed = random_default_seed ();
1534   u64 time_now = clib_cpu_time_now ();
1535
1536   tm->iss_seed.first = (u64) random_u32 (&default_seed) << 32;
1537   tm->iss_seed.second = random_u64 (&time_now);
1538 }
1539
1540 static clib_error_t *
1541 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1542 {
1543   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1544   u32 num_threads, n_workers, prealloc_conn_per_wrk;
1545   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1546   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1547   clib_error_t *error = 0;
1548   int thread;
1549
1550   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1551     return error;
1552   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1553     return error;
1554   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1555     return error;
1556
1557   /*
1558    * Registrations
1559    */
1560
1561   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
1562   ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
1563
1564   /*
1565    * Initialize data structures
1566    */
1567
1568   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1569   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
1570   vec_validate (tm->wrk_ctx, num_threads - 1);
1571   n_workers = num_threads == 1 ? 1 : vtm->n_threads;
1572   prealloc_conn_per_wrk = tcp_cfg.preallocated_connections / n_workers;
1573
1574   for (thread = 0; thread < num_threads; thread++)
1575     {
1576       vec_validate (tm->wrk_ctx[thread].pending_deq_acked, 255);
1577       vec_validate (tm->wrk_ctx[thread].pending_disconnects, 255);
1578       vec_reset_length (tm->wrk_ctx[thread].pending_deq_acked);
1579       vec_reset_length (tm->wrk_ctx[thread].pending_disconnects);
1580       tm->wrk_ctx[thread].vm = vlib_mains[thread];
1581
1582       /*
1583        * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1584        * use preallocated threads when running multi-core
1585        */
1586       if ((thread > 0 || num_threads == 1) && prealloc_conn_per_wrk)
1587         pool_init_fixed (tm->connections[thread], prealloc_conn_per_wrk);
1588     }
1589
1590   /*
1591    * Use a preallocated half-open connection pool?
1592    */
1593   if (tcp_cfg.preallocated_half_open_connections)
1594     pool_init_fixed (tm->half_open_connections,
1595                      tcp_cfg.preallocated_half_open_connections);
1596
1597   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
1598    * monotonically increasing timestamps. */
1599   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
1600     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
1601
1602   if (num_threads > 1)
1603     {
1604       clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
1605     }
1606
1607   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
1608   tcp_initialize_iss_seed (tm);
1609
1610   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
1611   tm->cc_last_type = TCP_CC_LAST;
1612   return error;
1613 }
1614
1615 clib_error_t *
1616 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1617 {
1618   if (is_en)
1619     {
1620       if (tcp_main.is_enabled)
1621         return 0;
1622
1623       return tcp_main_enable (vm);
1624     }
1625   else
1626     {
1627       tcp_main.is_enabled = 0;
1628     }
1629
1630   return 0;
1631 }
1632
1633 void
1634 tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
1635 {
1636   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1637   if (is_ip4)
1638     tm->punt_unknown4 = is_add;
1639   else
1640     tm->punt_unknown6 = is_add;
1641 }
1642
1643 /**
1644  * Initialize default values for tcp parameters
1645  */
1646 static void
1647 tcp_configuration_init (void)
1648 {
1649   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated at that point so use some
1650    * predefined value. For SYN-ACK we still want the scale to be computed in
1651    * the same way */
1652   tcp_cfg.max_rx_fifo = 32 << 20;
1653   tcp_cfg.min_rx_fifo = 4 << 10;
1654
1655   tcp_cfg.default_mtu = 1500;
1656   tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = 0;
1657   tcp_cfg.enable_tx_pacing = 1;
1658   tcp_cfg.allow_tso = 0;
1659   tcp_cfg.cc_algo = TCP_CC_NEWRENO;
1660   tcp_cfg.rwnd_min_update_ack = 1;
1661
1662   /* Time constants defined as timer tick (100ms) multiples */
1663   tcp_cfg.delack_time = 1;      /* 0.1s */
1664   tcp_cfg.closewait_time = 20;  /* 2s */
1665   tcp_cfg.timewait_time = 100;  /* 10s */
1666   tcp_cfg.finwait1_time = 600;  /* 60s */
1667   tcp_cfg.lastack_time = 300;   /* 30s */
1668   tcp_cfg.finwait2_time = 300;  /* 30s */
1669   tcp_cfg.closing_time = 300;   /* 30s */
1670   tcp_cfg.cleanup_time = 1;     /* 0.1s */
1671 }
1672
1673 static clib_error_t *
1674 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1675 {
1676   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1677   ip_main_t *im = &ip_main;
1678   ip_protocol_info_t *pi;
1679
1680   /* Session layer, and by implication tcp, are disabled by default */
1681   tm->is_enabled = 0;
1682
1683   /* Register with IP for header parsing */
1684   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1685   if (pi == 0)
1686     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1687   pi->format_header = format_tcp_header;
1688   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1689
1690   /* Register as transport with session layer */
