vlib: fix use of RTLD_DEEPBIND for musl
[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/tcp/tcp_inlines.h>
23 #include <vnet/session/session.h>
24 #include <vnet/fib/fib.h>
25 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
26 #include <math.h>
27
28 #include <vlib/stats/stats.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   /* As per RFC 6582 initialize "recover" to iss */
77   if (tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts))
78     tc->snd_congestion = tc->iss;
79
80   tc->cc_algo->init (tc);
81 }
82
83 static void
84 tcp_cc_cleanup (tcp_connection_t * tc)
85 {
86   if (tc->cc_algo->cleanup)
87     tc->cc_algo->cleanup (tc);
88 }
89
90 void
91 tcp_cc_algo_register (tcp_cc_algorithm_type_e type,
92                       const tcp_cc_algorithm_t * vft)
93 {
94   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
95   vec_validate (tm->cc_algos, type);
96
97   tm->cc_algos[type] = *vft;
98   hash_set_mem (tm->cc_algo_by_name, vft->name, type);
99 }
100
101 tcp_cc_algorithm_t *
102 tcp_cc_algo_get (tcp_cc_algorithm_type_e type)
103 {
104   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
105   return &tm->cc_algos[type];
106 }
107
108 tcp_cc_algorithm_type_e
109 tcp_cc_algo_new_type (const tcp_cc_algorithm_t * vft)
110 {
111   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
112   tcp_cc_algo_register (++tm->cc_last_type, vft);
113   return tm->cc_last_type;
114 }
115
116 static u32
117 tcp_connection_bind (u32 session_index, transport_endpoint_cfg_t *lcl)
118 {
119   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
120   tcp_connection_t *listener;
121   void *iface_ip;
122
123   pool_get (tm->listener_pool, listener);
124   clib_memset (listener, 0, sizeof (*listener));
125
126   listener->c_c_index = listener - tm->listener_pool;
127   listener->c_lcl_port = lcl->port;
128
129   /* If we are provided a sw_if_index, bind using one of its ips */
130   if (ip_is_zero (&lcl->ip, 1) && lcl->sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
131     {
132       if ((iface_ip = ip_interface_get_first_ip (lcl->sw_if_index,
133                                                  lcl->is_ip4)))
134         ip_set (&lcl->ip, iface_ip, lcl->is_ip4);
135     }
136   ip_copy (&listener->c_lcl_ip, &lcl->ip, lcl->is_ip4);
137   listener->c_is_ip4 = lcl->is_ip4;
138   listener->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
139   listener->c_s_index = session_index;
140   listener->c_fib_index = lcl->fib_index;
141   listener->state = TCP_STATE_LISTEN;
142   listener->cc_algo = tcp_cc_algo_get (tcp_cfg.cc_algo);
143
144   tcp_connection_timers_init (listener);
145
146   TCP_EVT (TCP_EVT_BIND, listener);
147
148   return listener->c_c_index;
149 }
150
151 static u32
152 tcp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_cfg_t *tep)
153 {
154   return tcp_connection_bind (session_index, tep);
155 }
156
157 static void
158 tcp_connection_unbind (u32 listener_index)
159 {
160   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
161   tcp_connection_t *tc;
162
163   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
164
165   TCP_EVT (TCP_EVT_UNBIND, tc);
166
167   /* Poison the entry */
168   if (CLIB_DEBUG > 0)
169     clib_memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
170
171   pool_put_index (tm->listener_pool, listener_index);
172 }
173
174 static u32
175 tcp_session_unbind (u32 listener_index)
176 {
177   tcp_connection_unbind (listener_index);
178   return 0;
179 }
180
181 static transport_connection_t *
182 tcp_session_get_listener (u32 listener_index)
183 {
184   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
185   tcp_connection_t *tc;
186   tc = pool_elt_at_index (tm->listener_pool, listener_index);
187   return &tc->connection;
188 }
189
190 static tcp_connection_t *
191 tcp_half_open_connection_alloc (void)
192 {
193   return tcp_connection_alloc (transport_cl_thread ());
194 }
195
196 /**
197  * Cleanup half-open connection
198  *
199  */
200 static void
201 tcp_half_open_connection_free (tcp_connection_t * tc)
202 {
203   ASSERT (vlib_get_thread_index () == tc->c_thread_index ||
204           vlib_thread_is_main_w_barrier ());
205   return tcp_connection_free (tc);
206 }
207
208 /**
209  * Try to cleanup half-open connection
210  *
211  * If called from a thread that doesn't own tc, the call won't have any
212  * effect.
213  *
214  * @param tc - connection to be cleaned up
215  * @return non-zero if cleanup failed.
216  */
217 int
218 tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
219 {
220   tcp_worker_ctx_t *wrk;
221
222   /* Make sure this is the owning thread */
223   if (tc->c_thread_index != vlib_get_thread_index ())
224     return 1;
225
226   session_half_open_delete_notify (&tc->connection);
227   wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
228   tcp_timer_reset (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
229   tcp_half_open_connection_free (tc);
230   return 0;
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_EVT (TCP_EVT_DELETE, tc);
242
243   /* Cleanup local endpoint if this was an active connect */
244   if (!(tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_NO_ENDPOINT))
245     transport_release_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tc->c_lcl_ip,
246                                       tc->c_lcl_port);
247
248   /* Check if connection is not yet fully established */
249   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
250     {
251       /* Try to remove the half-open connection. If this is not the owning
252        * thread, tc won't be removed. Retransmit or establish timers will
253        * eventually expire and call again cleanup on the right thread. */
254       if (tcp_half_open_connection_cleanup (tc))
255         tc->flags |= TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE;
256     }
257   else
258     {
259       /* Make sure all timers are cleared */
260       tcp_connection_timers_reset (tc);
261
262       if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
263         tcp_add_del_adjacency (tc, 0);
264
265       tcp_cc_cleanup (tc);
266       vec_free (tc->snd_sacks);
267       vec_free (tc->snd_sacks_fl);
268       vec_free (tc->rcv_opts.sacks);
269       pool_free (tc->sack_sb.holes);
270
271       if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
272         tcp_bt_cleanup (tc);
273
274       tcp_connection_free (tc);
275     }
276 }
277
278 /**
279  * Connection removal.
280  *
281  * This should be called only once connection enters CLOSED state. Note
282  * that it notifies the session of the removal event, so if the goal is to
283  * just remove the connection, call tcp_connection_cleanup instead.
