tcp: honor cc pacing rate when resetting pacer
[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   if (!tcp_cfg.csum_offload)
710     tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_CSUM_OFFLOAD;
711 }
712
713 void
714 tcp_enable_pacing (tcp_connection_t * tc)
715 {
716   u32 byte_rate;
717   byte_rate = tc->cwnd / (tc->srtt * TCP_TICK);
718   transport_connection_tx_pacer_init (&tc->connection, byte_rate, tc->cwnd);
719   tc->mrtt_us = (u32) ~ 0;
720 }
721
722 /** Initialize tcp connection variables
723  *
724  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
725  * a SYNACK, such that connection options have already been exchanged. */
726 void
727 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
728 {
729   tcp_connection_timers_init (tc);
730   tcp_init_mss (tc);
731   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
732   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
733     tcp_init_snd_vars (tc);
734
735   tcp_cc_init (tc);
736
737   if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
738     tcp_add_del_adjacency (tc, 1);
739
740   /*  tcp_connection_fib_attach (tc); */
741
742   if (transport_connection_is_tx_paced (&tc->connection)
743       || tcp_cfg.enable_tx_pacing)
744     tcp_enable_pacing (tc);
745
746   if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
747     tcp_bt_init (tc);
748
749   if (!tcp_cfg.allow_tso)
750     tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_TSO;
751
752   tc->start_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
753 }
754
755 static int
756 tcp_alloc_custom_local_endpoint (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * lcl_addr,
757                                  u16 * lcl_port, u8 is_ip4)
758 {
759   int index, port;
760   if (is_ip4)
761     {
762       index = tm->last_v4_addr_rotor++;
763       if (tm->last_v4_addr_rotor >= vec_len (tcp_cfg.ip4_src_addrs))
764         tm->last_v4_addr_rotor = 0;
765       lcl_addr->ip4.as_u32 = tcp_cfg.ip4_src_addrs[index].as_u32;
766     }
767   else
768     {
769       index = tm->last_v6_addr_rotor++;
770       if (tm->last_v6_addr_rotor >= vec_len (tcp_cfg.ip6_src_addrs))
771         tm->last_v6_addr_rotor = 0;
772       clib_memcpy_fast (&lcl_addr->ip6, &tcp_cfg.ip6_src_addrs[index],
773                         sizeof (ip6_address_t));
774     }
775   port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_TCP, lcl_addr);
776   if (port < 1)
777     {
778       clib_warning ("Failed to allocate src port");
779       return -1;
780     }
781   *lcl_port = port;
782   return 0;
783 }
784
785 static int
786 tcp_session_open (transport_endpoint_cfg_t * rmt)
787 {
788   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
789   tcp_connection_t *tc;
790   ip46_address_t lcl_addr;
791   u16 lcl_port;
792   int rv;
793
794   /*
795    * Allocate local endpoint
796    */
797   if ((rmt->is_ip4 && vec_len (tcp_cfg.ip4_src_addrs))
798       || (!rmt->is_ip4 && vec_len (tcp_cfg.ip6_src_addrs)))
799     rv = tcp_alloc_custom_local_endpoint (tm, &lcl_addr, &lcl_port,
800                                           rmt->is_ip4);
801   else
802     rv = transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_TCP,
803                                          rmt, &lcl_addr, &lcl_port);
804
805   if (rv)
806     return -1;
807
808   /*
809    * Create connection and send SYN
810    */
811   clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
812   tc = tcp_half_open_connection_new ();
813   ip_copy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, rmt->is_ip4);
814   ip_copy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, rmt->is_ip4);
815   tc->c_rmt_port = rmt->port;
816   tc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
817   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
818   tc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
819   tc->c_fib_index = rmt->fib_index;
820   tc->cc_algo = tcp_cc_algo_get (tcp_cfg.cc_algo);
821   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
822   tcp_connection_timers_init (tc);
823
824   TCP_EVT (TCP_EVT_OPEN, tc);
825   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
826   tcp_init_snd_vars (tc);
827   tcp_send_syn (tc);
828   clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
829
830   return tc->c_c_index;
831 }
832
833 const char *tcp_fsm_states[] = {
834 #define _(sym, str) str,
835   foreach_tcp_fsm_state
836 #undef _
837 };
838
839 u8 *
840 format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
841 {
842   u32 state = va_arg (*args, u32);
843
844   if (state < TCP_N_STATES)
845     s = format (s, "%s", tcp_fsm_states[state]);
846   else
847     s = format (s, "UNKNOWN (%d (0x%x))", state, state);
848   return s;
849 }
850
851 const char *tcp_cfg_flags_str[] = {
852 #define _(sym, str) str,
853   foreach_tcp_cfg_flag
854 #undef _
855 };
856
857 static u8 *
858 format_tcp_cfg_flags (u8 * s, va_list * args)
859 {
860   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
861   int i, last = -1;
862
863   for (i = 0; i < TCP_CFG_N_FLAG_BITS; i++)
864     if (tc->cfg_flags & (1 << i))
865       last = i;
866   for (i = 0; i < last; i++)
867     {
868       if (tc->cfg_flags & (1 << i))
869         s = format (s, "%s, ", tcp_cfg_flags_str[i]);
870     }
871   if (last >= 0)
872     s = format (s, "%s", tcp_cfg_flags_str[last]);
873   return s;
874 }
875
876 const char *tcp_connection_flags_str[] = {
877 #define _(sym, str) str,
878   foreach_tcp_connection_flag
879 #undef _
880 };
881
882 static u8 *
883 format_tcp_connection_flags (u8 * s, va_list * args)
884 {
885   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
886   int i, last = -1;
887
888   for (i = 0; i < TCP_CONN_N_FLAG_BITS; i++)
889     if (tc->flags & (1 << i))
890       last = i;
891   for (i = 0; i < last; i++)
892     {
893       if (tc->flags & (1 << i))
894         s = format (s, "%s, ", tcp_connection_flags_str[i]);
895     }
896   if (last >= 0)
897     s = format (s, "%s", tcp_connection_flags_str[last]);
898   return s;
899 }
900
901 const char *tcp_conn_timers[] = {
902 #define _(sym, str) str,
903   foreach_tcp_timer
904 #undef _
905 };
906
907 static u8 *
908 format_tcp_timers (u8 * s, va_list * args)
909 {
910   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
911   int i, last = -1;
912