1691   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1692                                FIB_PROTOCOL_IP4, tcp4_output_node.index);
1693   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1694                                FIB_PROTOCOL_IP6, tcp6_output_node.index);
1695
1696   tcp_api_reference ();
1697   tcp_configuration_init ();
1698
1699   tm->cc_algo_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1700
1701   return 0;
1702 }
1703
1704 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1705
1706 uword
1707 unformat_tcp_cc_algo (unformat_input_t * input, va_list * va)
1708 {
1709   tcp_cc_algorithm_type_e *result = va_arg (*va, tcp_cc_algorithm_type_e *);
1710   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1711   char *cc_algo_name;
1712   u8 found = 0;
1713   uword *p;
1714
1715   if (unformat (input, "%s", &cc_algo_name)
1716       && ((p = hash_get_mem (tm->cc_algo_by_name, cc_algo_name))))
1717     {
1718       *result = *p;
1719       found = 1;
1720     }
1721
1722   vec_free (cc_algo_name);
1723   return found;
1724 }
1725
1726 uword
1727 unformat_tcp_cc_algo_cfg (unformat_input_t * input, va_list * va)
1728 {
1729   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1730   tcp_cc_algorithm_t *cc_alg;
1731   unformat_input_t sub_input;
1732   int found = 0;
1733
1734   vec_foreach (cc_alg, tm->cc_algos)
1735   {
1736     if (!unformat (input, cc_alg->name))
1737       continue;
1738
1739     if (cc_alg->unformat_cfg
1740         && unformat (input, "%U", unformat_vlib_cli_sub_input, &sub_input))
1741       {
1742         if (cc_alg->unformat_cfg (&sub_input))
1743           found = 1;
1744       }
1745   }
1746   return found;
1747 }
1748
1749 static clib_error_t *
1750 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1751 {
1752   u32 cwnd_multiplier, tmp_time;
1753   uword memory_size;
1754
1755   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1756     {
1757       if (unformat (input, "preallocated-connections %d",
1758                     &tcp_cfg.preallocated_connections))
1759         ;
1760       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
1761                          &tcp_cfg.preallocated_half_open_connections))
1762         ;
1763       else if (unformat (input, "buffer-fail-fraction %f",
1764                          &tcp_cfg.buffer_fail_fraction))
1765         ;
1766       else if (unformat (input, "max-rx-fifo %U", unformat_memory_size,
1767                          &memory_size))
1768         {
1769           if (memory_size >= 0x100000000)
1770             {
1771               return clib_error_return
1772                 (0, "max-rx-fifo %llu (0x%llx) too large", memory_size,
1773                  memory_size);
1774             }
1775           tcp_cfg.max_rx_fifo = memory_size;
1776         }
1777       else if (unformat (input, "min-rx-fifo %U", unformat_memory_size,
1778                          &memory_size))
1779         {
1780           if (memory_size >= 0x100000000)
1781             {
1782               return clib_error_return
1783                 (0, "min-rx-fifo %llu (0x%llx) too large", memory_size,
1784                  memory_size);
1785             }
1786           tcp_cfg.min_rx_fifo = memory_size;
1787         }
1788       else if (unformat (input, "mtu %u", &tcp_cfg.default_mtu))
1789         ;
1790       else if (unformat (input, "rwnd-min-update-ack %d",
1791                          &tcp_cfg.rwnd_min_update_ack))
1792         ;
1793       else if (unformat (input, "initial-cwnd-multiplier %u",
1794                          &cwnd_multiplier))
1795         tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = cwnd_multiplier;
1796       else if (unformat (input, "no-tx-pacing"))
1797         tcp_cfg.enable_tx_pacing = 0;
1798       else if (unformat (input, "tso"))
1799         tcp_cfg.allow_tso = 1;
1800       else if (unformat (input, "cc-algo %U", unformat_tcp_cc_algo,
1801                          &tcp_cfg.cc_algo))
1802         ;
1803       else if (unformat (input, "%U", unformat_tcp_cc_algo_cfg))
1804         ;
1805       else if (unformat (input, "closewait-time %u", &tmp_time))
1806         tcp_cfg.closewait_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1807       else if (unformat (input, "timewait-time %u", &tmp_time))
1808         tcp_cfg.timewait_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1809       else if (unformat (input, "finwait1-time %u", &tmp_time))
1810         tcp_cfg.finwait1_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1811       else if (unformat (input, "finwait2-time %u", &tmp_time))
1812         tcp_cfg.finwait2_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1813       else if (unformat (input, "lastack-time %u", &tmp_time))
1814         tcp_cfg.lastack_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1815       else if (unformat (input, "closing-time %u", &tmp_time))
1816         tcp_cfg.closing_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1817       else if (unformat (input, "cleanup-time %u", &tmp_time))
1818         tcp_cfg.cleanup_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1819       else
1820         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1821                                   format_unformat_error, input);
1822     }
1823   return 0;
1824 }
1825
1826 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
1827
1828
1829 /**
1830  * \brief Configure an ipv4 source address range