284  */
285 void
286 tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
287 {
288   session_transport_delete_notify (&tc->connection);
289   tcp_connection_cleanup (tc);
290 }
291
292 tcp_connection_t *
293 tcp_connection_alloc (u8 thread_index)
294 {
295   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
296   tcp_connection_t *tc;
297
298   pool_get_aligned_safe (wrk->connections, tc, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
299   clib_memset (tc, 0, sizeof (*tc));
300   tc->c_c_index = tc - wrk->connections;
301   tc->c_thread_index = thread_index;
302   return tc;
303 }
304
305 tcp_connection_t *
306 tcp_connection_alloc_w_base (u8 thread_index, tcp_connection_t **base)
307 {
308   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
309   tcp_connection_t *tc;
310
311   /* Make sure connection is still valid if pool moves */
312   if ((*base)->c_thread_index == thread_index)
313     {
314       u32 base_index = (*base)->c_c_index;
315       pool_get_aligned_safe (wrk->connections, tc, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
316       *base = tcp_connection_get (base_index, thread_index);
317     }
318   else
319     {
320       pool_get_aligned_safe (wrk->connections, tc, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
321     }
322   clib_memcpy_fast (tc, *base, sizeof (*tc));
323   tc->c_c_index = tc - wrk->connections;
324   tc->c_thread_index = thread_index;
325   return tc;
326 }
327
328 void
329 tcp_connection_free (tcp_connection_t * tc)
330 {
331   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
332   if (CLIB_DEBUG)
333     {
334       clib_memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
335       pool_put (wrk->connections, tc);
336       return;
337     }
338   pool_put (wrk->connections, tc);
339 }
340
341 void
342 tcp_program_cleanup (tcp_worker_ctx_t * wrk, tcp_connection_t * tc)
343 {
344   tcp_cleanup_req_t *req;
345   clib_time_type_t now;
346
347   now = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
348   clib_fifo_add2 (wrk->pending_cleanups, req);
349   req->connection_index = tc->c_c_index;
350   req->free_time = now + tcp_cfg.cleanup_time;
351 }
352
353 /**
354  * Begin connection closing procedure.
355  *
356  * If at the end the connection is not in CLOSED state, it is not removed.
357  * Instead, we rely on on TCP to advance through state machine to either
358  * 1) LAST_ACK (passive close) whereby when the last ACK is received
359  * tcp_connection_del is called. This notifies session of the delete and
360  * calls cleanup.
361  * 2) TIME_WAIT (active close) whereby after 2MSL the 2MSL timer triggers
362  * and cleanup is called.
363  *
364  */
365 void
366 tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
367 {
368   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
369
370   TCP_EVT (TCP_EVT_CLOSE, tc);
371
372   /* Send/Program FIN if needed and switch state */
373   switch (tc->state)
374     {
375     case TCP_STATE_SYN_SENT:
376       /* Try to cleanup. If not on the right thread, mark as half-open done.
377        * Connection will be cleaned up when establish timer pops */
378       tcp_connection_cleanup (tc);
379       break;
380     case TCP_STATE_SYN_RCVD:
381       tcp_connection_timers_reset (tc);
382       tcp_send_fin (tc);
383       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_FIN_WAIT_1);
384       tcp_timer_update (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE,
385                         tcp_cfg.finwait1_time);
386       break;
387     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
388       /* If closing with unread data, reset the connection */
389       if (transport_max_rx_dequeue (&tc->connection))
390         {
391           tcp_send_reset (tc);
392           tcp_connection_timers_reset (tc);
393           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
394           session_transport_closed_notify (&tc->connection);
395           tcp_program_cleanup (tcp_get_worker (tc->c_thread_index), tc);
396           tcp_worker_stats_inc (wrk, rst_unread, 1);
397           break;
398         }
399       if (!transport_max_tx_dequeue (&tc->connection))
400         tcp_send_fin (tc);
401       else
402         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
403       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_FIN_WAIT_1);
404       /* Set a timer in case the peer stops responding. Otherwise the
405        * connection will be stuck here forever. */
406       ASSERT (tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID);
407       tcp_timer_set (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE,
408                      tcp_cfg.finwait1_time);
409       break;
410     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
411       if (!transport_max_tx_dequeue (&tc->connection))
412         {
413           tcp_connection_timers_reset (tc);
414           tcp_send_fin (tc);
415           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_LAST_ACK);
416           tcp_timer_update (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE,
417                             tcp_cfg.lastack_time);
418         }
419       else
420         tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
421       break;
422     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
423       tcp_timer_update (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE,
424                         tcp_cfg.finwait1_time);
425       break;
426     case TCP_STATE_CLOSED:
427       /* Cleanup should've been programmed already */
428       break;
429     default:
430       TCP_DBG ("state: %u", tc->state);
431     }
432 }
433
434 static void
435 tcp_session_half_close (u32 conn_index, u32 thread_index)
436 {
437   tcp_worker_ctx_t *wrk;
438   tcp_connection_t *tc;
439
440   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
441   wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
442
443   /* If the connection is not in ESTABLISHED state, ignore it */
444   if (tc->state != TCP_STATE_ESTABLISHED)
445     return;
446   if (!transport_max_tx_dequeue (&tc->connection))
447     tcp_send_fin (tc);
448   else
449     tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
450   tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_FIN_WAIT_1);
451   /* Set a timer in case the peer stops responding. Otherwise the
452    * connection will be stuck here forever. */
453   ASSERT (tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID);
454   tcp_timer_set (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE,
455                  tcp_cfg.finwait1_time);
456 }
457
458 static void
459 tcp_session_close (u32 conn_index, u32 thread_index)
460 {
461   tcp_connection_t *tc;
462   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
463   tcp_connection_close (tc);
464 }
465
466 static void
467 tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
468 {
469   tcp_connection_t *tc;
470   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
471   if (!tc)
472     return;
473   tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
474   tcp_connection_cleanup (tc);
475 }
476
477 static void
478 tcp_session_cleanup_ho (u32 conn_index)
479 {
480   tcp_worker_ctx_t *wrk;
481   tcp_connection_t *tc;
482
