session: add support for application namespacing
[vpp.git] / src / vnet / tcp / tcp.c
index 6d1cfa0..52e945a 100644 (file)
  * limitations under the License.
  */
 
+/**
+ * @file
+ * @brief TCP host stack utilities
+ */
+
 #include <vnet/tcp/tcp.h>
 #include <vnet/session/session.h>
 #include <vnet/fib/fib.h>
 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
+#include <vnet/dpo/receive_dpo.h>
+#include <vnet/ip/ip6_neighbor.h>
 #include <math.h>
 
 tcp_main_t tcp_main;
 
+void *
+ip_interface_get_first_ip (u32 sw_if_index, u8 is_ip4)
+{
+  ip_lookup_main_t *lm4 = &ip4_main.lookup_main;
+  ip_lookup_main_t *lm6 = &ip6_main.lookup_main;
+  ip_interface_address_t *ia = 0;
+
+  if (is_ip4)
+    {
+      /* *INDENT-OFF* */
+      foreach_ip_interface_address (lm4, ia, sw_if_index, 1 /* unnumbered */ ,
+      ({
+        return ip_interface_address_get_address (lm4, ia);
+      }));
+      /* *INDENT-ON* */
+    }
+  else
+    {
+      /* *INDENT-OFF* */
+      foreach_ip_interface_address (lm6, ia, sw_if_index, 1 /* unnumbered */ ,
+      ({
+        ip6_address_t *rv;
+        rv = ip_interface_address_get_address (lm6, ia);
+        /* Trying to use a link-local ip6 src address is a fool's errand */
+        if (!ip6_address_is_link_local_unicast (rv))
+          return rv;
+      }));
+      /* *INDENT-ON* */
+    }
+
+  return 0;
+}
+
 static u32
 tcp_connection_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
 {
   tcp_main_t *tm = &tcp_main;
   tcp_connection_t *listener;
+  void *iface_ip;
 
   pool_get (tm->listener_pool, listener);
   memset (listener, 0, sizeof (*listener));
 
   listener->c_c_index = listener - tm->listener_pool;
-  listener->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl->port);
+  listener->c_lcl_port = lcl->port;
 
-  if (lcl->is_ip4)
+  /* If we are provided a sw_if_index, bind using one of its ips */
+  if (ip_is_zero (&lcl->ip, 1) && lcl->sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
     {
-      listener->c_lcl_ip4.as_u32 = lcl->ip.ip4.as_u32;
-      listener->c_is_ip4 = 1;
-      listener->c_proto = SESSION_TYPE_IP4_TCP;
+      if ((iface_ip = ip_interface_get_first_ip (lcl->sw_if_index,
+                                                lcl->is_ip4)))
+       ip_set (&lcl->ip, iface_ip, lcl->is_ip4);
     }
-  else
-    {
-      clib_memcpy (&listener->c_lcl_ip6, &lcl->ip.ip6,
-                  sizeof (ip6_address_t));
-      listener->c_proto = SESSION_TYPE_IP6_TCP;
-    }
-
+  ip_copy (&listener->c_lcl_ip, &lcl->ip, lcl->is_ip4);
+  listener->c_is_ip4 = lcl->is_ip4;
+  listener->c_transport_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
   listener->c_s_index = session_index;
+  listener->c_fib_index = lcl->fib_index;
   listener->state = TCP_STATE_LISTEN;
 
   tcp_connection_timers_init (listener);
@@ -95,6 +134,72 @@ tcp_session_get_listener (u32 listener_index)
   return &tc->connection;
 }
 
+always_inline void
+transport_endpoint_del (u32 tepi)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  clib_spinlock_lock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
+  pool_put_index (tm->local_endpoints, tepi);
+  clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
+}
+
+always_inline transport_endpoint_t *
+transport_endpoint_new (void)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  transport_endpoint_t *tep;
+  pool_get (tm->local_endpoints, tep);
+  return tep;
+}
+
+/**
+ * Cleanup half-open connection
+ *
+ */
+void
+tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
+  pool_put_index (tm->half_open_connections, tc->c_c_index);
+  if (CLIB_DEBUG)
+    memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
+  clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
+}
+
+/**
+ * Try to cleanup half-open connection
+ *
+ * If called from a thread that doesn't own tc, the call won't have any
+ * effect.
+ *
+ * @param tc - connection to be cleaned up
+ * @return non-zero if cleanup failed.
+ */
+int
+tcp_half_open_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
+{
+  /* Make sure this is the owning thread */
+  if (tc->c_thread_index != vlib_get_thread_index ())
+    return 1;
+  tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_ESTABLISH);
+  tcp_timer_reset (tc, TCP_TIMER_RETRANSMIT_SYN);
+  tcp_half_open_connection_del (tc);
+  return 0;
+}
+
+tcp_connection_t *
+tcp_half_open_connection_new (void)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  tcp_connection_t *tc = 0;
+  ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
+  pool_get (tm->half_open_connections, tc);
+  memset (tc, 0, sizeof (*tc));
+  tc->c_c_index = tc - tm->half_open_connections;
+  return tc;
+}
+
 /**
  * Cleans up connection state.
  *
@@ -109,27 +214,29 @@ tcp_connection_cleanup (tcp_connection_t * tc)
 