913   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
914     if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
915       last = i;
916
917   for (i = 0; i < last; i++)
918     {
919       if (tc->timers[i] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID)
920         s = format (s, "%s,", tcp_conn_timers[i]);
921     }
922
923   if (last >= 0)
924     s = format (s, "%s", tcp_conn_timers[i]);
925
926   return s;
927 }
928
929 static u8 *
930 format_tcp_congestion_status (u8 * s, va_list * args)
931 {
932   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
933   if (tcp_in_recovery (tc))
934     s = format (s, "recovery");
935   else if (tcp_in_fastrecovery (tc))
936     s = format (s, "fastrecovery");
937   else
938     s = format (s, "none");
939   return s;
940 }
941
942 static i32
943 tcp_rcv_wnd_available (tcp_connection_t * tc)
944 {
945   return (i32) tc->rcv_wnd - (tc->rcv_nxt - tc->rcv_las);
946 }
947
948 static u8 *
949 format_tcp_congestion (u8 * s, va_list * args)
950 {
951   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
952   u32 indent = format_get_indent (s), prr_space = 0;
953
954   s = format (s, "%U ", format_tcp_congestion_status, tc);
955   s = format (s, "algo %s cwnd %u ssthresh %u bytes_acked %u\n",
956               tc->cc_algo->name, tc->cwnd, tc->ssthresh, tc->bytes_acked);
957   s = format (s, "%Ucc space %u prev_cwnd %u prev_ssthresh %u\n",
958               format_white_space, indent, tcp_available_cc_snd_space (tc),
959               tc->prev_cwnd, tc->prev_ssthresh);
960   s = format (s, "%Usnd_cong %u dupack %u limited_tx %u\n",
961               format_white_space, indent, tc->snd_congestion - tc->iss,
962               tc->rcv_dupacks, tc->limited_transmit - tc->iss);
963   s = format (s, "%Urxt_bytes %u rxt_delivered %u rxt_head %u rxt_ts %u\n",
964               format_white_space, indent, tc->snd_rxt_bytes,
965               tc->rxt_delivered, tc->rxt_head - tc->iss,
966               tcp_time_now_w_thread (tc->c_thread_index) - tc->snd_rxt_ts);
967   if (tcp_in_fastrecovery (tc))
968     prr_space = tcp_fastrecovery_prr_snd_space (tc);
969   s = format (s, "%Uprr_start %u prr_delivered %u prr space %u\n",
970               format_white_space, indent, tc->prr_start - tc->iss,
971               tc->prr_delivered, prr_space);
972   return s;
973 }
974
975 static u8 *
976 format_tcp_stats (u8 * s, va_list * args)
977 {
978   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
979   u32 indent = format_get_indent (s);
980   s = format (s, "in segs %lu dsegs %lu bytes %lu dupacks %u\n",
981               tc->segs_in, tc->data_segs_in, tc->bytes_in, tc->dupacks_in);
982   s = format (s, "%Uout segs %lu dsegs %lu bytes %lu dupacks %u\n",
983               format_white_space, indent, tc->segs_out,
984               tc->data_segs_out, tc->bytes_out, tc->dupacks_out);
985   s = format (s, "%Ufr %u tr %u rxt segs %lu bytes %lu duration %.3f\n",
986               format_white_space, indent, tc->fr_occurences,
987               tc->tr_occurences, tc->segs_retrans, tc->bytes_retrans,
988               tcp_time_now_us (tc->c_thread_index) - tc->start_ts);
989   s = format (s, "%Uerr wnd data below %u above %u ack below %u above %u",
990               format_white_space, indent, tc->errors.below_data_wnd,
991               tc->errors.above_data_wnd, tc->errors.below_ack_wnd,
992               tc->errors.above_ack_wnd);
993   return s;
994 }
995
996 static u8 *
997 format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
998 {
999   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1000   s = format (s, " index: %u cfg: %U flags: %U timers: %U\n", tc->c_c_index,
1001               format_tcp_cfg_flags, tc, format_tcp_connection_flags, tc,
1002               format_tcp_timers, tc);
1003   s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
1004               tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
1005               tc->snd_una_max - tc->iss);
1006   s = format (s, " rcv_nxt %u rcv_las %u\n",
1007               tc->rcv_nxt - tc->irs, tc->rcv_las - tc->irs);
1008   s = format (s, " snd_wnd %u rcv_wnd %u rcv_wscale %u ",
1009               tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->rcv_wscale);
1010   s = format (s, "snd_wl1 %u snd_wl2 %u\n", tc->snd_wl1 - tc->irs,
1011               tc->snd_wl2 - tc->iss);
1012   s = format (s, " flight size %u out space %u rcv_wnd_av %u",
1013               tcp_flight_size (tc), tcp_available_output_snd_space (tc),
1014               tcp_rcv_wnd_available (tc));
1015   s = format (s, " tsval_recent %u\n", tc->tsval_recent);
1016   s = format (s, " tsecr %u tsecr_last_ack %u tsval_recent_age %u",
1017               tc->rcv_opts.tsecr, tc->tsecr_last_ack,
1018               tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
1019   s = format (s, " snd_mss %u\n", tc->snd_mss);
1020   s = format (s, " rto %u rto_boff %u srtt %u us %.3f rttvar %u rtt_ts %.4f",
1021               tc->rto, tc->rto_boff, tc->srtt, tc->mrtt_us * 1000, tc->rttvar,
1022               tc->rtt_ts);
1023   s = format (s, " rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq - tc->iss);
1024   s = format (s, " next_node %u opaque 0x%x\n", tc->next_node_index,
1025               tc->next_node_opaque);
1026   s = format (s, " cong:   %U", format_tcp_congestion, tc);
1027
1028   if (tc->state >= TCP_STATE_ESTABLISHED)
1029     {
1030       s = format (s, " sboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb,
1031                   tc);
1032       s = format (s, " stats: %U\n", format_tcp_stats, tc);
1033     }
1034   if (vec_len (tc->snd_sacks))
1035     s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
1036
1037   return s;
1038 }
1039
1040 static u8 *
1041 format_tcp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
1042 {
1043   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1044   if (!tc)
1045     return s;
1046   if (tc->c_is_ip4)
1047     {
1048       s = format (s, "[%d:%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index,
1049                   tc->c_s_index, "T", format_ip4_address, &tc->c_lcl_ip4,
1050                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip4_address,
1051                   &tc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
1052     }
1053   else
1054     {