483   tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
484   wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
485   tcp_timer_reset (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
486   tcp_half_open_connection_free (tc);
487 }
488
489 static void
490 tcp_session_reset (u32 conn_index, u32 thread_index)
491 {
492   tcp_connection_t *tc;
493   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
494
495   /* For half-opens just cleanup */
496   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
497     {
498       tcp_connection_cleanup (tc);
499       return;
500     }
501
502   tcp_send_reset (tc);
503   tcp_connection_timers_reset (tc);
504   tcp_cong_recovery_off (tc);
505   tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
506   session_transport_closed_notify (&tc->connection);
507   tcp_program_cleanup (tcp_get_worker (thread_index), tc);
508 }
509
510 /**
511  * Initialize all connection timers as invalid
512  */
513 void
514 tcp_connection_timers_init (tcp_connection_t * tc)
515 {
516   int i;
517
518   /* Set all to invalid */
519   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
520     {
521       tc->timers[i] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
522     }
523
524   tc->rto = TCP_RTO_INIT;
525 }
526
527 /**
528  * Stop all connection timers
529  */
530 void
531 tcp_connection_timers_reset (tcp_connection_t * tc)
532 {
533   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
534   int i;
535
536   for (i = 0; i < TCP_N_TIMERS; i++)
537     tcp_timer_reset (&wrk->timer_wheel, tc, i);
538 }
539
540 #if 0
541 typedef struct ip4_tcp_hdr
542 {
543   ip4_header_t ip;
544   tcp_header_t tcp;
545 } ip4_tcp_hdr_t;
546
547 typedef struct ip6_tcp_hdr
548 {
549   ip6_header_t ip;
550   tcp_header_t tcp;
551 } ip6_tcp_hdr_t;
552
553 static void
554 tcp_connection_select_lb_bucket (tcp_connection_t * tc, const dpo_id_t * dpo,
555                                  dpo_id_t * result)
556 {
557   const dpo_id_t *choice;
558   load_balance_t *lb;
559   int hash;
560
561   lb = load_balance_get (dpo->dpoi_index);
562   if (tc->c_is_ip4)
563     {
564       ip4_tcp_hdr_t hdr;
565       clib_memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
566       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
567       hdr.ip.address_pair.src.as_u32 = tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32;
568       hdr.ip.address_pair.dst.as_u32 = tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
569       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
570       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
571       hash = ip4_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
572     }
573   else
574     {
575       ip6_tcp_hdr_t hdr;
576       clib_memset (&hdr, 0, sizeof (hdr));
577       hdr.ip.protocol = IP_PROTOCOL_TCP;
578       clib_memcpy_fast (&hdr.ip.src_address, &tc->c_lcl_ip.ip6,
579                         sizeof (ip6_address_t));
580       clib_memcpy_fast (&hdr.ip.dst_address, &tc->c_rmt_ip.ip6,
581                         sizeof (ip6_address_t));
582       hdr.tcp.src_port = tc->c_lcl_port;
583       hdr.tcp.dst_port = tc->c_rmt_port;
584       hash = ip6_compute_flow_hash (&hdr.ip, lb->lb_hash_config);
585     }
586   choice = load_balance_get_bucket_i (lb, hash & lb->lb_n_buckets_minus_1);
587   dpo_copy (result, choice);
588 }
589
590 fib_node_index_t
591 tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
592 {
593   fib_prefix_t prefix;
594   u32 fib_index;
595
596   clib_memcpy_fast (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
597   prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
598   prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
599   fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_fib_index);
600   return fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
601 }
602
603 static int
604 tcp_connection_stack_on_fib_entry (tcp_connection_t * tc)
605 {
606   dpo_id_t choice = DPO_INVALID;
607   u32 output_node_index;
608   fib_entry_t *fe;
609
610   fe = fib_entry_get (tc->c_rmt_fei);
611   if (fe->fe_lb.dpoi_type != DPO_LOAD_BALANCE)
612     return -1;
613
614   tcp_connection_select_lb_bucket (tc, &fe->fe_lb, &choice);
615
616   output_node_index =
617     tc->c_is_ip4 ? tcp4_output_node.index : tcp6_output_node.index;
618   dpo_stack_from_node (output_node_index, &tc->c_rmt_dpo, &choice);
619   return 0;
620 }
621
622 /** Stack tcp connection on peer's fib entry.
623  *
624  * This ultimately populates the dpo the connection will use to send packets.
625  */
626 static void
627 tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
628 {
629   tc->c_rmt_fei = tcp_lookup_rmt_in_fib (tc);
630
631   ASSERT (tc->c_rmt_fei != FIB_NODE_INDEX_INVALID);
632
633   tcp_connection_stack_on_fib_entry (tc);
634 }
635 #endif /* 0 */
636
637 /**
638  * Generate random iss as per rfc6528
639  */
640 static u32
641 tcp_generate_random_iss (tcp_connection_t * tc)
642 {
643   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
644   u64 tmp;
645
646   if (tc->c_is_ip4)
647     tmp = (u64) tc->c_lcl_ip.ip4.as_u32 << 32 | (u64) tc->c_rmt_ip.ip4.as_u32;
648   else
649     tmp = tc->c_lcl_ip.ip6.as_u64[0] ^ tc->c_lcl_ip.ip6.as_u64[1]
650       ^ tc->c_rmt_ip.ip6.as_u64[0] ^ tc->c_rmt_ip.ip6.as_u64[1];
651
652   tmp ^= tm->iss_seed.first | ((u64) tc->c_lcl_port << 16 | tc->c_rmt_port);
653   tmp ^= tm->iss_seed.second;
654   tmp = clib_xxhash (tmp) + clib_cpu_time_now ();
655   return ((tmp >> 32) ^ (tmp & 0xffffffff));
656 }
657
658 /**
659  * Initialize max segment size we're able to process.
660  *
661  * The value is constrained by the output interface's MTU and by the size
662  * of the IP and TCP headers (see RFC6691). It is also what we advertise
663  * to our peer.
664  */
665 static void
666 tcp_init_rcv_mss (tcp_connection_t * tc)
667 {
668   u8 ip_hdr_len;
669
670   /* Already provided at connection init time */
671   if (tc->mss)
672     return;
673
674   ip_hdr_len = tc->c_is_ip4 ? sizeof (ip4_header_t) : sizeof (ip6_header_t);
675   tc->mss = tcp_cfg.default_mtu - sizeof (tcp_header_t) - ip_hdr_len;
676 }
677
678 static void
679 tcp_init_mss (tcp_connection_t * tc)
680 {
681   u16 default_min_mss = 536;
682
683   tcp_init_rcv_mss (tc);
684
685   /* TODO consider PMTU discovery */
686   tc->snd_mss = clib_min (tc->rcv_opts.mss, tc->mss);
687
688   if (tc->snd_mss < 45)
689     {
690       /* Assume that at least the min default mss works */
691       tc->snd_mss = default_min_mss;
692       tc->rcv_opts.mss = default_min_mss;
693     }
694
695   /* We should have enough space for 40 bytes of options */
696   ASSERT (tc->snd_mss > 45);
697
698   /* If we use timestamp option, account for it and make sure
699    * the options are 4-byte aligned */
700   if (tcp_opts_tstamp (&tc->rcv_opts))
701     tc->snd_mss -= TCP_OPTION_LEN_TIMESTAMP + 2 /* alignment */;
702 }
703
704 /**
705  * Initialize connection send variables.
706  */
707 void
708 tcp_init_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
709 {
710   /*
711    * We use the time to randomize iss and for setting up the initial
712    * timestamp. Make sure it's updated otherwise syn and ack in the
713    * handshake may make it look as if time has flown in the opposite
714    * direction for us.
