tcp: add no csum offload config option
[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   u64 rate = (u64) window / srtt;
1415   transport_connection_tx_pacer_reset (&tc->connection, rate, start_bucket,
1416                                        srtt * CLIB_US_TIME_FREQ);
1417 }
1418
1419 static void
1420 tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index)
1421 {
1422   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
1423   tcp_connection_t *tc;
1424
1425   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
1426   if (!tc)
1427     return;
1428
1429   tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
1430
1431   switch (tc->state)
1432     {
1433     case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
1434       tcp_connection_timers_reset (tc);
1435       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1436
1437       if (!(tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG))
1438         {
1439           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1440           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1441           break;
1442         }
1443
1444       /* Session didn't come back with a close. Send FIN either way
1445        * and switch to LAST_ACK. */
1446       tcp_cong_recovery_off (tc);
1447       /* Make sure we don't try to send unsent data */
1448       tc->snd_nxt = tc->snd_una;
1449       tcp_send_fin (tc);
1450       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_LAST_ACK);
1451
1452       /* Make sure we don't wait in LAST ACK forever */
1453       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.lastack_time);
1454
1455       /* Don't delete the connection yet */
1456       break;
1457     case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
1458       tcp_connection_timers_reset (tc);
1459       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1460       if (tc->flags & TCP_CONN_FINPNDG)
1461         {
1462           /* If FIN pending, we haven't sent everything, but we did try.
1463            * Notify session layer that transport is closed. */
1464           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1465           tcp_send_reset (tc);
1466           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1467         }
1468       else
1469         {
1470           /* We've sent the fin but no progress. Close the connection and
1471            * to make sure everything is flushed, setup a cleanup timer */
1472           tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1473           tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1474         }
1475       break;
1476     case TCP_STATE_LAST_ACK:
1477     case TCP_STATE_CLOSING:
1478       tcp_connection_timers_reset (tc);
1479       tcp_connection_set_state (tc, TCP_STATE_CLOSED);
1480       tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, tcp_cfg.cleanup_time);
1481       session_transport_closed_notify (&tc->connection);
1482       break;
1483     default:
1484       tcp_connection_del (tc);
1485       break;
1486     }
1487 }
1488
1489 /* *INDENT-OFF* */
1490 static timer_expiration_handler *timer_expiration_handlers[TCP_N_TIMERS] =
1491 {
1492     tcp_timer_retransmit_handler,
1493     tcp_timer_delack_handler,
1494     tcp_timer_persist_handler,
1495     tcp_timer_waitclose_handler,
1496     tcp_timer_retransmit_syn_handler,
1497 };
1498 /* *INDENT-ON* */
1499
1500 static void
1501 tcp_expired_timers_dispatch (u32 * expired_timers)
1502 {
1503   int i;
1504   u32 connection_index, timer_id;
1505
1506   for (i = 0; i < vec_len (expired_timers); i++)
1507     {
1508       /* Get session index and timer id */
1509       connection_index = expired_timers[i] & 0x0FFFFFFF;
1510       timer_id = expired_timers[i] >> 28;
1511
1512       TCP_EVT (TCP_EVT_TIMER_POP, connection_index, timer_id);
1513
1514       /* Handle expiration */
1515       (*timer_expiration_handlers[timer_id]) (connection_index);
1516     }
1517 }
1518
1519 static void
1520 tcp_initialize_timer_wheels (tcp_main_t * tm)
1521 {
1522   tw_timer_wheel_16t_2w_512sl_t *tw;
1523   /* *INDENT-OFF* */
1524   foreach_vlib_main (({
1525     tw = &tm->wrk_ctx[ii].timer_wheel;
1526     tw_timer_wheel_init_16t_2w_512sl (tw, tcp_expired_timers_dispatch,
1527                                       TCP_TIMER_TICK, ~0);
1528     tw->last_run_time = vlib_time_now (this_vlib_main);
1529   }));
1530   /* *INDENT-ON* */
1531 }
1532
1533 static void
1534 tcp_initialize_iss_seed (tcp_main_t * tm)
1535 {