1055       s = format (s, "[%d:%d][%s] %U:%d->%U:%d", tc->c_thread_index,
1056                   tc->c_s_index, "T", format_ip6_address, &tc->c_lcl_ip6,
1057                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port), format_ip6_address,
1058                   &tc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (tc->c_rmt_port));
1059     }
1060
1061   return s;
1062 }
1063
1064 u8 *
1065 format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
1066 {
1067   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1068   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
1069
1070   if (!tc)
1071     return s;
1072   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
1073   if (verbose)
1074     {
1075       s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
1076       if (verbose > 1)
1077         s = format (s, "\n%U", format_tcp_vars, tc);
1078     }
1079
1080   return s;
1081 }
1082
1083 static u8 *
1084 format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
1085 {
1086   u32 tci = va_arg (*args, u32);
1087   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
1088   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
1089   tcp_connection_t *tc;
1090
1091   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
1092   if (tc)
1093     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
1094   else
1095     s = format (s, "empty\n");
1096   return s;
1097 }
1098
1099 static u8 *
1100 format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
1101 {
1102   u32 tci = va_arg (*args, u32);
1103   u32 __clib_unused thread_index = va_arg (*args, u32);
1104   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
1105   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
1106   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
1107   if (verbose)
1108     s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
1109   return s;
1110 }
1111
1112 static u8 *
1113 format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
1114 {
1115   u32 tci = va_arg (*args, u32);
1116   u32 __clib_unused thread_index = va_arg (*args, u32);
1117   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
1118   return format (s, "%U", format_tcp_connection_id, tc);
1119 }
1120
1121 u8 *
1122 format_tcp_sacks (u8 * s, va_list * args)
1123 {
1124   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1125   sack_block_t *sacks = tc->snd_sacks;
1126   sack_block_t *block;
1127   int i, len = 0;
1128
1129   len = vec_len (sacks);
1130   for (i = 0; i < len - 1; i++)
1131     {
1132       block = &sacks[i];
1133       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->irs,
1134                   block->end - tc->irs);
1135     }
1136   if (len)
1137     {
1138       block = &sacks[len - 1];
1139       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->irs,
1140                   block->end - tc->irs);
1141     }
1142   return s;
1143 }
1144
1145 u8 *
1146 format_tcp_rcv_sacks (u8 * s, va_list * args)
1147 {
1148   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1149   sack_block_t *sacks = tc->rcv_opts.sacks;
1150   sack_block_t *block;
1151   int i, len = 0;
1152
1153   len = vec_len (sacks);
1154   for (i = 0; i < len - 1; i++)
1155     {
1156       block = &sacks[i];
1157       s = format (s, " start %u end %u\n", block->start - tc->iss,
1158                   block->end - tc->iss);
1159     }
1160   if (len)
1161     {
1162       block = &sacks[len - 1];
1163       s = format (s, " start %u end %u", block->start - tc->iss,
1164                   block->end - tc->iss);
1165     }
1166   return s;
1167 }
1168
1169 static u8 *
1170 format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
1171 {
1172   sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
1173   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1174   if (tc)
1175     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start - tc->iss, hole->end - tc->iss);
1176   else
1177     s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start, hole->end);
1178   return s;
1179 }
1180
1181 u8 *
1182 format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
1183 {
1184   sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
1185   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
1186   sack_scoreboard_hole_t *hole;
1187   u32 indent = format_get_indent (s);
1188
1189   s = format (s, "sacked %u last_sacked %u lost %u last_lost %u"
1190               " rxt_sacked %u\n",
1191               sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes,
1192               sb->last_lost_bytes, sb->rxt_sacked);
1193   s = format (s, "%Ulast_delivered %u high_sacked %u is_reneging %u\n",
1194               format_white_space, indent, sb->last_bytes_delivered,
1195               sb->high_sacked - tc->iss, sb->is_reneging);
1196   s = format (s, "%Ucur_rxt_hole %u high_rxt %u rescue_rxt %u",
1197               format_white_space, indent, sb->cur_rxt_hole,
1198               sb->high_rxt - tc->iss, sb->rescue_rxt - tc->iss);
1199
1200   hole = scoreboard_first_hole (sb);
1201   if (hole)
1202     s = format (s, "\n%Uhead %u tail %u %u holes:\n%U", format_white_space,
1203                 indent, sb->head, sb->tail, pool_elts (sb->holes),
1204                 format_white_space, indent);
1205
1206   while (hole)
1207     {
1208       s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole, tc);
1209       hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
1210     }
1211
1212   return s;
1213 }
1214
1215 static transport_connection_t *
1216 tcp_session_get_transport (u32 conn_index, u32 thread_index)
1217 {
1218   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1219   if (PREDICT_FALSE (!tc))
1220     return 0;
1221   return &tc->connection;
1222 }
1223
1224 static transport_connection_t *
1225 tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
1226 {
1227   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
1228   return &tc->connection;
1229 }
1230
1231 static u16
1232 tcp_session_cal_goal_size (tcp_connection_t * tc)
1233 {
1234   u16 goal_size = tc->snd_mss;
1235
1236   goal_size = TCP_MAX_GSO_SZ - tc->snd_mss % TCP_MAX_GSO_SZ;
1237   goal_size = clib_min (goal_size, tc->snd_wnd / 2);
1238
1239   return goal_size > tc->snd_mss ? goal_size : tc->snd_mss;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * Compute maximum segment size for session layer.