715    */
716   tcp_update_time_now (tcp_get_worker (vlib_get_thread_index ()));
717
718   tcp_init_rcv_mss (tc);
719   /*
720    * In special case of early-kill of timewait socket, the iss will already
721    * be initialized to ensure it is greater than the last incarnation of the
722    * connection. see syn_during_timewait() for more details.
723    */
724   if (!tc->iss)
725     tc->iss = tcp_generate_random_iss (tc);
726   tc->snd_una = tc->iss;
727   tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
728   tc->srtt = 0.1 * THZ;         /* 100 ms */
729
730   if (!tcp_cfg.csum_offload)
731     tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_CSUM_OFFLOAD;
732 }
733
734 void
735 tcp_enable_pacing (tcp_connection_t * tc)
736 {
737   u32 byte_rate;
738   byte_rate = tc->cwnd / (tc->srtt * TCP_TICK);
739   transport_connection_tx_pacer_init (&tc->connection, byte_rate, tc->cwnd);
740   tc->mrtt_us = (u32) ~ 0;
741 }
742
743 /** Initialize tcp connection variables
744  *
745  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
746  * a SYNACK, such that connection options have already been exchanged. */
747 void
748 tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
749 {
750   tcp_connection_timers_init (tc);
751   tcp_init_mss (tc);
752   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
753   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
754     tcp_init_snd_vars (tc);
755
756   tcp_cc_init (tc);
757
758   if (!tc->c_is_ip4 && ip6_address_is_link_local_unicast (&tc->c_rmt_ip6))
759     tcp_add_del_adjacency (tc, 1);
760
761   /*  tcp_connection_fib_attach (tc); */
762
763   if (transport_connection_is_tx_paced (&tc->connection)
764       || tcp_cfg.enable_tx_pacing)
765     tcp_enable_pacing (tc);
766
767   if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
768     tcp_bt_init (tc);
769
770   if (!tcp_cfg.allow_tso)
771     tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_TSO;
772
773   tc->start_ts = tcp_time_now_us (tc->c_thread_index);
774 }
775
776 static int
777 tcp_alloc_custom_local_endpoint (ip46_address_t *lcl_addr, u16 *lcl_port,
778                                  transport_endpoint_cfg_t *rmt)
779 {
780   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
781   int index, port;
782
783   if (rmt->is_ip4)
784     {
785       index = tm->last_v4_addr_rotor++;
786       if (tm->last_v4_addr_rotor >= vec_len (tcp_cfg.ip4_src_addrs))
787         tm->last_v4_addr_rotor = 0;
788       clib_memset (lcl_addr, 0, sizeof (*lcl_addr));
789       lcl_addr->ip4.as_u32 = tcp_cfg.ip4_src_addrs[index].as_u32;
790     }
791   else
792     {
793       index = tm->last_v6_addr_rotor++;
794       if (tm->last_v6_addr_rotor >= vec_len (tcp_cfg.ip6_src_addrs))
795         tm->last_v6_addr_rotor = 0;
796       clib_memcpy_fast (&lcl_addr->ip6, &tcp_cfg.ip6_src_addrs[index],
797                         sizeof (ip6_address_t));
798     }
799   port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_TCP, lcl_addr, rmt);
800   if (port < 1)
801     return SESSION_E_NOPORT;
802   *lcl_port = port;
803   return 0;
804 }
805
806 static int
807 tcp_session_open (transport_endpoint_cfg_t * rmt)
808 {
809   tcp_connection_t *tc;
810   ip46_address_t lcl_addr;
811   u16 lcl_port;
812   int rv;
813
814   /*
815    * Allocate local endpoint
816    */
817   if ((rmt->is_ip4 && vec_len (tcp_cfg.ip4_src_addrs))
818       || (!rmt->is_ip4 && vec_len (tcp_cfg.ip6_src_addrs)))
819     rv = tcp_alloc_custom_local_endpoint (&lcl_addr, &lcl_port, rmt);
820   else
821     rv = transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_TCP, rmt, &lcl_addr,
822                                          &lcl_port);
823
824   if (rv)
825     return rv;
826
827   /*
828    * Create connection and send SYN
829    */
830   tc = tcp_half_open_connection_alloc ();
831   ip_copy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, rmt->is_ip4);
832   ip_copy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, rmt->is_ip4);
833   tc->c_rmt_port = rmt->port;
834   tc->c_lcl_port = lcl_port;
835   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
836   tc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
837   tc->c_fib_index = rmt->fib_index;
838   tc->cc_algo = tcp_cc_algo_get (tcp_cfg.cc_algo);
839   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
840   tcp_connection_timers_init (tc);
841   tc->mss = rmt->mss;
842   if (rmt->peer.sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
843     tc->sw_if_index = rmt->peer.sw_if_index;
844   tc->next_node_index = rmt->next_node_index;
845   tc->next_node_opaque = rmt->next_node_opaque;
846
847   TCP_EVT (TCP_EVT_OPEN, tc);
848   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
849   tcp_init_snd_vars (tc);
850   tcp_send_syn (tc);
851
852   return tc->c_c_index;
853 }
854
855 static u8 *
856 format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
857 {
858   u32 tci = va_arg (*args, u32);
859   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
860   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
861   tcp_connection_t *tc;
862
863   tc = tcp_connection_get (tci, thread_index);
864   if (tc)
865     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
866   else
867     s = format (s, "empty\n");
868   return s;
869 }
870
871 static u8 *
872 format_tcp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
873 {
874   u32 tci = va_arg (*args, u32);
875   u32 __clib_unused thread_index = va_arg (*args, u32);
876   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
877   tcp_connection_t *tc = tcp_listener_get (tci);
878   s = format (s, "%-" SESSION_CLI_ID_LEN "U", format_tcp_connection_id, tc);
879   if (verbose)
880     s = format (s, "%-" SESSION_CLI_STATE_LEN "U", format_tcp_state,
881                 tc->state);
882   return s;
883 }
884
885 static u8 *
886 format_tcp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
887 {
888   u32 tci = va_arg (*args, u32);
889   u32 __clib_unused thread_index = va_arg (*args, u32);