1536   u32 default_seed = random_default_seed ();
1537   u64 time_now = clib_cpu_time_now ();
1538
1539   tm->iss_seed.first = (u64) random_u32 (&default_seed) << 32;
1540   tm->iss_seed.second = random_u64 (&time_now);
1541 }
1542
1543 static clib_error_t *
1544 tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
1545 {
1546   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
1547   u32 num_threads, n_workers, prealloc_conn_per_wrk;
1548   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
1549   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1550   clib_error_t *error = 0;
1551   int thread;
1552
1553   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
1554     return error;
1555   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip4_lookup_init)))
1556     return error;
1557   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip6_lookup_init)))
1558     return error;
1559
1560   /*
1561    * Registrations
1562    */
1563
1564   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
1565   ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
1566
1567   /*
1568    * Initialize data structures
1569    */
1570
1571   num_threads = 1 /* main thread */  + vtm->n_threads;
1572   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
1573   vec_validate (tm->wrk_ctx, num_threads - 1);
1574   n_workers = num_threads == 1 ? 1 : vtm->n_threads;
1575   prealloc_conn_per_wrk = tcp_cfg.preallocated_connections / n_workers;
1576
1577   for (thread = 0; thread < num_threads; thread++)
1578     {
1579       vec_validate (tm->wrk_ctx[thread].pending_deq_acked, 255);
1580       vec_validate (tm->wrk_ctx[thread].pending_disconnects, 255);
1581       vec_reset_length (tm->wrk_ctx[thread].pending_deq_acked);
1582       vec_reset_length (tm->wrk_ctx[thread].pending_disconnects);
1583       tm->wrk_ctx[thread].vm = vlib_mains[thread];
1584
1585       /*
1586        * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
1587        * use preallocated threads when running multi-core
1588        */
1589       if ((thread > 0 || num_threads == 1) && prealloc_conn_per_wrk)
1590         pool_init_fixed (tm->connections[thread], prealloc_conn_per_wrk);
1591     }
1592
1593   /*
1594    * Use a preallocated half-open connection pool?
1595    */
1596   if (tcp_cfg.preallocated_half_open_connections)
1597     pool_init_fixed (tm->half_open_connections,
1598                      tcp_cfg.preallocated_half_open_connections);
1599
1600   /* Initialize clocks per tick for TCP timestamp. Used to compute
1601    * monotonically increasing timestamps. */
1602   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
1603     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
1604
1605   if (num_threads > 1)
1606     {
1607       clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
1608     }
1609
1610   tcp_initialize_timer_wheels (tm);
1611   tcp_initialize_iss_seed (tm);
1612
1613   tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
1614   tm->cc_last_type = TCP_CC_LAST;
1615   return error;
1616 }
1617
1618 clib_error_t *
1619 vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
1620 {
1621   if (is_en)
1622     {
1623       if (tcp_main.is_enabled)
1624         return 0;
1625
1626       return tcp_main_enable (vm);
1627     }
1628   else
1629     {
1630       tcp_main.is_enabled = 0;
1631     }
1632
1633   return 0;
1634 }
1635
1636 void
1637 tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
1638 {
1639   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1640   if (is_ip4)
1641     tm->punt_unknown4 = is_add;
1642   else
1643     tm->punt_unknown6 = is_add;
1644 }
1645
1646 /**
1647  * Initialize default values for tcp parameters
1648  */
1649 static void
1650 tcp_configuration_init (void)
1651 {
1652   /* Initial wnd for SYN. Fifos are not allocated at that point so use some
1653    * predefined value. For SYN-ACK we still want the scale to be computed in
1654    * the same way */
1655   tcp_cfg.max_rx_fifo = 32 << 20;
1656   tcp_cfg.min_rx_fifo = 4 << 10;
1657
1658   tcp_cfg.default_mtu = 1500;
1659   tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = 0;
1660   tcp_cfg.enable_tx_pacing = 1;
1661   tcp_cfg.allow_tso = 0;
1662   tcp_cfg.csum_offload = 1;
1663   tcp_cfg.cc_algo = TCP_CC_NEWRENO;
1664   tcp_cfg.rwnd_min_update_ack = 1;
1665
1666   /* Time constants defined as timer tick (100ms) multiples */
1667   tcp_cfg.delack_time = 1;      /* 0.1s */
1668   tcp_cfg.closewait_time = 20;  /* 2s */
1669   tcp_cfg.timewait_time = 100;  /* 10s */