   /* Cleanup local endpoint if this was an active connect */
   tepi = transport_endpoint_lookup (&tm->local_endpoints_table, &tc->c_lcl_ip,
-                                   tc->c_lcl_port);
-
-  /*XXX lock */
+                                   clib_net_to_host_u16 (tc->c_lcl_port));
   if (tepi != TRANSPORT_ENDPOINT_INVALID_INDEX)
     {
       tep = pool_elt_at_index (tm->local_endpoints, tepi);
       transport_endpoint_table_del (&tm->local_endpoints_table, tep);
-      pool_put (tm->local_endpoints, tep);
+      transport_endpoint_del (tepi);
     }
 
-  /* Make sure all timers are cleared */
-  tcp_connection_timers_reset (tc);
-
-  /* Check if half-open */
+  /* Check if connection is not yet fully established */
   if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
     {
-      tcp_half_open_connection_del (tc);
+      /* Try to remove the half-open connection. If this is not the owning
+       * thread, tc won't be removed. Retransmit or establish timers will
+       * eventually expire and call again cleanup on the right thread. */
+      tcp_half_open_connection_cleanup (tc);
     }
   else
     {
       int thread_index = tc->c_thread_index;
+
+      /* Make sure all timers are cleared */
+      tcp_connection_timers_reset (tc);
+
       /* Poison the entry */
       if (CLIB_DEBUG > 0)
        memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
@@ -152,32 +259,6 @@ tcp_connection_del (tcp_connection_t * tc)
   tcp_connection_cleanup (tc);
 }
 
-/**
- * Cleanup half-open connection
- */
-void
-tcp_half_open_connection_del (tcp_connection_t * tc)
-{
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  if (CLIB_DEBUG)
-    memset (tc, 0xFA, sizeof (*tc));
-  clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
-  pool_put (tm->half_open_connections, tc);
-  clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
-}
-
-tcp_connection_t *
-tcp_half_open_connection_new ()
-{
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-  tcp_connection_t *tc = 0;
-  clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
-  pool_get (tm->half_open_connections, tc);
-  clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
-  memset (tc, 0, sizeof (*tc));
-  return tc;
-}
-
 tcp_connection_t *
 tcp_connection_new (u8 thread_index)
 {
@@ -207,9 +288,7 @@ tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
       tcp_connection_cleanup (tc);
       break;
     case TCP_STATE_SYN_SENT:
-      /* XXX remove sst from call */
-      stream_session_connect_notify (&tc->connection, tc->connection.proto,
-                                    1 /* fail */ );
+      stream_session_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
       tcp_connection_cleanup (tc);
       break;
     case TCP_STATE_ESTABLISHED:
@@ -225,7 +304,7 @@ tcp_connection_reset (tcp_connection_t * tc)
       stream_session_reset_notify (&tc->connection);
 
       /* Wait for cleanup from session layer but not forever */
-      tcp_timer_set (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
+      tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
       break;
     case TCP_STATE_CLOSED:
       return;
@@ -250,22 +329,40 @@ tcp_connection_close (tcp_connection_t * tc)
 {
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_CLOSE, tc);
 
-  /* Send FIN if needed */
-  if (tc->state == TCP_STATE_ESTABLISHED
-      || tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD || tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
-    tcp_send_fin (tc);
-
-  /* Switch state */
-  if (tc->state == TCP_STATE_ESTABLISHED || tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
-    tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
-  else if (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT)
-    tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
-  else if (tc->state == TCP_STATE_CLOSE_WAIT)
-    tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
+  /* Send/Program FIN if needed and switch state */
+  switch (tc->state)
+    {
+    case TCP_STATE_SYN_SENT:
+      tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
+      break;
+    case TCP_STATE_SYN_RCVD:
+      tcp_send_fin (tc);
+      tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
+      break;
+    case TCP_STATE_ESTABLISHED:
+      if (!stream_session_tx_fifo_max_dequeue (&tc->connection))
+       tcp_send_fin (tc);
+      else
+       tc->flags |= TCP_CONN_FINPNDG;
+      tc->state = TCP_STATE_FIN_WAIT_1;
+      break;
+    case TCP_STATE_CLOSE_WAIT:
+      tcp_connection_timers_reset (tc);
+      tcp_send_fin (tc);
+      tc->state = TCP_STATE_LAST_ACK;
+      tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
+      break;
+    case TCP_STATE_FIN_WAIT_1:
+      tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_2MSL_TIME);
+      break;
+    default:
+      TCP_DBG ("state: %u", tc->state);
+    }
+
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_STATE_CHANGE, tc);
 
   /* If in CLOSED and WAITCLOSE timer is not set, delete connection now */
-  if (tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] == TCP_TIMER_HANDLE_INVALID
+  if (!tcp_timer_is_active (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE)
       && tc->state == TCP_STATE_CLOSED)
     tcp_connection_del (tc);
 }
@@ -283,6 +380,7 @@ tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
 {
   tcp_connection_t *tc;
   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
+  tcp_connection_timers_reset (tc);
 
   /* Wait for the session tx events to clear */
   tc->state = TCP_STATE_CLOSED;
@@ -290,86 +388,54 @@ tcp_session_cleanup (u32 conn_index, u32 thread_index)
   tcp_timer_update (tc, TCP_TIMER_WAITCLOSE, TCP_CLEANUP_TIME);
 }
 