890   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
891   tcp_connection_t *tc;
892   u8 *state = 0;
893
894   tc = tcp_half_open_connection_get (tci);
895   if (tc->flags & TCP_CONN_HALF_OPEN_DONE)
896     state = format (state, "%s", "CLOSED");
897   else
898     state = format (state, "%U", format_tcp_state, tc->state);
899   s = format (s, "%-" SESSION_CLI_ID_LEN "U", format_tcp_connection_id, tc);
900   if (verbose)
901     s = format (s, "%-" SESSION_CLI_STATE_LEN "v", state);
902   vec_free (state);
903   return s;
904 }
905
906 static transport_connection_t *
907 tcp_session_get_transport (u32 conn_index, u32 thread_index)
908 {
909   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
910   if (PREDICT_FALSE (!tc))
911     return 0;
912   return &tc->connection;
913 }
914
915 static transport_connection_t *
916 tcp_half_open_session_get_transport (u32 conn_index)
917 {
918   tcp_connection_t *tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
919   return &tc->connection;
920 }
921
922 static int
923 tcp_set_attribute (tcp_connection_t *tc, transport_endpt_attr_t *attr)
924 {
925   int rv = 0;
926
927   switch (attr->type)
928     {
929     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_NEXT_OUTPUT_NODE:
930       tc->next_node_index = attr->next_output_node & 0xffffffff;
931       tc->next_node_opaque = attr->next_output_node >> 32;
932       break;
933     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_MSS:
934       tc->mss = attr->mss;
935       tc->snd_mss = clib_min (tc->snd_mss, tc->mss);
936       break;
937     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_FLAGS:
938       if (attr->flags & TRANSPORT_ENDPT_ATTR_F_CSUM_OFFLOAD)
939         tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_CSUM_OFFLOAD;
940       else
941         tc->cfg_flags &= ~TCP_CFG_F_NO_CSUM_OFFLOAD;
942       if (attr->flags & TRANSPORT_ENDPT_ATTR_F_GSO)
943         {
944           if (!(tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_TSO))
945             tcp_check_gso (tc);
946           tc->cfg_flags &= ~TCP_CFG_F_NO_TSO;
947         }
948       else
949         {
950           tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_NO_TSO;
951           tc->cfg_flags &= ~TCP_CFG_F_TSO;
952         }
953       if (attr->flags & TRANSPORT_ENDPT_ATTR_F_RATE_SAMPLING)
954         {
955           if (!(tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE))
956             tcp_bt_init (tc);
957           tc->cfg_flags |= TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE;
958         }
959       else
960         {
961           if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
962             tcp_bt_cleanup (tc);
963           tc->cfg_flags &= ~TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE;
964         }
965       break;
966     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_CC_ALGO:
967       if (tc->cc_algo == tcp_cc_algo_get (attr->cc_algo))
968         break;
969       tcp_cc_cleanup (tc);
970       tc->cc_algo = tcp_cc_algo_get (attr->cc_algo);
971       tcp_cc_init (tc);
972       break;
973     default:
974       rv = -1;
975       break;
976     }
977
978   return rv;
979 }
980
981 static int
982 tcp_get_attribute (tcp_connection_t *tc, transport_endpt_attr_t *attr)
983 {
984   int rv = 0;
985   u64 non;
986
987   switch (attr->type)
988     {
989     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_NEXT_OUTPUT_NODE:
990       non = (u64) tc->next_node_opaque << 32 | tc->next_node_index;
991       attr->next_output_node = non;
992       break;
993     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_MSS:
994       attr->mss = tc->snd_mss;
995       break;
996     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_FLAGS:
997       attr->flags = 0;
998       if (!(tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_NO_CSUM_OFFLOAD))
999         attr->flags |= TRANSPORT_ENDPT_ATTR_F_CSUM_OFFLOAD;
1000       if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_TSO)
1001         attr->flags |= TRANSPORT_ENDPT_ATTR_F_GSO;
1002       if (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_RATE_SAMPLE)
1003         attr->flags |= TRANSPORT_ENDPT_ATTR_F_RATE_SAMPLING;
1004       break;
1005     case TRANSPORT_ENDPT_ATTR_CC_ALGO:
1006       attr->cc_algo = tc->cc_algo - tcp_main.cc_algos;
1007       break;
1008     default:
1009       rv = -1;
1010       break;
1011     }
1012
1013   return rv;
1014 }
1015
1016 static int
1017 tcp_session_attribute (u32 conn_index, u32 thread_index, u8 is_get,
1018                        transport_endpt_attr_t *attr)
1019 {
1020   tcp_connection_t *tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1021
1022   if (PREDICT_FALSE (!tc))
1023     return -1;
1024
1025   if (is_get)
1026     return tcp_get_attribute (tc, attr);
1027   else
1028     return tcp_set_attribute (tc, attr);
1029 }
1030
1031 static u16
1032 tcp_session_cal_goal_size (tcp_connection_t * tc)
1033 {
1034   u16 goal_size = tc->snd_mss;
1035
1036   goal_size = tcp_cfg.max_gso_size - tc->snd_mss % tcp_cfg.max_gso_size;
1037   goal_size = clib_min (goal_size, tc->snd_wnd / 2);
1038
1039   return goal_size > tc->snd_mss ? goal_size : tc->snd_mss;
1040 }
1041
1042 always_inline u32
1043 tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
1044 {
1045   if (PREDICT_FALSE (tc->snd_wnd < tc->snd_mss))
1046     {
1047       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
1048     }
1049
1050   /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
1051    * don't try at all */
1052   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
1053     return snd_space < tc->cwnd ? 0 : snd_space;
1054
1055   /* round down to mss multiple */
1056   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
1057 }
1058
1059 /**
1060  * Compute tx window session is allowed to fill.
1061  *
1062  * Takes into account available send space, snd_mss and the congestion
1063  * state of the connection. If possible, the value returned is a multiple
1064  * of snd_mss.