1244  *
1245  * Since the result needs to be the actual data length, it first computes
1246  * the tcp options to be used in the next burst and subtracts their
1247  * length from the connection's snd_mss.
1248  */
1249 static u16
1250 tcp_session_send_mss (transport_connection_t * trans_conn)
1251 {
1252   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1253
1254   /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
1255    * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
1256    * the current state of the connection. */
1257   tcp_update_burst_snd_vars (tc);
1258
1259   if (PREDICT_FALSE (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_TSO))
1260     return tcp_session_cal_goal_size (tc);
1261
1262   return tc->snd_mss;
1263 }
1264
1265 always_inline u32
1266 tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
1267 {
1268   if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
1269     {
1270       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
1271     }
1272
1273   /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
1274    * don't try at all */
1275   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
1276     return snd_space < tc->cwnd ? 0 : snd_space;
1277
1278   /* round down to mss multiple */
1279   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
1280 }
1281
1282 /**
1283  * Compute tx window session is allowed to fill.
1284  *
1285  * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
1286  * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
1287  * of snd_mss.
1288  *
1289  * @param tc tcp connection
1290  * @return number of bytes session is allowed to write
1291  */
1292 static inline u32
1293 tcp_snd_space_inline (tcp_connection_t * tc)
1294 {
1295   int snd_space;
1296
1297   if (PREDICT_FALSE (tcp_in_fastrecovery (tc)
1298                      || tc->state == TCP_STATE_CLOSED))
1299     return 0;
1300
1301   snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
1302
1303   /* If we got dupacks or sacked bytes but we're not yet in recovery, try
1304    * to force the peer to send enough dupacks to start retransmitting as
1305    * per Limited Transmit (RFC3042)
1306    */
1307   if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks != 0 || tc->sack_sb.sacked_bytes))
1308     {
1309       if (tc->limited_transmit != tc->snd_nxt
1310           && (seq_lt (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt - 2 * tc->snd_mss)
1311               || seq_gt (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt)))
1312         tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
1313
1314       ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
1315
1316       int snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
1317       snd_space = clib_max ((int) 2 * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
1318     }
1319   return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1320 }
1321
1322 u32
1323 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
1324 {
1325   return tcp_snd_space_inline (tc);
1326 }
1327
1328 static u32
1329 tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
1330 {
1331   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1332   return clib_min (tcp_snd_space_inline (tc),
1333                    tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
1334 }
1335
1336 static u32
1337 tcp_session_tx_fifo_offset (transport_connection_t * trans_conn)
1338 {
1339   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1340
1341   ASSERT (seq_geq (tc->snd_nxt, tc->snd_una));
1342
1343   /* This still works if fast retransmit is on */
1344   return (tc->snd_nxt - tc->snd_una);
1345 }
1346
1347 static void
1348 tcp_update_time (f64 now, u8 thread_index)
1349 {
1350   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1351
1352   tcp_set_time_now (wrk);
1353   tw_timer_expire_timers_16t_2w_512sl (&wrk->timer_wheel, now);
1354   tcp_flush_frames_to_output (wrk);
1355 }
1356
1357 static void
1358 tcp_session_flush_data (transport_connection_t * tconn)
1359 {
1360   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) tconn;
1361   if (tc->flags & TCP_CONN_PSH_PENDING)
1362     return;
1363   tc->flags |= TCP_CONN_PSH_PENDING;
1364   tc->psh_seq = tc->snd_una + transport_max_tx_dequeue (tconn) - 1;
1365 }
1366
1367 /* *INDENT-OFF* */
1368 const static transport_proto_vft_t tcp_proto = {
1369   .enable = vnet_tcp_enable_disable,
1370   .start_listen = tcp_session_bind,
1371   .stop_listen = tcp_session_unbind,
1372   .push_header = tcp_session_push_header,
1373   .get_connection = tcp_session_get_transport,
1374   .get_listener = tcp_session_get_listener,
1375   .get_half_open = tcp_half_open_session_get_transport,
1376   .connect = tcp_session_open,
1377   .close = tcp_session_close,
1378   .cleanup = tcp_session_cleanup,
1379   .reset = tcp_session_reset,
1380   .send_mss = tcp_session_send_mss,
1381   .send_space = tcp_session_send_space,
1382   .update_time = tcp_update_time,
1383   .tx_fifo_offset = tcp_session_tx_fifo_offset,
1384   .flush_data = tcp_session_flush_data,
1385   .custom_tx = tcp_session_custom_tx,
1386   .format_connection = format_tcp_session,
1387   .format_listener = format_tcp_listener_session,
1388   .format_half_open = format_tcp_half_open_session,
1389   .transport_options = {
1390     .tx_type = TRANSPORT_TX_PEEK,
1391     .service_type = TRANSPORT_SERVICE_VC,
1392   },
1393 };
1394 /* *INDENT-ON* */
1395
1396 void
1397 tcp_connection_tx_pacer_update (tcp_connection_t * tc)
1398 {
1399   if (!transport_connection_is_tx_paced (&tc->connection))
1400     return;
1401
1402   f64 srtt = clib_min ((f64) tc->srtt * TCP_TICK, tc->mrtt_us);
1403
1404   transport_connection_tx_pacer_update (&tc->connection,
1405                                         tcp_cc_get_pacing_rate (tc),
1406                                         srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1407 }
1408
1409 void
1410 tcp_connection_tx_pacer_reset (tcp_connection_t * tc, u32 window,
1411                                u32 start_bucket)
1412 {
1413   f64 srtt = clib_min ((f64) tc->srtt * TCP_TICK, tc->mrtt_us);
1414   transport_connection_tx_pacer_reset (&tc->connection,
1415                                        tcp_cc_get_pacing_rate (tc),
1416                                        start_bucket,
1417                                        srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1418 }
1419
1420 static void
1421 tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index, u32 thread_index)
1422 {
1423   tcp_connection_t *tc;
1424
1425   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1426   if (!tc)
1427     return;
1428
1429   switch (tc->state)
1430     {
1431     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1432       tcp_connection_timers_reset (tc);
1433       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1434
1435       if (!(tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG))
1436         {
1437           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1438           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1439           break;
1440         }
1441
1442       /* Session didn't come back with a close. Send FIN either way
1443        * and switch to LAST_ACK. */
1444       tcp_cong_recovery_off (tc);
1445       /* Make sure we don't try to send unsent data */
1446       tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1447       tcp_send_fin (tc);
1448       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_LAST_ACK);
1449
1450       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1451       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.lastack_time);
1452
1453       /* Don't delete the connection yet */
1454       break;
1455     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1456       tcp_connection_timers_reset (tc);
1457       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1458       if (tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG)
1459         {
1460           /* If FIN pending, we haven't sent everything, but we did try.