1831  * @param vm vlib_main_t pointer
1832  * @param start first ipv4 address in the source address range
1833  * @param end last ipv4 address in the source address range
1834  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1835  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1836  */
1837
1838 int
1839 tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1840                                        ip4_address_t * start,
1841                                        ip4_address_t * end, u32 table_id)
1842 {
1843   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
1844   u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
1845   fib_prefix_t prefix;
1846   fib_node_index_t fei;
1847   u32 fib_index = 0;
1848   u32 sw_if_index;
1849   int rv;
1850
1851   clib_memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1852
1853   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
1854
1855   if (fib_index == ~0)
1856     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1857
1858   start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
1859   end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
1860
1861   /* sanity check for reversed args or some such */
1862   if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
1863     return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
1864
1865   /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
1866   prefix.fp_len = 32;
1867   prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1868   memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
1869
1870   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1871
1872   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1873   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1874     return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1875
1876   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1877
1878   /* Configure proxy arp across the range */
1879   rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
1880
1881   if (rv)
1882     return rv;
1883
1884   rv = vnet_proxy_arp_enable_disable (vnm, sw_if_index, 1);
1885
1886   if (rv)
1887     return rv;
1888
1889   do
1890     {
1891       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1892
1893       vec_add1 (tcp_cfg.ip4_src_addrs, start[0]);
1894
1895       /* Add local adjacencies for the range */
1896
1897       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
1898                                NULL, &dpo);
1899       prefix.fp_len = 32;
1900       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1901       prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
1902
1903       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1904                                           &prefix,
1905                                           FIB_SOURCE_API,
1906                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1907       dpo_reset (&dpo);
1908
1909       start_host_byte_order++;
1910       start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
1911     }
1912   while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
1913
1914   return 0;
1915 }
1916
1917 /**
1918  * \brief Configure an ipv6 source address range
1919  * @param vm vlib_main_t pointer
1920  * @param start first ipv6 address in the source address range
1921  * @param end last ipv6 address in the source address range
1922  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1923  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1924  */
1925
1926 int
1927 tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1928                                        ip6_address_t * start,
1929                                        ip6_address_t * end, u32 table_id)
1930 {
1931   fib_prefix_t prefix;
1932   u32 fib_index = 0;
1933   fib_node_index_t fei;
1934   u32 sw_if_index;
1935
1936   clib_memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1937
1938   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
1939
1940   if (fib_index == ~0)
1941     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1942
1943   while (1)
1944     {
1945       int i;
1946       ip6_address_t tmp;
1947       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1948
1949       /* Remember this address */
1950       vec_add1 (tcp_cfg.ip6_src_addrs, start[0]);
1951
1952       /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
1953       prefix.fp_len = 128;
1954       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
1955       memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_address_t));
1956
1957       fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1958
1959       /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1960       if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1961         return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1962
1963       sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1964
1965       if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
1966         return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
1967
1968       /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
1969       ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
1970
1971       /* Add a receive adjacency for this address */
1972       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
1973                                NULL, &dpo);
1974