1065  *
1066  * @param tc tcp connection
1067  * @return number of bytes session is allowed to write
1068  */
1069 static inline u32
1070 tcp_snd_space_inline (tcp_connection_t * tc)
1071 {
1072   int snd_space;
1073
1074   /* Fast path is disabled when recovery is on. @ref tcp_session_custom_tx
1075    * controls both retransmits and the sending of new data while congested
1076    */
1077   if (PREDICT_FALSE (tcp_in_cong_recovery (tc)
1078                      || tc->state == TCP_STATE_CLOSED))
1079     return 0;
1080
1081   snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
1082
1083   /* If we got dupacks or sacked bytes but we're not yet in recovery, try
1084    * to force the peer to send enough dupacks to start retransmitting as
1085    * per Limited Transmit (RFC3042)
1086    */
1087   if (PREDICT_FALSE (tc->rcv_dupacks || tc->sack_sb.sacked_bytes))
1088     {
1089       int snt_limited, n_pkts;
1090
1091       n_pkts = tcp_opts_sack_permitted (&tc->rcv_opts)
1092         ? tc->sack_sb.reorder - 1 : 2;
1093
1094       if ((seq_lt (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt - n_pkts * tc->snd_mss)
1095            || seq_gt (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt)))
1096         tc->limited_transmit = tc->snd_nxt;
1097
1098       ASSERT (seq_leq (tc->limited_transmit, tc->snd_nxt));
1099
1100       snt_limited = tc->snd_nxt - tc->limited_transmit;
1101       snd_space = clib_max (n_pkts * tc->snd_mss - snt_limited, 0);
1102     }
1103   return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
1104 }
1105
1106 u32
1107 tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
1108 {
1109   return tcp_snd_space_inline (tc);
1110 }
1111
1112 static int
1113 tcp_session_send_params (transport_connection_t * trans_conn,
1114                          transport_send_params_t * sp)
1115 {
1116   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
1117
1118   /* Ensure snd_mss does accurately reflect the amount of data we can push
1119    * in a segment. This also makes sure that options are updated according to
1120    * the current state of the connection. */
1121   tcp_update_burst_snd_vars (tc);
1122
1123   if (PREDICT_FALSE (tc->cfg_flags & TCP_CFG_F_TSO))
1124     sp->snd_mss = tcp_session_cal_goal_size (tc);
1125   else
1126     sp->snd_mss = tc->snd_mss;
1127
1128   sp->snd_space = clib_min (tcp_snd_space_inline (tc),
1129                             tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
1130
1131   ASSERT (seq_geq (tc->snd_nxt, tc->snd_una));
1132   /* This still works if fast retransmit is on */
1133   sp->tx_offset = tc->snd_nxt - tc->snd_una;
1134
1135   sp->flags = sp->snd_space ? 0 : TRANSPORT_SND_F_DESCHED;
1136
1137   return 0;
1138 }
1139
1140 static void
1141 tcp_timer_waitclose_handler (tcp_connection_t * tc)
1142 {
1143   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (tc->c_thread_index);
1144
1145   switch (tc->state)
1146     {
1147     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1148       tcp_connection_timers_reset (tc);
1149       /* App never returned with a close */
1150       if (!(tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG))
1151         {
1152           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1153           session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1154           tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1155           tcp_worker_stats_inc (wrk, to_closewait, 1);
1156           break;
1157         }
1158
1159       /* Send FIN either way and switch to LAST_ACK. */
1160       tcp_cong_recovery_off (tc);
1161       /* Make sure we don't try to send unsent data */
1162       tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1163       tcp_send_fin (tc);
1164       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_LAST_ACK);
1165       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1166
1167       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1168       tcp_timer_set (&wrk->timer_wheel, tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE,
1169                      tcp_cfg.lastack_time);
1170       tcp_worker_stats_inc (wrk, to_closewait2, 1);
1171
1172       /* Don't delete the connection yet */
1173       break;
1174     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1175       tcp_connection_timers_reset (tc);
1176       if (tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG)
1177         {
1178           /* If FIN pending, we haven't sent everything, but we did try.
1179            * Notify session layer that transport is closed. */
1180           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1181           tcp_send_reset (tc);
1182           tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1183         }
1184       else
1185         {
1186           /* We've sent the fin but no progress. Close the connection and
1187            * to make sure everything is flushed, setup a cleanup timer */
1188           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1189           tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1190         }
1191       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1192       tcp_worker_stats_inc (wrk, to_finwait1, 1);
1193       break;
1194     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1195       tcp_connection_timers_reset (tc);
1196       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1197       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1198       tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1199       tcp_worker_stats_inc (wrk, to_lastack, 1);
1200       break;
1201     case TCP_STATE_CLOSING:
1202       tcp_connection_timers_reset (tc);
1203       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1204       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1205       tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1206       tcp_worker_stats_inc (wrk, to_closing, 1);
1207       break;
1208     case TCP_STATE_FIN_WAIT_2:
1209       tcp_send_reset (tc);
1210       tcp_connection_timers_reset (tc);
1211       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1212       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1213       tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1214       tcp_worker_stats_inc (wrk, to_finwait2, 1);
1215       break;
1216     case TCP_STATE_TIME_WAIT:
1217       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1218       tcp_program_cleanup (wrk, tc);
1219       break;
1220     default:
1221       clib_warning ("waitclose in state: %U", format_tcp_state, tc->state);
1222       break;
1223     }
1224 }
1225
1226 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1227 {
1228     tcp_timer_retransmit_handler,
1229     tcp_timer_persist_handler,
1230     tcp_timer_waitclose_handler,
1231     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1232 };
1233
1234 static void
1235 tcp_dispatch_pending_timers (tcp_worker_ctx_t * wrk)
1236 {
1237   u32 n_timers, connection_index, timer_id, thread_index, timer_handle;
1238   tcp_connection_t *tc;
1239   int i;
1240
1241   if (!(n_timers = clib_fifo_elts (wrk->pending_timers)))
1242     return;
1243
1244   thread_index = wrk->vm->thread_index;
1245   for (i = 0; i < clib_min (n_timers, wrk->max_timers_per_loop); i++)
1246     {
1247       clib_fifo_sub1 (wrk->pending_timers, timer_handle);
1248       connection_index = timer_handle & 0x0FFFFFFF;
1249       timer_id = timer_handle >> 28;
1250