1461            * Notify session layer that transport is closed. */
1462           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1463           tcp_send_reset (tc);
1464           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1465         }
1466       else
1467         {
1468           /* We've sent the fin but no progress. Close the connection and
1469            * to make sure everything is flushed, setup a cleanup timer */
1470           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1471           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1472         }
1473       break;
1474     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1475     case TCP_STATE_CLOSING:
1476       tcp_connection_timers_reset (tc);
1477       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1478       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1479       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1480       break;
1481     default:
1482       tcp_connection_del (tc);
1483       break;
1484     }
1485 }
1486
1487 /* *INDENT-OFF* */
1488 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1489 {
1490     tcp_timer_retransmit_handler,
1491     tcp_timer_delack_handler,
1492     tcp_timer_persist_handler,
1493     tcp_timer_waitclose_handler,
1494     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1495 };
1496 /* *INDENT-ON* */
1497
1498 static void
1499 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1500 {
1501   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1502   u32 connection_index, timer_id;
1503   tcp_connection_t *tc;
1504   int i;
1505
1506   /*
1507    * Invalidate all timer handles before dispatching. This avoids dangling
1508    * index references to timer wheel pool entries that have been freed.
1509    */
1510   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1511     {
1512       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1513       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1514
1515       if (timer_id != TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN)
1516         tc = tcp_connection_get (connection_index, thread_index);
1517       else
1518         tc = tcp_half_open_connection_get (connection_index);
1519
1520       TCP_EVT (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1521
1522       tc->timers[timer_id] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1523     }
1524
1525   /*
1526    * Dispatch expired timers
1527    */
1528   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1529     {
1530       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1531       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1532       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (connection_index, thread_index);
1533     }
1534 }
1535
1536 static void
1537 tcp_initialize_timer_wheels (tcp_main_t * tm)
1538 {
1539   tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *tw;
1540   /* *INDENT-OFF* */
1541   foreach_vlib_main (({
1542     tw = &tm->wrk_ctx[ii].timer_wheel;
1543     tw_timer_wheel_init_16t_2w_512sl (tw, tcp_expired_timers_dispatch,
1544                                       TCP_TIMER_TICK, ~0);
1545     tw->last_run_time = vlib_time_now (this_vlib_main);
1546   }));
1547   /* *INDENT-ON* */
1548 }
1549
1550 static void
1551 tcp_initialize_iss_seed (tcp_main_t * tm)
1552 {
1553   u32 default_seed = random_default_seed ();
1554   u64 time_now = clib_cpu_time_now ();
1555
1556   tm->iss_seed.first = (u64) random_u32 (&default_seed) << 32;
1557   tm->iss_seed.second = random_u64 (&time_now);
1558 }
1559
1560 static clib_error_t *
1561 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1562 {
1563   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1564   u32 num_threads, n_workers, prealloc_conn_per_wrk;
1565   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1566   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1567   clib_error_t *error = 0;
1568   int thread;
1569
1570   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1571     return error;
1572   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1573     return error;
1574   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1575     return error;
1576
1577   /*
1578    * Registrations
1579    */
1580
1581   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
1582   ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
1583
1584   /*
1585    * Initialize data structures
1586    */
1587
1588   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1589   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
1590   vec_validate (tm->wrk_ctx, num_threads - 1);
1591   n_workers = num_threads == 1 ? 1 : vtm->n_threads;
1592   prealloc_conn_per_wrk = tcp_cfg.preallocated_connections / n_workers;
1593
1594   for (thread = 0; thread < num_threads; thread++)
1595     {
1596       vec_validate (tm->wrk_ctx[thread].pending_deq_acked, 255);
1597       vec_validate (tm->wrk_ctx[thread].pending_disconnects, 255);
1598       vec_reset_length (tm->wrk_ctx[thread].pending_deq_acked);
1599       vec_reset_length (tm->wrk_ctx[thread].pending_disconnects);
1600       tm->wrk_ctx[thread].vm = vlib_mains[thread];
1601
1602       /*
1603        * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1604        * use preallocated threads when running multi-core
1605        */
1606       if ((thread > 0 || num_threads == 1) && prealloc_conn_per_wrk)
1607         pool_init_fixed (tm->connections[thread], prealloc_conn_per_wrk);
1608     }
1609
1610   /*
1611    * Use a preallocated half-open connection pool?