1670   tcp_cfg.finwait1_time = 600;  /* 60s */
1671   tcp_cfg.lastack_time = 300;   /* 30s */
1672   tcp_cfg.finwait2_time = 300;  /* 30s */
1673   tcp_cfg.closing_time = 300;   /* 30s */
1674   tcp_cfg.cleanup_time = 1;     /* 0.1s */
1675 }
1676
1677 static clib_error_t *
1678 tcp_init (vlib_main_t * vm)
1679 {
1680   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1681   ip_main_t *im = &ip_main;
1682   ip_protocol_info_t *pi;
1683
1684   /* Session layer, and by implication tcp, are disabled by default */
1685   tm->is_enabled = 0;
1686
1687   /* Register with IP for header parsing */
1688   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_TCP);
1689   if (pi == 0)
1690     return clib_error_return (0, "TCP protocol info AWOL");
1691   pi->format_header = format_tcp_header;
1692   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
1693
1694   /* Register as transport with session layer */
1695   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1696                                FIB_PROTOCOL_IP4, tcp4_output_node.index);
1697   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_TCP, &tcp_proto,
1698                                FIB_PROTOCOL_IP6, tcp6_output_node.index);
1699
1700   tcp_api_reference ();
1701   tcp_configuration_init ();
1702
1703   tm->cc_algo_by_name = hash_create_string (0, sizeof (uword));
1704
1705   return 0;
1706 }
1707
1708 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
1709
1710 uword
1711 unformat_tcp_cc_algo (unformat_input_t * input, va_list * va)
1712 {
1713   tcp_cc_algorithm_type_e *result = va_arg (*va, tcp_cc_algorithm_type_e *);
1714   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
1715   char *cc_algo_name;
1716   u8 found = 0;
1717   uword *p;
1718
1719   if (unformat (input, "%s", &cc_algo_name)
1720       && ((p = hash_get_mem (tm->cc_algo_by_name, cc_algo_name))))
1721     {
1722       *result = *p;
1723       found = 1;
1724     }
1725
1726   vec_free (cc_algo_name);
1727   return found;
1728 }
1729
1730 uword
1731 unformat_tcp_cc_algo_cfg (unformat_input_t * input, va_list * va)
1732 {
1733   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
1734   tcp_cc_algorithm_t *cc_alg;
1735   unformat_input_t sub_input;
1736   int found = 0;
1737
1738   vec_foreach (cc_alg, tm->cc_algos)
1739   {
1740     if (!unformat (input, cc_alg->name))
1741       continue;
1742
1743     if (cc_alg->unformat_cfg
1744         && unformat (input, "%U", unformat_vlib_cli_sub_input, &sub_input))
1745       {
1746         if (cc_alg->unformat_cfg (&sub_input))
1747           found = 1;
1748       }
1749   }
1750   return found;
1751 }
1752
1753 static clib_error_t *
1754 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
1755 {
1756   u32 cwnd_multiplier, tmp_time;
1757   uword memory_size;
1758
1759   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
1760     {
1761       if (unformat (input, "preallocated-connections %d",
1762                     &tcp_cfg.preallocated_connections))
1763         ;
1764       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
1765                          &tcp_cfg.preallocated_half_open_connections))
1766         ;
1767       else if (unformat (input, "buffer-fail-fraction %f",
1768                          &tcp_cfg.buffer_fail_fraction))
1769         ;
1770       else if (unformat (input, "max-rx-fifo %U", unformat_memory_size,
1771                          &memory_size))
1772         {
1773           if (memory_size >= 0x100000000)
1774             {
1775               return clib_error_return
1776                 (0, "max-rx-fifo %llu (0x%llx) too large", memory_size,
1777                  memory_size);
1778             }
1779           tcp_cfg.max_rx_fifo = memory_size;
1780         }
1781       else if (unformat (input, "min-rx-fifo %U", unformat_memory_size,
1782                          &memory_size))
1783         {
1784           if (memory_size >= 0x100000000)
1785             {
1786               return clib_error_return
1787                 (0, "min-rx-fifo %llu (0x%llx) too large", memory_size,
1788                  memory_size);
1789             }
1790           tcp_cfg.min_rx_fifo = memory_size;
1791         }
1792       else if (unformat (input, "mtu %u", &tcp_cfg.default_mtu))
1793         ;
1794       else if (unformat (input, "rwnd-min-update-ack %d",
1795                          &tcp_cfg.rwnd_min_update_ack))
1796         ;
1797       else if (unformat (input, "initial-cwnd-multiplier %u",
1798                          &cwnd_multiplier))