-void *
-ip_interface_get_first_ip (u32 sw_if_index, u8 is_ip4)
-{
-  ip_lookup_main_t *lm4 = &ip4_main.lookup_main;
-  ip_lookup_main_t *lm6 = &ip6_main.lookup_main;
-  ip_interface_address_t *ia = 0;
-
-  if (is_ip4)
-    {
-      /* *INDENT-OFF* */
-      foreach_ip_interface_address (lm4, ia, sw_if_index, 1 /* unnumbered */ ,
-      ({
-        return ip_interface_address_get_address (lm4, ia);
-      }));
-      /* *INDENT-ON* */
-    }
-  else
-    {
-      /* *INDENT-OFF* */
-      foreach_ip_interface_address (lm6, ia, sw_if_index, 1 /* unnumbered */ ,
-      ({
-        return ip_interface_address_get_address (lm6, ia);
-      }));
-      /* *INDENT-ON* */
-    }
-
-  return 0;
-}
-
 #define PORT_MASK ((1 << 16)- 1)
 /**
  * Allocate local port and add if successful add entry to local endpoint
  * table to mark the pair as used.
  */
 int
-tcp_allocate_local_port (tcp_main_t * tm, ip46_address_t * ip)
+tcp_allocate_local_port (ip46_address_t * ip)
 {
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   transport_endpoint_t *tep;
-  u32 time_now, tei;
+  u32 tei;
   u16 min = 1024, max = 65535; /* XXX configurable ? */
-  int tries;
+  int tries, limit;
 
-  tries = max - min;
-  time_now = tcp_time_now ();
+  limit = max - min;
 
   /* Only support active opens from thread 0 */
   ASSERT (vlib_get_thread_index () == 0);
 
-  /* Start at random point or max */
-  pool_get (tm->local_endpoints, tep);
-  clib_memcpy (&tep->ip, ip, sizeof (*ip));
-
   /* Search for first free slot */
-  for (; tries >= 0; tries--)
+  for (tries = 0; tries < limit; tries++)
     {
       u16 port = 0;
 
       /* Find a port in the specified range */
       while (1)
        {
-         port = random_u32 (&time_now) & PORT_MASK;
+         port = random_u32 (&tm->port_allocator_seed) & PORT_MASK;
          if (PREDICT_TRUE (port >= min && port < max))
            break;
        }
 
-      tep->port = port;
-
       /* Look it up */
-      tei = transport_endpoint_lookup (&tm->local_endpoints_table, &tep->ip,
-                                      tep->port);
+      tei = transport_endpoint_lookup (&tm->local_endpoints_table, ip, port);
       /* If not found, we're done */
       if (tei == TRANSPORT_ENDPOINT_INVALID_INDEX)
        {
+         clib_spinlock_lock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
+         tep = transport_endpoint_new ();
+         clib_memcpy (&tep->ip, ip, sizeof (*ip));
+         tep->port = port;
          transport_endpoint_table_add (&tm->local_endpoints_table, tep,
                                        tep - tm->local_endpoints);
+         clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->local_endpoints_lock);
+
          return tep->port;
        }
     }
-  /* No free ports */
-  pool_put (tm->local_endpoints, tep);
   return -1;
 }
 
@@ -462,7 +528,7 @@ tcp_lookup_rmt_in_fib (tcp_connection_t * tc)
   clib_memcpy (&prefix.fp_addr, &tc->c_rmt_ip, sizeof (prefix.fp_addr));
   prefix.fp_proto = tc->c_is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
   prefix.fp_len = tc->c_is_ip4 ? 32 : 128;
-  fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_vrf);
+  fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, tc->c_fib_index);
   return fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
 }
 
@@ -500,6 +566,23 @@ tcp_connection_fib_attach (tcp_connection_t * tc)
 }
 #endif /* 0 */
 
+/**
+ * Initialize connection send variables.
+ */
+void
+tcp_init_snd_vars (tcp_connection_t * tc)
+{
+  u32 time_now;
+
+  /* Set random initial sequence */
+  tcp_set_time_now (0);
+  time_now = tcp_time_now ();
+  tc->iss = random_u32 (&time_now);
+  tc->snd_una = tc->iss;
+  tc->snd_nxt = tc->iss + 1;
+  tc->snd_una_max = tc->snd_nxt;
+}
+
 /** Initialize tcp connection variables
  *
  * Should be called after having received a msg from the peer, i.e., a SYN or
@@ -511,6 +594,9 @@ tcp_connection_init_vars (tcp_connection_t * tc)
   tcp_init_mss (tc);
   scoreboard_init (&tc->sack_sb);
   tcp_cc_init (tc);
+  if (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD)
+    tcp_init_snd_vars (tc);
+
   //  tcp_connection_fib_attach (tc);
 }
 
@@ -521,7 +607,7 @@ tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
   tcp_connection_t *tc;
   fib_prefix_t prefix;
   fib_node_index_t fei;
-  u32 sw_if_index, fib_index;
+  u32 sw_if_index;
   ip46_address_t lcl_addr;
   int lcl_port;
 