1612    */
1613   if (tcp_cfg.preallocated_half_open_connections)
1614     pool_init_fixed (tm->half_open_connections,
1615                      tcp_cfg.preallocated_half_open_connections);
1616
1617   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
1618    * monotonically increasing timestamps. */
1619   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
1620     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
1621
1622   if (num_threads > 1)
1623     {
1624       clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
1625     }
1626
1627   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
1628   tcp_initialize_iss_seed (tm);
1629
1630   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
1631   tm->cc_last_type = TCP_CC_LAST;
1632   return error;
1633 }
1634
1635 clib_error_t *
1636 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1637 {
1638   if (is_en)
1639     {
1640       if (tcp_main.is_enabled)
1641         return 0;
1642
1643       return tcp_main_enable (vm);
1644     }
1645   else
1646     {
1647       tcp_main.is_enabled = 0;
1648     }
1649
1650   return 0;
1651 }
1652
1653 void
1654 tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
1655 {
1656   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1657   if (is_ip4)
1658     tm->punt_unknown4 = is_add;
1659   else
1660     tm->punt_unknown6 = is_add;
1661 }
1662
1663 /**
1664  * Initialize default values for tcp parameters
1665  */
1666 static void
1667 tcp_configuration_init (void)
1668 {
1669   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated at that point so use some
1670    * predefined value. For SYN-ACK we still want the scale to be computed in
1671    * the same way */
1672   tcp_cfg.max_rx_fifo = 32 << 20;
1673   tcp_cfg.min_rx_fifo = 4 << 10;
1674
1675   tcp_cfg.default_mtu = 1500;
1676   tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = 0;
1677   tcp_cfg.enable_tx_pacing = 1;
1678   tcp_cfg.allow_tso = 0;
1679   tcp_cfg.csum_offload = 1;
1680   tcp_cfg.cc_algo = TCP_CC_NEWRENO;
1681   tcp_cfg.rwnd_min_update_ack = 1;
1682
1683   /* Time constants defined as timer tick (100ms) multiples */
1684   tcp_cfg.delack_time = 1;      /* 0.1s */
1685   tcp_cfg.closewait_time = 20;  /* 2s */
1686   tcp_cfg.timewait_time = 100;  /* 10s */
1687   tcp_cfg.finwait1_time = 600;  /* 60s */
1688   tcp_cfg.lastack_time = 300;   /* 30s */
1689   tcp_cfg.finwait2_time = 300;  /* 30s */
1690   tcp_cfg.closing_time = 300;   /* 30s */
1691   tcp_cfg.cleanup_time = 1;     /* 0.1s */
1692 }
1693
1694 static clib_error_t *
1695 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1696 {
1697   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1698   ip_main_t *im = &ip_main;
1699   ip_protocol_info_t *pi;
1700
1701   /* Session layer, and by implication tcp, are disabled by default */
1702   tm->is_enabled = 0;
1703
1704   /* Register with IP for header parsing */
1705   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1706   if (pi == 0)
1707     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1708   pi->format_header = format_tcp_header;
1709   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1710
1711   /* Register as transport with session layer */
1712   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1713                                FIB_PROTOCOL_IP4, tcp4_output_node.index);
1714   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1715                                FIB_PROTOCOL_IP6, tcp6_output_node.index);
1716
1717   tcp_api_reference ();
1718   tcp_configuration_init ();
1719
1720   tm->cc_algo_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1721
1722   return 0;
1723 }
1724
1725 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1726
1727 uword
1728 unformat_tcp_cc_algo (unformat_input_t * input, va_list * va)
1729 {
1730   tcp_cc_algorithm_type_e *result = va_arg (*va, tcp_cc_algorithm_type_e *);
1731   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1732   char *cc_algo_name;
1733   u8 found = 0;
1734   uword *p;
1735
1736   if (unformat (input, "%s", &cc_algo_name)
1737       && ((p = hash_get_mem (tm->cc_algo_by_name, cc_algo_name))))
1738     {
1739       *result = *p;
1740       found = 1;
1741     }
1742
1743   vec_free (cc_algo_name);
1744   return found;
1745 }
1746
1747 uword
1748 unformat_tcp_cc_algo_cfg (unformat_input_t * input, va_list * va)
1749 {
1750   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1751   tcp_cc_algorithm_t *cc_alg;
1752   unformat_input_t sub_input;
1753   int found = 0;
1754
1755   vec_foreach (cc_alg, tm->cc_algos)
1756   {
1757     if (!unformat (input, cc_alg->name))
1758       continue;
1759
1760     if (cc_alg->unformat_cfg
1761         && unformat (input, "%U", unformat_vlib_cli_sub_input, &sub_input))
1762       {
1763         if (cc_alg->unformat_cfg (&sub_input))
1764           found = 1;
1765       }
1766   }
1767   return found;
1768 }
1769
1770 static clib_error_t *
1771 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1772 {
1773   u32 cwnd_multiplier, tmp_time;
1774   uword memory_size;
1775
1776   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1777     {
1778       if (unformat (input, "preallocated-connections %d",
1779                     &tcp_cfg.preallocated_connections))
1780         ;
1781       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
1782                          &tcp_cfg.preallocated_half_open_connections))
1783         ;
1784       else if (unformat (input, "buffer-fail-fraction %f",
1785                          &tcp_cfg.buffer_fail_fraction))
1786         ;
1787       else if (unformat (input, "max-rx-fifo %U", unformat_memory_size,
1788                          &memory_size))
1789         {
1790           if (memory_size >= 0x100000000)
1791             {
1792               return clib_error_return
1793                 (0, "max-rx-fifo %llu (0x%llx) too large", memory_size,
1794                  memory_size);
1795             }
1796           tcp_cfg.max_rx_fifo = memory_size;
1797         }
1798       else if (unformat (input, "min-rx-fifo %U", unformat_memory_size,
1799                          &memory_size))
1800         {
1801           if (memory_size >= 0x100000000)
1802             {
1803               return clib_error_return
1804                 (0, "min-rx-fifo %llu (0x%llx) too large", memory_size,
1805                  memory_size);
1806             }
1807           tcp_cfg.min_rx_fifo = memory_size;
1808         }
1809       else if (unformat (input, "mtu %u", &tcp_cfg.default_mtu))
1810         ;
1811       else if (unformat (input, "rwnd-min-update-ack %d",
1812                          &tcp_cfg.rwnd_min_update_ack))
1813         ;
1814       else if (unformat (input, "initial-cwnd-multiplier %u",
1815                          &cwnd_multiplier))
1816         tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = cwnd_multiplier;
1817       else if (unformat (input, "no-tx-pacing"))
1818         tcp_cfg.enable_tx_pacing = 0;
1819       else if (unformat (input, "tso"))
1820         tcp_cfg.allow_tso = 1;
1821       else if (unformat (input, "no-csum-offload"))
1822         tcp_cfg.csum_offload = 0;
1823       else if (unformat (input, "cc-algo %U", unformat_tcp_cc_algo,
1824                          &tcp_cfg.cc_algo))
1825         ;
1826       else if (unformat (input, "%U", unformat_tcp_cc_algo_cfg))
1827         ;
1828       else if (unformat (input, "closewait-time %u", &tmp_time))
1829         tcp_cfg.closewait_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1830       else if (unformat (input, "timewait-time %u", &tmp_time))
1831         tcp_cfg.timewait_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1832       else if (unformat (input, "finwait1-time %u", &tmp_time))
1833         tcp_cfg.finwait1_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1834       else if (unformat (input, "finwait2-time %u", &tmp_time))
1835         tcp_cfg.finwait2_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1836       else if (unformat (input, "lastack-time %u", &tmp_time))
1837         tcp_cfg.lastack_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1838       else if (unformat (input, "closing-time %u", &tmp_time))
1839         tcp_cfg.closing_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1840       else if (unformat (input, "cleanup-time %u", &tmp_time))