1799         tcp_cfg.initial_cwnd_multiplier = cwnd_multiplier;
1800       else if (unformat (input, "no-tx-pacing"))
1801         tcp_cfg.enable_tx_pacing = 0;
1802       else if (unformat (input, "tso"))
1803         tcp_cfg.allow_tso = 1;
1804       else if (unformat (input, "no-csum-offload"))
1805         tcp_cfg.csum_offload = 0;
1806       else if (unformat (input, "cc-algo %U", unformat_tcp_cc_algo,
1807                          &tcp_cfg.cc_algo))
1808         ;
1809       else if (unformat (input, "%U", unformat_tcp_cc_algo_cfg))
1810         ;
1811       else if (unformat (input, "closewait-time %u", &tmp_time))
1812         tcp_cfg.closewait_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1813       else if (unformat (input, "timewait-time %u", &tmp_time))
1814         tcp_cfg.timewait_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1815       else if (unformat (input, "finwait1-time %u", &tmp_time))
1816         tcp_cfg.finwait1_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1817       else if (unformat (input, "finwait2-time %u", &tmp_time))
1818         tcp_cfg.finwait2_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1819       else if (unformat (input, "lastack-time %u", &tmp_time))
1820         tcp_cfg.lastack_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1821       else if (unformat (input, "closing-time %u", &tmp_time))
1822         tcp_cfg.closing_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1823       else if (unformat (input, "cleanup-time %u", &tmp_time))
1824         tcp_cfg.cleanup_time = tmp_time / TCP_TIMER_TICK;
1825       else
1826         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
1827                                   format_unformat_error, input);
1828     }
1829   return 0;
1830 }
1831
1832 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
1833
1834
1835 /**
1836  * \brief Configure an ipv4 source address range
1837  * @param vm vlib_main_t pointer
1838  * @param start first ipv4 address in the source address range
1839  * @param end last ipv4 address in the source address range
1840  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1841  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1842  */
1843
1844 int
1845 tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1846                                        ip4_address_t * start,
1847                                        ip4_address_t * end, u32 table_id)
1848 {
1849   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
1850   u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
1851   fib_prefix_t prefix;
1852   fib_node_index_t fei;
1853   u32 fib_index = 0;
1854   u32 sw_if_index;
1855   int rv;
1856
1857   clib_memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1858
1859   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
1860
1861   if (fib_index == ~0)
1862     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1863
1864   start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
1865   end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
1866
1867   /* sanity check for reversed args or some such */
1868   if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
1869     return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
1870
1871   /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
1872   prefix.fp_len = 32;
1873   prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1874   memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
1875
1876   fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1877
1878   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1879   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1880     return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1881
1882   sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1883
1884   /* Configure proxy arp across the range */
1885   rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
1886
1887   if (rv)
1888     return rv;
1889
1890   rv = vnet_proxy_arp_enable_disable (vnm, sw_if_index, 1);
1891
1892   if (rv)
1893     return rv;
1894
1895   do
1896     {
1897       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1898
1899       vec_add1 (tcp_cfg.ip4_src_addrs, start[0]);
1900
1901       /* Add local adjacencies for the range */
1902
1903       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
1904                                NULL, &dpo);
1905       prefix.fp_len = 32;
1906       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
1907       prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