@@ -535,8 +621,8 @@ tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
   prefix.fp_proto = rmt->is_ip4 ? FIB_PROTOCOL_IP4 : FIB_PROTOCOL_IP6;
   prefix.fp_len = rmt->is_ip4 ? 32 : 128;
 
-  fib_index = fib_table_find (prefix.fp_proto, rmt->vrf);
-  fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
+  ASSERT (rmt->fib_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX);
+  fei = fib_table_lookup (rmt->fib_index, &prefix);
 
   /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
   if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
@@ -545,12 +631,14 @@ tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
       return -1;
     }
 
-  sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
+  sw_if_index = rmt->sw_if_index;
+  if (sw_if_index == ENDPOINT_INVALID_INDEX)
+    sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
 
-  if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
+  if (sw_if_index == ENDPOINT_INVALID_INDEX)
     {
       clib_warning ("no resolving interface for %U", format_ip46_address,
-                   &rmt->ip, IP46_TYPE_IP4);
+                   &rmt->ip, (rmt->is_ip4 == 0) + 1);
       return -1;
     }
 
@@ -587,12 +675,20 @@ tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
       else
        {
          ip6 = ip_interface_get_first_ip (sw_if_index, 0);
+         if (ip6 == 0)
+           {
+             clib_warning ("no routable ip6 addresses on %U",
+                           format_vnet_sw_if_index_name, vnet_get_main (),
+                           sw_if_index);
+             return -1;
+           }
+
          clib_memcpy (&lcl_addr.ip6, ip6, sizeof (*ip6));
        }
     }
 
   /* Allocate source port */
-  lcl_port = tcp_allocate_local_port (tm, &lcl_addr);
+  lcl_port = tcp_allocate_local_port (&lcl_addr);
   if (lcl_port < 1)
     {
       clib_warning ("Failed to allocate src port");
@@ -602,23 +698,23 @@ tcp_connection_open (transport_endpoint_t * rmt)
   /*
    * Create connection and send SYN
    */
-
+  clib_spinlock_lock_if_init (&tm->half_open_lock);
   tc = tcp_half_open_connection_new ();
-
   clib_memcpy (&tc->c_rmt_ip, &rmt->ip, sizeof (ip46_address_t));
   clib_memcpy (&tc->c_lcl_ip, &lcl_addr, sizeof (ip46_address_t));
-  tc->c_rmt_port = clib_host_to_net_u16 (rmt->port);
+  tc->c_rmt_port = rmt->port;
   tc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
-  tc->c_c_index = tc - tm->half_open_connections;
   tc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
-  tc->c_proto = rmt->is_ip4 ? SESSION_TYPE_IP4_TCP : SESSION_TYPE_IP6_TCP;
-  tc->c_vrf = rmt->vrf;
+  tc->c_transport_proto = TRANSPORT_PROTO_TCP;
+  tc->c_fib_index = rmt->fib_index;
   /* The other connection vars will be initialized after SYN ACK */
   tcp_connection_timers_init (tc);
 
   TCP_EVT_DBG (TCP_EVT_OPEN, tc);
   tc->state = TCP_STATE_SYN_SENT;
+  tcp_init_snd_vars (tc);
   tcp_send_syn (tc);
+  clib_spinlock_unlock_if_init (&tm->half_open_lock);
 
   return tc->c_c_index;
 }
@@ -653,6 +749,31 @@ format_tcp_state (u8 * s, va_list * args)
   return s;
 }
 
+const char *tcp_connection_flags_str[] = {
+#define _(sym, str) str,
+  foreach_tcp_connection_flag
+#undef _
+};
+
+u8 *
+format_tcp_connection_flags (u8 * s, va_list * args)
+{
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  int i, last = -1;
+
+  for (i = 0; i < TCP_CONN_N_FLAG_BITS; i++)
+    if (tc->flags & (1 << i))
+      last = i;
+  for (i = 0; i < last; i++)
+    {
+      if (tc->flags & (1 << i))
+       s = format (s, "%s, ", tcp_connection_flags_str[i]);
+    }
+  if (last >= 0)
+    s = format (s, "%s", tcp_connection_flags_str[last]);
+  return s;
+}
+
 const char *tcp_conn_timers[] = {
 #define _(sym, str) str,
   foreach_tcp_timer
@@ -701,6 +822,8 @@ u8 *
 format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
 {
   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  s = format (s, " flags: %U timers: %U\n", format_tcp_connection_flags, tc,
+             format_tcp_timers, tc);
   s = format (s, " snd_una %u snd_nxt %u snd_una_max %u",
              tc->snd_una - tc->iss, tc->snd_nxt - tc->iss,
              tc->snd_una_max - tc->iss);
@@ -710,7 +833,7 @@ format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
              tc->snd_wnd, tc->rcv_wnd, tc->snd_wl1 - tc->irs,
              tc->snd_wl2 - tc->iss);
   s = format (s, " flight size %u send space %u rcv_wnd_av %d\n",
-             tcp_flight_size (tc), tcp_available_snd_space (tc),
+             tcp_flight_size (tc), tcp_available_output_snd_space (tc),
              tcp_rcv_wnd_available (tc));
   s = format (s, " cong %U ", format_tcp_congestion_status, tc);
   s = format (s, "cwnd %u ssthresh %u rtx_bytes %u bytes_acked %u\n",
@@ -726,7 +849,8 @@ format_tcp_vars (u8 * s, va_list * args)
   s = format (s, "rtt_seq %u\n", tc->rtt_seq);
   s = format (s, " tsval_recent %u tsval_recent_age %u\n", tc->tsval_recent,
              tcp_time_now () - tc->tsval_recent_age);
-  s = format (s, " scoreboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb);
+  s = format (s, " scoreboard: %U\n", format_tcp_scoreboard, &tc->sack_sb,
+             tc);
   if (vec_len (tc->snd_sacks))
     s = format (s, " sacks tx: %U\n", format_tcp_sacks, tc);
 