1975       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1976                                           &prefix,
1977                                           FIB_SOURCE_API,
1978                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1979       dpo_reset (&dpo);
1980
1981       /* Done with the entire range? */
1982       if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
1983         break;
1984
1985       /* Increment the address. DGMS. */
1986       tmp = start[0];
1987       for (i = 15; i >= 0; i--)
1988         {
1989           tmp.as_u8[i] += 1;
1990           if (tmp.as_u8[i] != 0)
1991             break;
1992         }
1993       start[0] = tmp;
1994     }
1995   return 0;
1996 }
1997
1998 static clib_error_t *
1999 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
2000                  unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2001 {
2002   ip4_address_t v4start, v4end;
2003   ip6_address_t v6start, v6end;
2004   u32 table_id = 0;
2005   int v4set = 0;
2006   int v6set = 0;
2007   int rv;
2008
2009   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2010     {
2011       if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
2012                     unformat_ip4_address, &v4end))
2013         v4set = 1;
2014       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
2015         {
2016           memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
2017           v4set = 1;
2018         }
2019       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
2020                          unformat_ip6_address, &v6end))
2021         v6set = 1;
2022       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
2023         {
2024           memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v6start));
2025           v6set = 1;
2026         }
2027       else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
2028         ;
2029       else
2030         break;
2031     }
2032
2033   if (!v4set && !v6set)
2034     return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
2035
2036   if (v4set)
2037     {
2038       rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
2039                                                   table_id);
2040       switch (rv)
2041         {
2042         case 0:
2043           break;
2044
2045         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
2046           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
2047
2048         case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
2049           return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
2050                                     format_ip4_address, &v4start,
2051                                     format_ip4_address, &v4end);
2052         default:
2053           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
2054           break;
2055         }
2056     }
2057   if (v6set)
2058     {
2059       rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
2060                                                   table_id);
2061       switch (rv)
2062         {
2063         case 0:
2064           break;
2065
2066         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
2067           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
2068
2069         default:
2070           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
2071           break;
2072         }
2073     }
2074   return 0;
2075 }
2076
2077 /* *INDENT-OFF* */
2078 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
2079 {
2080   .path = "tcp src-address",
2081   .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
2082   .function = tcp_src_address,
2083 };
2084 /* *INDENT-ON* */
2085
2086 static u8 *
2087 tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
2088 {
2089 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
2090
2091   scoreboard_trace_elt_t *block;
2092   int i = 0;
2093
2094   if (!sb->trace)
2095     return s;
2096
2097   s = format (s, "scoreboard trace:");
2098   vec_foreach (block, sb->trace)
2099   {
2100     s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
2101                 block->ack, block->snd_una_max, block->group);
2102     if ((++i % 3) == 0)
2103       s = format (s, "\n");
2104   }
2105   return s;
2106 #else
2107   return 0;
2108 #endif
2109 }
2110
2111 static clib_error_t *
2112 tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2113                               vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2114 {
2115   transport_connection_t *tconn = 0;
2116   tcp_connection_t *tc;
2117   u8 *s = 0;
2118   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2119     {
2120       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
2121                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
2122         ;
2123       else
2124         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
2125                                   format_unformat_error, input);
2126     }
2127
2128   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2129     {
2130       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
2131       return 0;
2132     }
2133
2134   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
2135   s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
2136   vlib_cli_output (vm, "%v", s);
2137   return 0;
2138 }
2139
2140 /* *INDENT-OFF* */
2141 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
2142 {
2143   .path = "show tcp scoreboard trace",