1908
1909       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1910                                           &prefix,
1911                                           FIB_SOURCE_API,
1912                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1913       dpo_reset (&dpo);
1914
1915       start_host_byte_order++;
1916       start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
1917     }
1918   while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
1919
1920   return 0;
1921 }
1922
1923 /**
1924  * \brief Configure an ipv6 source address range
1925  * @param vm vlib_main_t pointer
1926  * @param start first ipv6 address in the source address range
1927  * @param end last ipv6 address in the source address range
1928  * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
1929  * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
1930  */
1931
1932 int
1933 tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
1934                                        ip6_address_t * start,
1935                                        ip6_address_t * end, u32 table_id)
1936 {
1937   fib_prefix_t prefix;
1938   u32 fib_index = 0;
1939   fib_node_index_t fei;
1940   u32 sw_if_index;
1941
1942   clib_memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
1943
1944   fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
1945
1946   if (fib_index == ~0)
1947     return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
1948
1949   while (1)
1950     {
1951       int i;
1952       ip6_address_t tmp;
1953       dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
1954
1955       /* Remember this address */
1956       vec_add1 (tcp_cfg.ip6_src_addrs, start[0]);
1957
1958       /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
1959       prefix.fp_len = 128;
1960       prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
1961       memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_address_t));
1962
1963       fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
1964
1965       /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
1966       if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
1967         return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
1968
1969       sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
1970
1971       if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
1972         return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
1973
1974       /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
1975       ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
1976
1977       /* Add a receive adjacency for this address */
1978       receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
1979                                NULL, &dpo);
1980
1981       fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
1982                                           &prefix,
1983                                           FIB_SOURCE_API,
1984                                           FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
1985       dpo_reset (&dpo);
1986
1987       /* Done with the entire range? */
1988       if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
1989         break;
1990
1991       /* Increment the address. DGMS. */
1992       tmp = start[0];
1993       for (i = 15; i >= 0; i--)
1994         {
1995           tmp.as_u8[i] += 1;
1996           if (tmp.as_u8[i] != 0)
1997             break;
1998         }
1999       start[0] = tmp;
2000     }
2001   return 0;
2002 }
2003
2004 static clib_error_t *
2005 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
2006                  unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2007 {
2008   ip4_address_t v4start, v4end;
2009   ip6_address_t v6start, v6end;
2010   u32 table_id = 0;
2011   int v4set = 0;
2012   int v6set = 0;
2013   int rv;
2014
2015   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2016     {
2017       if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip4_address, &v4start,
2018                     unformat_ip4_address, &v4end))
2019         v4set = 1;
2020       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip4_address, &v4start))
2021         {
2022           memcpy (&v4end, &v4start, sizeof (v4start));
2023           v4set = 1;
2024         }
2025       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
2026                          unformat_ip6_address, &v6end))
2027         v6set = 1;
2028       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