@@ -763,12 +887,14 @@ format_tcp_connection (u8 * s, va_list * args)
   tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
 
+  if (!tc)
+    return s;
   s = format (s, "%-50U", format_tcp_connection_id, tc);
   if (verbose)
     {
       s = format (s, "%-15U", format_tcp_state, tc->state);
       if (verbose > 1)
-       s = format (s, " %U\n%U", format_tcp_timers, tc, format_tcp_vars, tc);
+       s = format (s, "\n%U", format_tcp_vars, tc);
     }
 
   return s;
@@ -786,7 +912,7 @@ format_tcp_session (u8 * s, va_list * args)
   if (tc)
     s = format (s, "%U", format_tcp_connection, tc, verbose);
   else
-    s = format (s, "empty");
+    s = format (s, "empty\n");
   return s;
 }
 
@@ -858,7 +984,11 @@ u8 *
 format_tcp_sack_hole (u8 * s, va_list * args)
 {
   sack_scoreboard_hole_t *hole = va_arg (*args, sack_scoreboard_hole_t *);
-  s = format (s, "[%u, %u]", hole->start, hole->end);
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
+  if (tc)
+    s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start - tc->iss, hole->end - tc->iss);
+  else
+    s = format (s, "  [%u, %u]", hole->start, hole->end);
   return s;
 }
 
@@ -866,6 +996,7 @@ u8 *
 format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
 {
   sack_scoreboard_t *sb = va_arg (*args, sack_scoreboard_t *);
+  tcp_connection_t *tc = va_arg (*args, tcp_connection_t *);
   sack_scoreboard_hole_t *hole;
   s = format (s, "sacked_bytes %u last_sacked_bytes %u lost_bytes %u\n",
              sb->sacked_bytes, sb->last_sacked_bytes, sb->lost_bytes);
@@ -880,7 +1011,7 @@ format_tcp_scoreboard (u8 * s, va_list * args)
 
   while (hole)
     {
-      s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole);
+      s = format (s, "%U", format_tcp_sack_hole, hole, tc);
       hole = scoreboard_next_hole (sb, hole);
     }
 
@@ -929,13 +1060,10 @@ tcp_round_snd_space (tcp_connection_t * tc, u32 snd_space)
       return tc->snd_wnd <= snd_space ? tc->snd_wnd : 0;
     }
 
-  /* If we can't write at least a segment, don't try at all */
+  /* If not snd_wnd constrained and we can't write at least a segment,
+   * don't try at all */
   if (PREDICT_FALSE (snd_space < tc->snd_mss))
-    {
-      if (snd_space > clib_min (tc->mss, tc->rcv_opts.mss) - TCP_HDR_LEN_MAX)
-       return snd_space;
-      return 0;
-    }
+    return snd_space < tc->cwnd ? 0 : snd_space;
 
   /* round down to mss multiple */
   return snd_space - (snd_space % tc->snd_mss);
@@ -958,7 +1086,7 @@ tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
 
   if (PREDICT_TRUE (tcp_in_cong_recovery (tc) == 0))
     {
-      snd_space = tcp_available_snd_space (tc);
+      snd_space = tcp_available_output_snd_space (tc);
 
       /* If we haven't gotten dupacks or if we did and have gotten sacked
        * bytes then we can still send as per Limited Transmit (RFC3042) */
@@ -979,17 +1107,20 @@ tcp_snd_space (tcp_connection_t * tc)
   if (tcp_in_recovery (tc))
     {
       tc->snd_nxt = tc->snd_una_max;
-      snd_space = tcp_available_wnd (tc) - tc->snd_rxt_bytes
+      snd_space = tcp_available_snd_wnd (tc) - tc->snd_rxt_bytes
        - (tc->snd_una_max - tc->snd_congestion);
       if (snd_space <= 0 || (tc->snd_una_max - tc->snd_una) >= tc->snd_wnd)
        return 0;
       return tcp_round_snd_space (tc, snd_space);
     }
 