1841         tcp_cfg.cleanup_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1842       else
1843         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1844                                   format_unformat_error, input);
1845     }
1846   return 0;
1847 }
1848
1849 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
1850
1851
1852 /**
1853  * \brief Configure an ipv4 source address range
1854  * @param vm vlib_main_t pointer
1855  * @param start first ipv4 address in the source address range
1856  * @param end last ipv4 address in the source address range
1857  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1858  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1859  */
1860
1861 int
1862 tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1863                                        ip4_address_t * start,
1864                                        ip4_address_t * end, u32 table_id)
1865 {
1866   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
1867   u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
1868   fib_prefix_t prefix;
1869   fib_node_index_t fei;
1870   u32 fib_index = 0;
1871   u32 sw_if_index;
1872   int rv;
1873
1874   clib_memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1875
1876   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
1877
1878   if (fib_index == ~0)
1879     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1880
1881   start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
1882   end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
1883
1884   /* sanity check for reversed args or some such */
1885   if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
1886     return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
1887
1888   /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
1889   prefix.fp_len = 32;
1890   prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1891   memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
1892
1893   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1894
1895   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1896   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1897     return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1898
1899   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1900
1901   /* Configure proxy arp across the range */
1902   rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
1903
1904   if (rv)
1905     return rv;
1906
1907   rv = vnet_proxy_arp_enable_disable (vnm, sw_if_index, 1);
1908
1909   if (rv)
1910     return rv;
1911
1912   do
1913     {
1914       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1915
1916       vec_add1 (tcp_cfg.ip4_src_addrs, start[0]);
1917
1918       /* Add local adjacencies for the range */
1919
1920       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
1921                                NULL, &dpo);
1922       prefix.fp_len = 32;
1923       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1924       prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
1925
1926       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1927                                           &prefix,
1928                                           FIB_SOURCE_API,
1929                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1930       dpo_reset (&dpo);
1931
1932       start_host_byte_order++;
1933       start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
1934     }
1935   while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
1936
1937   return 0;
1938 }
1939
1940 /**
1941  * \brief Configure an ipv6 source address range
1942  * @param vm vlib_main_t pointer
1943  * @param start first ipv6 address in the source address range
1944  * @param end last ipv6 address in the source address range
1945  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1946  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1947  */
1948
1949 int
1950 tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1951                                        ip6_address_t * start,
1952                                        ip6_address_t * end, u32 table_id)
1953 {
1954   fib_prefix_t prefix;
1955   u32 fib_index = 0;
1956   fib_node_index_t fei;
1957   u32 sw_if_index;
1958
1959   clib_memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1960
1961   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
1962
1963   if (fib_index == ~0)
1964     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1965
1966   while (1)
1967     {
1968       int i;
1969       ip6_address_t tmp;
1970       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1971
1972       /* Remember this address */
1973       vec_add1 (tcp_cfg.ip6_src_addrs, start[0]);
1974
1975       /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
1976       prefix.fp_len = 128;
1977       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
1978       memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_address_t));
1979
1980       fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1981
1982       /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1983       if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1984         return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1985
1986       sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1987
1988       if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
1989         return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
1990
1991       /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
1992       ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
1993
1994       /* Add a receive adjacency for this address */
1995       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
1996                                NULL, &dpo);
1997
1998       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1999                                           &prefix,
2000                                           FIB_SOURCE_API,
2001                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
2002       dpo_reset (&dpo);
2003
2004       /* Done with the entire range? */
2005       if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
2006         break;
2007
2008       /* Increment the address. DGMS. */
2009       tmp = start[0];
2010       for (i = 15; i >= 0; i--)
2011         {
2012           tmp.as_u8[i] += 1;
2013           if (tmp.as_u8[i] != 0)
2014             break;
2015         }
2016       start[0] = tmp;
2017     }
2018   return 0;
2019 }
2020
2021 static clib_error_t *
2022 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
2023                  unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2024 {
2025   ip4_address_t v4start, v4end;
2026   ip6_address_t v6start, v6end;
2027   u32 table_id = 0;
2028   int v4set = 0;
2029   int v6set = 0;
2030   int rv;
2031
2032   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2033     {
2034       if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
2035                     unformat_ip4_address, &v4end))
2036         v4set = 1;
2037       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
2038         {
2039           memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
2040           v4set = 1;
2041         }
2042       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
2043                          unformat_ip6_address, &v6end))
2044         v6set = 1;
2045       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
2046         {
2047           memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v6start));
2048           v6set = 1;
2049         }
2050       else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
2051         ;
2052       else
2053         break;
2054     }
2055
2056   if (!v4set && !v6set)
2057     return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
2058
2059   if (v4set)
2060     {
2061       rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
2062                                                   table_id);
2063       switch (rv)
2064         {
2065         case 0:
2066           break;
2067
2068         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
2069           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
2070
2071         case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