2144   .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
2145   .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
2146 };
2147 /* *INDENT-ON* */
2148
2149 u8 *
2150 tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
2151 {
2152   int i, trace_len;
2153   scoreboard_trace_elt_t *trace;
2154   u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
2155   tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
2156   sack_block_t *block;
2157
2158   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2159     {
2160       s = format (s, "scoreboard tracing not enabled");
2161       return s;
2162     }
2163
2164   if (!tc)
2165     return s;
2166
2167   clib_memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
2168   tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
2169   scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
2170   dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
2171
2172 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
2173   trace = tc->sack_sb.trace;
2174   trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
2175 #endif
2176
2177   for (i = 0; i < trace_len; i++)
2178     {
2179       if (trace[i].ack != 0)
2180         {
2181           dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
2182           dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
2183         }
2184     }
2185
2186   left = 0;
2187   while (left < trace_len)
2188     {
2189       group = trace[left].group;
2190       vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
2191       has_new_ack = 0;
2192       while (trace[left].group == group)
2193         {
2194           if (trace[left].ack != 0)
2195             {
2196               if (verbose)
2197                 s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
2198                             trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
2199               dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
2200               next_ack = trace[left].ack;
2201               has_new_ack = 1;
2202             }
2203           else
2204             {
2205               if (verbose)
2206                 s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
2207                             trace[left].end);
2208               vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
2209               block->start = trace[left].start;
2210               block->end = trace[left].end;
2211             }
2212           left++;
2213         }
2214
2215       /* Push segments */
2216       tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
2217       if (has_new_ack)
2218         dummy_tc->snd_una = next_ack;
2219
2220       if (verbose)
2221         s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
2222                     &dummy_tc->sack_sb);
2223
2224     }
2225   s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
2226
2227   return s;
2228 }
2229
2230 static clib_error_t *
2231 tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2232                          vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2233 {
2234   transport_connection_t *tconn = 0;
2235   tcp_connection_t *tc = 0;
2236   u8 *str = 0;
2237   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2238     {
2239       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
2240                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
2241         ;
2242       else
2243         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
2244                                   format_unformat_error, input);
2245     }
2246
2247   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2248     {
2249       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
2250       return 0;
2251     }
2252
2253   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
2254   if (!tc)
2255     {
2256       vlib_cli_output (vm, "connection not found");
2257       return 0;
2258     }
2259   str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
2260   vlib_cli_output (vm, "%v", str);
2261   return 0;
2262 }
2263
2264 /* *INDENT-OFF* */
2265 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
2266 {
2267   .path = "tcp replay scoreboard",
2268   .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
2269   .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
2270 };
2271 /* *INDENT-ON* */
2272
2273 static clib_error_t *
2274 show_tcp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2275                   vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2276 {
2277   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
2278   if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2279     return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
2280                               input);
2281   vlib_cli_output (vm, "IPv4 TCP punt: %s",
2282                    tm->punt_unknown4 ? "enabled" : "disabled");
2283   vlib_cli_output (vm, "IPv6 TCP punt: %s",
2284                    tm->punt_unknown6 ? "enabled" : "disabled");
2285   return 0;
2286 }
2287 /* *INDENT-OFF* */
2288 VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
2289 {
2290   .path = "show tcp punt",
2291   .short_help = "show tcp punt",
2292   .function = show_tcp_punt_fn,
2293 };
2294 /* *INDENT-ON* */
2295
2296 /*
2297  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2298  *
2299  * Local Variables:
2300  * eval: (c-set-style "gnu")
2301  * End:
2302  */