-  /* If in fast recovery, send 1 SMSS if wnd allows */
-  if (tcp_in_fastrecovery (tc)
-      && tcp_available_snd_space (tc) && !tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
+  /* RFC 5681: When previously unsent data is available and the new value of
+   * cwnd and the receiver's advertised window allow, a TCP SHOULD send 1*SMSS
+   * bytes of previously unsent data. */
+  if (tcp_in_fastrecovery (tc) && !tcp_fastrecovery_sent_1_smss (tc))
     {
+      if (tcp_available_output_snd_space (tc) < tc->snd_mss)
+       return 0;
       tcp_fastrecovery_1_smss_on (tc);
       return tc->snd_mss;
     }
@@ -1001,7 +1132,8 @@ u32
 tcp_session_send_space (transport_connection_t * trans_conn)
 {
   tcp_connection_t *tc = (tcp_connection_t *) trans_conn;
-  return tcp_snd_space (tc);
+  return clib_min (tcp_snd_space (tc),
+                  tc->snd_wnd - (tc->snd_nxt - tc->snd_una));
 }
 
 i32
@@ -1057,16 +1189,27 @@ void
 tcp_timer_establish_handler (u32 conn_index)
 {
   tcp_connection_t *tc;
-  u8 sst;
 
   tc = tcp_half_open_connection_get (conn_index);
+  if (tc)
+    {
+      ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
+      stream_session_connect_notify (&tc->connection, 1 /* fail */ );
+      TCP_DBG ("establish pop: %U", format_tcp_connection, tc, 2);
+    }
+  else
+    {
+      tc = tcp_connection_get (conn_index, vlib_get_thread_index ());
+      /* note: the connection may have already disappeared */
+      if (PREDICT_FALSE (tc == 0))
+       return;
+      TCP_DBG ("establish pop: %U", format_tcp_connection, tc, 2);
+      ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_RCVD);
+      /* Start cleanup. App wasn't notified yet so use delete notify as
+       * opposed to delete to cleanup session layer state. */
+      stream_session_delete_notify (&tc->connection);
+    }
   tc->timers[TCP_TIMER_ESTABLISH] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
-
-  ASSERT (tc->state == TCP_STATE_SYN_SENT);
-
-  sst = tc->c_is_ip4 ? SESSION_TYPE_IP4_TCP : SESSION_TYPE_IP6_TCP;
-  stream_session_connect_notify (&tc->connection, sst, 1 /* fail */ );
-
   tcp_connection_cleanup (tc);
 }
 
@@ -1077,6 +1220,8 @@ tcp_timer_waitclose_handler (u32 conn_index)
   tcp_connection_t *tc;
 
   tc = tcp_connection_get (conn_index, thread_index);
+  if (!tc)
+    return;
   tc->timers[TCP_TIMER_WAITCLOSE] = TCP_TIMER_HANDLE_INVALID;
 
   /* Session didn't come back with a close(). Send FIN either way
@@ -1156,8 +1301,9 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   vlib_thread_main_t *vtm = vlib_get_thread_main ();
   clib_error_t *error = 0;
   u32 num_threads;
-  int thread, i;
+  int thread;
   tcp_connection_t *tc __attribute__ ((unused));
+  u32 preallocated_connections_per_thread;
 
   if ((error = vlib_call_init_function (vm, ip_main_init)))
     return error;
@@ -1178,10 +1324,11 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_tcp_header;
 
   ip4_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp4_input_node.index);
+  ip6_register_protocol (IP_PROTOCOL_TCP, tcp6_input_node.index);
 
   /* Register as transport with session layer */
-  session_register_transport (SESSION_TYPE_IP4_TCP, &tcp_proto);
-  session_register_transport (SESSION_TYPE_IP6_TCP, &tcp_proto);
+  session_register_transport (TRANSPORT_PROTO_TCP, 1, &tcp_proto);
+  session_register_transport (TRANSPORT_PROTO_TCP, 0, &tcp_proto);
 
   /*
    * Initialize data structures
@@ -1191,25 +1338,33 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   vec_validate (tm->connections, num_threads - 1);
 
   /*
-   * Preallocate connections
+   * Preallocate connections. Assume that thread 0 won't
+   * use preallocated threads when running multi-core
    */
-  for (thread = 0; thread < num_threads; thread++)
+  if (num_threads == 1)
     {
-      for (i = 0; i < tm->preallocated_connections; i++)
-       pool_get (tm->connections[thread], tc);
-
-      for (i = 0; i < tm->preallocated_connections; i++)
-       pool_put_index (tm->connections[thread], i);
+      thread = 0;
+      preallocated_connections_per_thread = tm->preallocated_connections;
+    }
+  else
+    {
+      thread = 1;
+      preallocated_connections_per_thread =
+       tm->preallocated_connections / (num_threads - 1);
+    }
+  for (; thread < num_threads; thread++)
+    {
+      if (preallocated_connections_per_thread)
+       pool_init_fixed (tm->connections[thread],
+                        preallocated_connections_per_thread);
     }
 
   /*
-   * Preallocate half-open connections
+   * Use a preallocated half-open connection pool?
    */
-  for (i = 0; i < tm->preallocated_half_open_connections; i++)
-    pool_get (tm->half_open_connections, tc);
-
-  for (i = 0; i < tm->preallocated_half_open_connections; i++)
-    pool_put_index (tm->half_open_connections, i);
+  if (tm->preallocated_half_open_connections)
+    pool_init_fixed (tm->half_open_connections,
+                    tm->preallocated_half_open_connections);
 
   /* Initialize per worker thread tx buffers (used for control messages) */
   vec_validate (tm->tx_buffers, num_threads - 1);
@@ -1223,11 +1378,33 @@ tcp_main_enable (vlib_main_t * vm)
   tm->tstamp_ticks_per_clock = vm->clib_time.seconds_per_clock
     / TCP_TSTAMP_RESOLUTION;
 