1251       if (PREDICT_TRUE (timer_id != TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN))
1252         tc = tcp_connection_get (connection_index, thread_index);
1253       else
1254         tc = tcp_half_open_connection_get (connection_index);
1255
1256       if (PREDICT_FALSE (!tc))
1257         continue;
1258
1259       /* Skip if the timer is not pending. Probably it was reset while
1260        * waiting for dispatch */
1261       if (PREDICT_FALSE (!(tc->pending_timers & (1 << timer_id))))
1262         continue;
1263
1264       tc->pending_timers &= ~(1 << timer_id);
1265
1266       /* Skip timer if it was rearmed while pending dispatch */
1267       if (PREDICT_FALSE (tc->timers[timer_id] != TCP_TIMER_HANDLE_INVALID))
1268         continue;
1269
1270       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (tc);
1271     }
1272
1273   if (thread_index == 0 && clib_fifo_elts (wrk->pending_timers))
1274     session_queue_run_on_main_thread (wrk->vm);
1275 }
1276
1277 static void
1278 tcp_handle_cleanups (tcp_worker_ctx_t * wrk, clib_time_type_t now)
1279 {
1280   u32 thread_index = wrk->vm->thread_index;
1281   tcp_cleanup_req_t *req;
1282   tcp_connection_t *tc;
1283
1284   while (clib_fifo_elts (wrk->pending_cleanups))
1285     {
1286       req = clib_fifo_head (wrk->pending_cleanups);
1287       if (req->free_time > now)
1288         break;
1289       clib_fifo_sub2 (wrk->pending_cleanups, req);
1290       tc = tcp_connection_get (req->connection_index, thread_index);
1291       if (PREDICT_FALSE (!tc))
1292         continue;
1293       session_transport_delete_notify (&tc->connection);
1294       tcp_connection_cleanup (tc);
1295     }
1296 }
1297
1298 static void
1299 tcp_update_time (f64 now, u8 thread_index)
1300 {
1301   tcp_worker_ctx_t *wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1302
1303   tcp_set_time_now (wrk, now);
1304   tcp_handle_cleanups (wrk, now);
1305   tcp_timer_expire_timers (&wrk->timer_wheel, now);
1306   tcp_dispatch_pending_timers (wrk);
1307 }
1308
1309 static void
1310 tcp_session_flush_data (transport_connection_t * tconn)
1311 {
1312   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) tconn;
1313   if (tc->flags & TCP_CONN_PSH_PENDING)
1314     return;
1315   tc->flags |= TCP_CONN_PSH_PENDING;
1316   tc->psh_seq = tc->snd_una + transport_max_tx_dequeue (tconn) - 1;
1317 }
1318
1319 static int
1320 tcp_session_app_rx_evt (transport_connection_t *conn)
1321 {
1322   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) conn;
1323   u32 min_free, lo = 4 << 10, hi = 128 << 10;
1324
1325   if (!(tc->flags & TCP_CONN_ZERO_RWND_SENT))
1326     return 0;
1327
1328   min_free = clib_clamp (transport_rx_fifo_size (conn) >> 3, lo, hi);
1329   if (transport_max_rx_enqueue (conn) < min_free)
1330     {
1331       transport_rx_fifo_req_deq_ntf (conn);
1332       return 0;
1333     }
1334
1335   tcp_send_ack (tc);
1336
1337   return 0;
1338 }
1339
1340 const static transport_proto_vft_t tcp_proto = {
1341   .enable = vnet_tcp_enable_disable,
1342   .start_listen = tcp_session_bind,
1343   .stop_listen = tcp_session_unbind,
1344   .push_header = tcp_session_push_header,
1345   .get_connection = tcp_session_get_transport,
1346   .get_listener = tcp_session_get_listener,
1347   .get_half_open = tcp_half_open_session_get_transport,
1348   .attribute = tcp_session_attribute,
1349   .connect = tcp_session_open,
1350   .half_close = tcp_session_half_close,
1351   .close = tcp_session_close,
1352   .cleanup = tcp_session_cleanup,
1353   .cleanup_ho = tcp_session_cleanup_ho,
1354   .reset = tcp_session_reset,
1355   .send_params = tcp_session_send_params,
1356   .update_time = tcp_update_time,
1357   .flush_data = tcp_session_flush_data,
1358   .custom_tx = tcp_session_custom_tx,
1359   .app_rx_evt = tcp_session_app_rx_evt,
1360   .format_connection = format_tcp_session,
1361   .format_listener = format_tcp_listener_session,
1362   .format_half_open = format_tcp_half_open_session,
1363   .transport_options = {
1364     .name = "tcp",
1365     .short_name = "T",
1366     .tx_type = TRANSPORT_TX_PEEK,
1367     .service_type = TRANSPORT_SERVICE_VC,
1368   },
1369 };
1370
1371 void
1372 tcp_connection_tx_pacer_update (tcp_connection_t * tc)
1373 {
1374   if (!transport_connection_is_tx_paced (&tc->connection))
1375     return;
1376
1377   f64 srtt = clib_min ((f64) tc->srtt * TCP_TICK, tc->mrtt_us);
1378
1379   transport_connection_tx_pacer_update (&tc->connection,
1380                                         tcp_cc_get_pacing_rate (tc),
1381                                         srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1382 }
1383
1384 void
1385 tcp_connection_tx_pacer_reset (tcp_connection_t * tc, u32 window,
1386                                u32 start_bucket)
1387 {
1388   f64 srtt = clib_min ((f64) tc->srtt * TCP_TICK, tc->mrtt_us);
1389   transport_connection_tx_pacer_reset (&tc->connection,
1390                                        tcp_cc_get_pacing_rate (tc),
1391                                        start_bucket,
1392                                        srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1393 }
1394
1395 void
1396 tcp_reschedule (tcp_connection_t * tc)
1397 {
1398   if (tcp_in_cong_recovery (tc) || tcp_snd_space_inline (tc))
1399     transport_connection_reschedule (&tc->connection);
1400 }
1401
1402 static void
1403 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1404 {
1405   u32 thread_index = vlib_get_thread_index (), n_left, max_per_loop;
1406   u32 connection_index, timer_id, n_expired, max_loops;
1407   tcp_worker_ctx_t *wrk;
1408   tcp_connection_t *tc;
1409   int i;
1410
1411   wrk = tcp_get_worker (thread_index);
1412   n_expired = vec_len (expired_timers);
1413   tcp_worker_stats_inc (wrk, timer_expirations, n_expired);
1414   n_left = clib_fifo_elts (wrk->pending_timers);
1415
1416   /*
1417    * Invalidate all timer handles before dispatching. This avoids dangling
1418    * index references to timer wheel pool entries that have been freed.
1419    */
1420   for (i = 0; i < n_expired; i++)
1421     {
1422       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1423       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1424
1425       if (timer_id != TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN)
1426         tc = tcp_connection_get (connection_index, thread_index);
1427       else
1428         tc = tcp_half_open_connection_get (connection_index);
1429
1430       TCP_EVT (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1431
1432       tc->timers[timer_id] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1433       tc->pending_timers |= (1 << timer_id);
1434     }
1435
1436   clib_fifo_add (wrk->pending_timers, expired_timers, n_expired);
1437
1438   max_loops =
1439     clib_max ((u32) 0.5 * TCP_TIMER_TICK * wrk->vm->loops_per_second, 1);
1440   max_per_loop = clib_max ((n_left + n_expired) / max_loops, 10);
1441   max_per_loop = clib_min (max_per_loop, VLIB_FRAME_SIZE);
1442   wrk->max_timers_per_loop = clib_max (n_left ? wrk->max_timers_per_loop : 0,
1443                                        max_per_loop);
1444
1445   if (thread_index == 0)
1446     session_queue_run_on_main_thread (wrk->vm);
1447 }
1448
1449 static void
1450 tcp_initialize_iss_seed (tcp_main_t * tm)
1451 {
1452   u32 default_seed = random_default_seed ();
1453   u64 time_now = clib_cpu_time_now ();
1454
1455   tm->iss_seed.first = (u64) random_u32 (&default_seed) << 32;
1456   tm->iss_seed.second = random_u64 (&time_now);