2029         {
2030           memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v6start));
2031           v6set = 1;
2032         }
2033       else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
2034         ;
2035       else
2036         break;
2037     }
2038
2039   if (!v4set && !v6set)
2040     return clib_error_return (0, "at least one v4 or v6 address required");
2041
2042   if (v4set)
2043     {
2044       rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
2045                                                   table_id);
2046       switch (rv)
2047         {
2048         case 0:
2049           break;
2050
2051         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
2052           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
2053
2054         case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
2055           return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
2056                                     format_ip4_address, &v4start,
2057                                     format_ip4_address, &v4end);
2058         default:
2059           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
2060           break;
2061         }
2062     }
2063   if (v6set)
2064     {
2065       rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
2066                                                   table_id);
2067       switch (rv)
2068         {
2069         case 0:
2070           break;
2071
2072         case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
2073           return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
2074
2075         default:
2076           return clib_error_return (0, "error %d", rv);
2077           break;
2078         }
2079     }
2080   return 0;
2081 }
2082
2083 /* *INDENT-OFF* */
2084 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_src_address_command, static) =
2085 {
2086   .path = "tcp src-address",
2087   .short_help = "tcp src-address <ip-addr> [- <ip-addr>] add src address range",
2088   .function = tcp_src_address,
2089 };
2090 /* *INDENT-ON* */
2091
2092 static u8 *
2093 tcp_scoreboard_dump_trace (u8 * s, sack_scoreboard_t * sb)
2094 {
2095 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
2096
2097   scoreboard_trace_elt_t *block;
2098   int i = 0;
2099
2100   if (!sb->trace)
2101     return s;
2102
2103   s = format (s, "scoreboard trace:");
2104   vec_foreach (block, sb->trace)
2105   {
2106     s = format (s, "{%u, %u, %u, %u, %u}, ", block->start, block->end,
2107                 block->ack, block->snd_una_max, block->group);
2108     if ((++i % 3) == 0)
2109       s = format (s, "\n");
2110   }
2111   return s;
2112 #else
2113   return 0;
2114 #endif
2115 }
2116
2117 static clib_error_t *
2118 tcp_show_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2119                               vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2120 {
2121   transport_connection_t *tconn = 0;
2122   tcp_connection_t *tc;
2123   u8 *s = 0;
2124   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2125     {
2126       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
2127                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
2128         ;
2129       else
2130         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
2131                                   format_unformat_error, input);
2132     }
2133
2134   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2135     {
2136       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
2137       return 0;
2138     }
2139
2140   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
2141   s = tcp_scoreboard_dump_trace (s, &tc->sack_sb);
2142   vlib_cli_output (vm, "%v", s);
2143   return 0;
2144 }
2145
2146 /* *INDENT-OFF* */
2147 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_show_scoreboard_trace_command, static) =
2148 {
2149   .path = "show tcp scoreboard trace",
2150   .short_help = "show tcp scoreboard trace <connection>",
2151   .function = tcp_show_scoreboard_trace_fn,
2152 };
2153 /* *INDENT-ON* */
2154
2155 u8 *
2156 tcp_scoreboard_replay (u8 * s, tcp_connection_t * tc, u8 verbose)
2157 {
2158   int i, trace_len;
2159   scoreboard_trace_elt_t *trace;
2160   u32 next_ack, left, group, has_new_ack = 0;
2161   tcp_connection_t _dummy_tc, *dummy_tc = &_dummy_tc;
2162   sack_block_t *block;
2163
2164   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2165     {
2166       s = format (s, "scoreboard tracing not enabled");
2167       return s;
2168     }
2169