+  if (tm->local_endpoints_table_buckets == 0)
+    tm->local_endpoints_table_buckets = 250000;
+  if (tm->local_endpoints_table_memory == 0)
+    tm->local_endpoints_table_memory = 512 << 20;
+
   clib_bihash_init_24_8 (&tm->local_endpoints_table, "local endpoint table",
-                        200000 /* $$$$ config parameter nbuckets */ ,
-                        (64 << 20) /*$$$ config parameter table size */ );
+                        tm->local_endpoints_table_buckets,
+                        tm->local_endpoints_table_memory);
+
+  /* Initialize [port-allocator] random number seed */
+  tm->port_allocator_seed = (u32) clib_cpu_time_now ();
+
   if (num_threads > 1)
-    clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
+    {
+      clib_spinlock_init (&tm->half_open_lock);
+      clib_spinlock_init (&tm->local_endpoints_lock);
+    }
+
+  vec_validate (tm->tx_frames[0], num_threads - 1);
+  vec_validate (tm->tx_frames[1], num_threads - 1);
+  vec_validate (tm->ip_lookup_tx_frames[0], num_threads - 1);
+  vec_validate (tm->ip_lookup_tx_frames[1], num_threads - 1);
+
+  tm->bytes_per_buffer = vlib_buffer_free_list_buffer_size
+    (vm, VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
+
+  vec_validate (tm->time_now, num_threads - 1);
   return error;
 }
 
@@ -1249,24 +1426,32 @@ vnet_tcp_enable_disable (vlib_main_t * vm, u8 is_en)
   return 0;
 }
 
+void
+tcp_punt_unknown (vlib_main_t * vm, u8 is_ip4, u8 is_add)
+{
+  tcp_main_t *tm = &tcp_main;
+  if (is_ip4)
+    tm->punt_unknown4 = is_add;
+  else
+    tm->punt_unknown6 = is_add;
+}
+
 clib_error_t *
 tcp_init (vlib_main_t * vm)
 {
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
-
-  tm->vnet_main = vnet_get_main ();
   tm->is_enabled = 0;
-
+  tcp_api_reference ();
   return 0;
 }
 
 VLIB_INIT_FUNCTION (tcp_init);
 
-
 static clib_error_t *
 tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
 {
   tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  u64 tmp;
 
   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
     {
@@ -1277,6 +1462,19 @@ tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
       else if (unformat (input, "preallocated-half-open-connections %d",
                         &tm->preallocated_half_open_connections))
        ;
+      else if (unformat (input, "local-endpoints-table-memory %U",
+                        unformat_memory_size, &tmp))
+       {
+         if (tmp >= 0x100000000)
+           return clib_error_return (0, "memory size %llx (%lld) too large",
+                                     tmp, tmp);
+         tm->local_endpoints_table_memory = tmp;
+       }
+      else if (unformat (input, "local-endpoints-table-buckets %d",
+                        &tm->local_endpoints_table_buckets))
+       ;
+
+
       else
        return clib_error_return (0, "unknown input `%U'",
                                  format_unformat_error, input);
@@ -1286,15 +1484,191 @@ tcp_config_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input)
 
 VLIB_CONFIG_FUNCTION (tcp_config_fn, "tcp");
 