1457 }
1458
1459 static void
1460 tcp_stats_collector_fn (vlib_stats_collector_data_t *d)
1461 {
1462   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1463   counter_t **counters = d->entry->data;
1464   counter_t *cb = counters[0];
1465   tcp_wrk_stats_t acc = {};
1466   tcp_worker_ctx_t *wrk;
1467
1468   vec_foreach (wrk, tm->wrk_ctx)
1469     {
1470 #define _(name, type, str) acc.name += wrk->stats.name;
1471       foreach_tcp_wrk_stat
1472 #undef _
1473     }
1474
1475 #define _(name, type, str) cb[TCP_STAT_##name] = acc.name;
1476   foreach_tcp_wrk_stat
1477 #undef _
1478 }
1479
1480 static void
1481 tcp_counters_init (tcp_main_t *tm)
1482 {
1483   vlib_stats_collector_reg_t r = {};
1484   u32 idx;
1485
1486   if (tm->counters_init)
1487     return;
1488
1489   r.entry_index = idx = vlib_stats_add_counter_vector ("/sys/tcp");
1490   r.collect_fn = tcp_stats_collector_fn;
1491   vlib_stats_validate (idx, 0, TCP_STAT_no_buffer);
1492
1493 #define _(name, type, str)                                                    \
1494   vlib_stats_add_symlink (idx, TCP_STAT_##name, "/sys/tcp/%s",                \
1495                           CLIB_STRING_MACRO (name));
1496   foreach_tcp_wrk_stat
1497 #undef _
1498
1499     vlib_stats_register_collector_fn (&r);
1500
1501   tm->counters_init = 1;
1502 }
1503
1504 static clib_error_t *
1505 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1506 {
1507   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1508   u32 num_threads, n_workers, prealloc_conn_per_wrk;
1509   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1510   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1511   tcp_worker_ctx_t *wrk;
1512   clib_error_t *error = 0;
1513   int thread;
1514
1515   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1516     return error;
1517   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1518     return error;
1519   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1520     return error;
1521
1522   /*
1523    * Registrations
1524    */
1525
1526   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
1527   ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
1528
1529   /*
1530    * Initialize data structures
1531    */
1532
1533   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1534   vec_validate (tm->wrk_ctx, num_threads - 1);
1535   n_workers = num_threads == 1 ? 1 : vtm->n_threads;
1536   prealloc_conn_per_wrk = tcp_cfg.preallocated_connections / n_workers;
1537
1538   wrk = &tm->wrk_ctx[0];
1539   wrk->tco_next_node[0] = vlib_node_get_next (vm, session_queue_node.index,
1540                                               tcp4_output_node.index);
1541   wrk->tco_next_node[1] = vlib_node_get_next (vm, session_queue_node.index,
1542                                               tcp6_output_node.index);
1543
1544   for (thread = 0; thread < num_threads; thread++)
1545     {
1546       wrk = &tm->wrk_ctx[thread];
1547
1548       vec_validate (wrk->pending_deq_acked, 255);
1549       vec_validate (wrk->pending_disconnects, 255);
1550       vec_validate (wrk->pending_resets, 255);
1551       vec_reset_length (wrk->pending_deq_acked);
1552       vec_reset_length (wrk->pending_disconnects);
1553       vec_reset_length (wrk->pending_resets);
1554       wrk->vm = vlib_get_main_by_index (thread);
1555       wrk->max_timers_per_loop = 10;
1556
1557       if (thread > 0)
1558         {
1559           wrk->tco_next_node[0] = tm->wrk_ctx[0].tco_next_node[0];
1560           wrk->tco_next_node[1] = tm->wrk_ctx[0].tco_next_node[1];
1561         }
1562
1563       /*
1564        * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1565        * use preallocated threads when running multi-core
1566        */
1567       if ((thread > 0 || num_threads == 1) && prealloc_conn_per_wrk)
1568         pool_init_fixed (wrk->connections, prealloc_conn_per_wrk);
1569
1570       tcp_timer_initialize_wheel (&wrk->timer_wheel,
1571                                   tcp_expired_timers_dispatch,
1572                                   vlib_time_now (vm));
1573     }
1574
1575   tcp_initialize_iss_seed (tm);
1576
1577   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
1578   tm->cc_last_type = TCP_CC_LAST;
1579
1580   tcp_counters_init (tm);
1581
1582   return error;
1583 }
1584
1585 clib_error_t *
1586 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1587 {
1588   if (is_en)
1589     {
1590       if (tcp_main.is_enabled)
1591         return 0;
1592
1593       return tcp_main_enable (vm);
1594     }
1595   else
1596     {
1597       tcp_main.is_enabled = 0;
1598     }
1599
1600   return 0;
1601 }
1602
1603 void
1604 tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
1605 {
1606   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1607   if (is_ip4)
1608     tm->punt_unknown4 = is_add;
1609   else
1610     tm->punt_unknown6 = is_add;
1611 }
1612
1613 /**
1614  * Initialize default values for tcp parameters
1615  */
1616 static void
1617 tcp_configuration_init (void)
1618 {
1619   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated at that point so use some
1620    * predefined value. For SYN-ACK we still want the scale to be computed in
1621    * the same way */
1622   tcp_cfg.max_rx_fifo = 32 << 20;
1623   tcp_cfg.min_rx_fifo = 4 << 10;
1624
1625   tcp_cfg.default_mtu = 1500;
1626   tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = 0;
1627   tcp_cfg.enable_tx_pacing = 1;
1628   tcp_cfg.allow_tso = 0;
1629   tcp_cfg.csum_offload = 1;
1630   tcp_cfg.cc_algo = TCP_CC_CUBIC;
1631   tcp_cfg.rwnd_min_update_ack = 1;
1632   tcp_cfg.max_gso_size = TCP_MAX_GSO_SZ;
1633
1634   /* Time constants defined as timer tick (100us) multiples */
1635   tcp_cfg.closewait_time = 20000;       /* 2s */
1636   tcp_cfg.timewait_time = 100000;       /* 10s */
1637   tcp_cfg.finwait1_time = 600000;       /* 60s */
1638   tcp_cfg.lastack_time = 300000;        /* 30s */
1639   tcp_cfg.finwait2_time = 300000;       /* 30s */
1640   tcp_cfg.closing_time = 300000;        /* 30s */
1641   tcp_cfg.alloc_err_timeout = 1000;     /* 100ms */
1642
1643   /* This value is seconds */
1644   tcp_cfg.cleanup_time = 0.1;   /* 100ms */
1645 }
1646
1647 static clib_error_t *
1648 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1649 {
1650   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1651   ip_main_t *im = &ip_main;
1652   ip_protocol_info_t *pi;
1653
1654   /* Session layer, and by implication tcp, are disabled by default */
1655   tm->is_enabled = 0;
1656
1657   /* Register with IP for header parsing */
1658   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1659   if (pi == 0)
1660     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1661   pi->format_header = format_tcp_header;
1662   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1663
1664   /* Register as transport with session layer */
1665   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1666                                FIB_PROTOCOL_IP4, tcp4_output_node.index);
1667   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1668                                FIB_PROTOCOL_IP6, tcp6_output_node.index);
1669
1670   tcp_configuration_init ();
1671
1672   tm->cc_algo_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1673
1674   return 0;
1675 }
1676
1677 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1678
1679 /*
1680  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1681  *
1682  * Local Variables:
1683  * eval: (c-set-style "gnu")
1684  * End:
1685  */