2170   if (!tc)
2171     return s;
2172
2173   clib_memset (dummy_tc, 0, sizeof (*dummy_tc));
2174   tcp_connection_timers_init (dummy_tc);
2175   scoreboard_init (&dummy_tc->sack_sb);
2176   dummy_tc->rcv_opts.flags |= TCP_OPTS_FLAG_SACK;
2177
2178 #if TCP_SCOREBOARD_TRACE
2179   trace = tc->sack_sb.trace;
2180   trace_len = vec_len (tc->sack_sb.trace);
2181 #endif
2182
2183   for (i = 0; i < trace_len; i++)
2184     {
2185       if (trace[i].ack != 0)
2186         {
2187           dummy_tc->snd_una = trace[i].ack - 1448;
2188           dummy_tc->snd_una_max = trace[i].ack;
2189         }
2190     }
2191
2192   left = 0;
2193   while (left < trace_len)
2194     {
2195       group = trace[left].group;
2196       vec_reset_length (dummy_tc->rcv_opts.sacks);
2197       has_new_ack = 0;
2198       while (trace[left].group == group)
2199         {
2200           if (trace[left].ack != 0)
2201             {
2202               if (verbose)
2203                 s = format (s, "Adding ack %u, snd_una_max %u, segs: ",
2204                             trace[left].ack, trace[left].snd_una_max);
2205               dummy_tc->snd_una_max = trace[left].snd_una_max;
2206               next_ack = trace[left].ack;
2207               has_new_ack = 1;
2208             }
2209           else
2210             {
2211               if (verbose)
2212                 s = format (s, "[%u, %u], ", trace[left].start,
2213                             trace[left].end);
2214               vec_add2 (dummy_tc->rcv_opts.sacks, block, 1);
2215               block->start = trace[left].start;
2216               block->end = trace[left].end;
2217             }
2218           left++;
2219         }
2220
2221       /* Push segments */
2222       tcp_rcv_sacks (dummy_tc, next_ack);
2223       if (has_new_ack)
2224         dummy_tc->snd_una = next_ack;
2225
2226       if (verbose)
2227         s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard,
2228                     &dummy_tc->sack_sb);
2229
2230     }
2231   s = format (s, "result: %U", format_tcp_scoreboard, &dummy_tc->sack_sb);
2232
2233   return s;
2234 }
2235
2236 static clib_error_t *
2237 tcp_scoreboard_trace_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2238                          vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2239 {
2240   transport_connection_t *tconn = 0;
2241   tcp_connection_t *tc = 0;
2242   u8 *str = 0;
2243   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2244     {
2245       if (unformat (input, "%U", unformat_transport_connection, &tconn,
2246                     TRANSPORT_PROTO_TCP))
2247         ;
2248       else
2249         return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
2250                                   format_unformat_error, input);
2251     }
2252
2253   if (!TCP_SCOREBOARD_TRACE)
2254     {
2255       vlib_cli_output (vm, "scoreboard tracing not enabled");
2256       return 0;
2257     }
2258
2259   tc = tcp_get_connection_from_transport (tconn);
2260   if (!tc)
2261     {
2262       vlib_cli_output (vm, "connection not found");
2263       return 0;
2264     }
2265   str = tcp_scoreboard_replay (str, tc, 1);
2266   vlib_cli_output (vm, "%v", str);
2267   return 0;
2268 }
2269
2270 /* *INDENT-OFF* */
2271 VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
2272 {
2273   .path = "tcp replay scoreboard",
2274   .short_help = "tcp replay scoreboard <connection>",
2275   .function = tcp_scoreboard_trace_fn,
2276 };
2277 /* *INDENT-ON* */
2278
2279 static clib_error_t *
2280 show_tcp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
2281                   vlib_cli_command_t * cmd_arg)
2282 {
2283   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
2284   if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
2285     return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
2286                               input);
2287   vlib_cli_output (vm, "IPv4 TCP punt: %s",
2288                    tm->punt_unknown4 ? "enabled" : "disabled");
2289   vlib_cli_output (vm, "IPv6 TCP punt: %s",
2290                    tm->punt_unknown6 ? "enabled" : "disabled");
2291   return 0;
2292 }
2293 /* *INDENT-OFF* */
2294 VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
2295 {
2296   .path = "show tcp punt",
2297   .short_help = "show tcp punt",
2298   .function = show_tcp_punt_fn,
2299 };
2300 /* *INDENT-ON* */
2301
2302 /*
2303  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
2304  *
2305  * Local Variables:
2306  * eval: (c-set-style "gnu")
2307  * End:
2308  */