2072           return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
2073                                     format_ip4_address, &v4start,
2074                                     format_ip4_address, &v4end);
2075         default:
2076           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
2077           break;
2078         }
2079     }
2080   if (v6set)
2081     {
2082       rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
2083                                                   table_id);
2084       switch (rv)
2085         {
2086         case 0:
2087           break;
2088
2089         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
2090           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
2091
2092         default:
2093           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
2094           break;
2095         }
2096     }
2097   return 0;
2098 }
2099
2100 /* *INDENT-OFF* */
2101 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
2102 {
2103   .path = "tcp src-address",
2104   .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
2105   .function = tcp_src_address,
2106 };
2107 /* *INDENT-ON* */
2108
2109 static u8 *
2110 tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
2111 {
2112 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
2113
2114   scoreboard_trace_elt_t *block;
2115   int i = 0;
2116
2117   if (!sb->trace)
2118     return s;
2119
2120   s = format (s, "scoreboard trace:");
2121   vec_foreach (block, sb->trace)
2122   {
2123     s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
2124                 block->ack, block->snd_una_max, block->group);
2125     if ((++i % 3) == 0)
2126       s = format (s, "\n");
2127   }
2128   return s;
2129 #else
2130   return 0;
2131 #endif
2132 }
2133
2134 static clib_error_t *
2135 tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2136                               vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2137 {
2138   transport_connection_t *tconn = 0;
2139   tcp_connection_t *tc;
2140   u8 *s = 0;
2141   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2142     {
2143       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
2144                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
2145         ;
2146       else
2147         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
2148                                   format_unformat_error, input);
2149     }
2150
2151   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2152     {
2153       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
2154       return 0;
2155     }
2156
2157   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
2158   s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
2159   vlib_cli_output (vm, "%v", s);
2160   return 0;
2161 }
2162
2163 /* *INDENT-OFF* */
2164 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
2165 {
2166   .path = "show tcp scoreboard trace",
2167   .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
2168   .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
2169 };
2170 /* *INDENT-ON* */
2171
2172 u8 *
2173 tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
2174 {
2175   int i, trace_len;
2176   scoreboard_trace_elt_t *trace;
2177   u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
2178   tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
2179   sack_block_t *block;
2180
2181   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2182     {
2183       s = format (s, "scoreboard tracing not enabled");
2184       return s;
2185     }
2186
2187   if (!tc)
2188     return s;
2189
2190   clib_memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
2191   tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
2192   scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
2193   dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
2194
2195 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
2196   trace = tc->sack_sb.trace;
2197   trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
2198 #endif
2199
2200   for (i = 0; i < trace_len; i++)
2201     {
2202       if (trace[i].ack != 0)
2203         {
2204           dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
2205           dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
2206         }
2207     }
2208
2209   left = 0;
2210   while (left < trace_len)
2211     {
2212       group = trace[left].group;
2213       vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
2214       has_new_ack = 0;
2215       while (trace[left].group == group)
2216         {
2217           if (trace[left].ack != 0)
2218             {
2219               if (verbose)
2220                 s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
2221                             trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
2222               dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
2223               next_ack = trace[left].ack;
2224               has_new_ack = 1;
2225             }
2226           else
2227             {
2228               if (verbose)
2229                 s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
2230                             trace[left].end);
2231               vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
2232               block->start = trace[left].start;
2233               block->end = trace[left].end;
2234             }
2235           left++;
2236         }
2237
2238       /* Push segments */
2239       tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
2240       if (has_new_ack)
2241         dummy_tc->snd_una = next_ack;
2242
2243       if (verbose)
2244         s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
2245                     &dummy_tc->sack_sb);
2246
2247     }
2248   s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
2249
2250   return s;
2251 }
2252
2253 static clib_error_t *
2254 tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2255                          vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2256 {
2257   transport_connection_t *tconn = 0;
2258   tcp_connection_t *tc = 0;
2259   u8 *str = 0;
2260   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2261     {
2262       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
2263                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
2264         ;
2265       else
2266         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
2267                                   format_unformat_error, input);
2268     }
2269
2270   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2271     {
2272       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
2273       return 0;
2274     }
2275
2276   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
2277   if (!tc)
2278     {
2279       vlib_cli_output (vm, "connection not found");
2280       return 0;
2281     }
2282   str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
2283   vlib_cli_output (vm, "%v", str);
2284   return 0;
2285 }
2286
2287 /* *INDENT-OFF* */
2288 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
2289 {
2290   .path = "tcp replay scoreboard",
2291   .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
2292   .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
2293 };
2294 /* *INDENT-ON* */
2295
2296 static clib_error_t *
2297 show_tcp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2298                   vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2299 {
2300   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
2301   if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2302     return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
2303                               input);
2304   vlib_cli_output (vm, "IPv4 TCP punt: %s",
2305                    tm->punt_unknown4 ? "enabled" : "disabled");
2306   vlib_cli_output (vm, "IPv6 TCP punt: %s",
2307                    tm->punt_unknown6 ? "enabled" : "disabled");
2308   return 0;
2309 }
2310 /* *INDENT-OFF* */
2311 VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
2312 {
2313   .path = "show tcp punt",
2314   .short_help = "show tcp punt",
2315   .function = show_tcp_punt_fn,
2316 };
2317 /* *INDENT-ON* */
2318
2319 /*
2320  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2321  *
2322  * Local Variables:
2323  * eval: (c-set-style "gnu")
2324  * End:
2325  */