+
+/**
+ * \brief Configure an ipv4 source address range
+ * @param vm vlib_main_t pointer
+ * @param start first ipv4 address in the source address range
+ * @param end last ipv4 address in the source address range
+ * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
+ * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
+ */
+
+int
+tcp_configure_v4_source_address_range (vlib_main_t * vm,
+                                      ip4_address_t * start,
+                                      ip4_address_t * end, u32 table_id)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
+  u32 start_host_byte_order, end_host_byte_order;
+  fib_prefix_t prefix;
+  vnet_sw_interface_t *si;
+  fib_node_index_t fei;
+  u32 fib_index = 0;
+  u32 sw_if_index;
+  int rv;
+  int vnet_proxy_arp_add_del (ip4_address_t * lo_addr,
+                             ip4_address_t * hi_addr, u32 fib_index,
+                             int is_del);
+
+  memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
+
+  fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP4, table_id);
+
+  if (fib_index == ~0)
+    return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
+
+  start_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (start->as_u32);
+  end_host_byte_order = clib_net_to_host_u32 (end->as_u32);
+
+  /* sanity check for reversed args or some such */
+  if ((end_host_byte_order - start_host_byte_order) > (10 << 10))
+    return VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT;
+
+  /* Lookup the last address, to identify the interface involved */
+  prefix.fp_len = 32;
+  prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
+  memcpy (&prefix.fp_addr.ip4, end, sizeof (ip4_address_t));
+
+  fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
+
+  /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
+  if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
+    return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
+
+  sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
+
+  /* Enable proxy arp on the interface */
+  si = vnet_get_sw_interface (vnm, sw_if_index);
+  si->flags |= VNET_SW_INTERFACE_FLAG_PROXY_ARP;
+
+  /* Configure proxy arp across the range */
+  rv = vnet_proxy_arp_add_del (start, end, fib_index, 0 /* is_del */ );
+
+  if (rv)
+    return rv;
+
+  do
+    {
+      dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
+
+      vec_add1 (tm->ip4_src_addresses, start[0]);
+
+      /* Add local adjacencies for the range */
+
+      receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP4, ~0 /* sw_if_index */ ,
+                              NULL, &dpo);
+      prefix.fp_len = 32;
+      prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP4;
+      prefix.fp_addr.ip4.as_u32 = start->as_u32;
+
+      fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
+                                         &prefix,
+                                         FIB_SOURCE_API,
+                                         FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
+      dpo_reset (&dpo);
+
+      start_host_byte_order++;
+      start->as_u32 = clib_host_to_net_u32 (start_host_byte_order);
+    }
+  while (start_host_byte_order <= end_host_byte_order);
+
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief Configure an ipv6 source address range
+ * @param vm vlib_main_t pointer
+ * @param start first ipv6 address in the source address range
+ * @param end last ipv6 address in the source address range
+ * @param table_id VRF / table ID, 0 for the default FIB
+ * @return 0 if all OK, else an error indication from api_errno.h
+ */
+
+int
+tcp_configure_v6_source_address_range (vlib_main_t * vm,
+                                      ip6_address_t * start,
+                                      ip6_address_t * end, u32 table_id)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  fib_prefix_t prefix;
+  u32 fib_index = 0;
+  fib_node_index_t fei;
+  u32 sw_if_index;
+
+  memset (&prefix, 0, sizeof (prefix));
+
+  fib_index = fib_table_find (FIB_PROTOCOL_IP6, table_id);
+
+  if (fib_index == ~0)
+    return VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB;
+
+  while (1)
+    {
+      int i;
+      ip6_address_t tmp;
+      dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
+
+      /* Remember this address */
+      vec_add1 (tm->ip6_src_addresses, start[0]);
+
+      /* Lookup the prefix, to identify the interface involved */
+      prefix.fp_len = 128;
+      prefix.fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
+      memcpy (&prefix.fp_addr.ip6, start, sizeof (ip6_address_t));
+
+      fei = fib_table_lookup (fib_index, &prefix);
+
+      /* Couldn't find route to destination. Bail out. */
+      if (fei == FIB_NODE_INDEX_INVALID)
+       return VNET_API_ERROR_NEXT_HOP_NOT_IN_FIB;
+
+      sw_if_index = fib_entry_get_resolving_interface (fei);
+
+      if (sw_if_index == (u32) ~ 0)
+       return VNET_API_ERROR_NO_MATCHING_INTERFACE;
+
+      /* Add a proxy neighbor discovery entry for this address */
+      ip6_neighbor_proxy_add_del (sw_if_index, start, 0 /* is_del */ );
+
+      /* Add a receive adjacency for this address */
+      receive_dpo_add_or_lock (DPO_PROTO_IP6, ~0 /* sw_if_index */ ,
+                              NULL, &dpo);
+
+      fib_table_entry_special_dpo_update (fib_index,
+                                         &prefix,
+                                         FIB_SOURCE_API,
+                                         FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE, &dpo);
+      dpo_reset (&dpo);
+
+      /* Done with the entire range? */
+      if (!memcmp (start, end, sizeof (start[0])))
+       break;
+
+      /* Increment the address. DGMS. */
+      tmp = start[0];
+      for (i = 15; i >= 0; i--)
+       {
+         tmp.as_u8[i] += 1;
+         if (tmp.as_u8[i] != 0)
+           break;
+       }
+      start[0] = tmp;
+    }
+  return 0;
+}
+
 static clib_error_t *
 tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
                 unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd_arg)
 {
-  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
   ip4_address_t v4start, v4end;
   ip6_address_t v6start, v6end;
+  u32 table_id = 0;
   int v4set = 0;
   int v6set = 0;
+  int rv;
 
   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
     {
@@ -1307,13 +1681,15 @@ tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
          v4set = 1;
        }
       else if (unformat (input, "%U - %U", unformat_ip6_address, &v6start,
-                        unformat_ip4_address, &v6end))
+                        unformat_ip6_address, &v6end))
        v6set = 1;
       else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &v6start))
        {
-         memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v4start));
+         memcpy (&v6end, &v6start, sizeof (v6start));
          v6set = 1;
        }
+      else if (unformat (input, "fib-table %d", &table_id))
+       ;
       else
        break;
     }
@@ -1323,21 +1699,41 @@ tcp_src_address (vlib_main_t * vm,
 
   if (v4set)
     {
-      u32 tmp;
-
-      do
+      rv = tcp_configure_v4_source_address_range (vm, &v4start, &v4end,
+                                                 table_id);
+      switch (rv)
        {
-         vec_add1 (tm->ip4_src_addresses, v4start);
-         tmp = clib_net_to_host_u32 (v4start.as_u32);
-         tmp++;
-         v4start.as_u32 = clib_host_to_net_u32 (tmp);
+       case 0:
+         break;
+
+       case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
+         return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
+
+       case VNET_API_ERROR_INVALID_ARGUMENT:
+         return clib_error_return (0, "Invalid address range %U - %U",
+                                   format_ip4_address, &v4start,
+                                   format_ip4_address, &v4end);
+       default:
+         return clib_error_return (0, "error %d", rv);
+         break;
        }
-      while (clib_host_to_net_u32 (v4start.as_u32) <=
-            clib_host_to_net_u32 (v4end.as_u32));
     }
   if (v6set)
     {
-      clib_warning ("v6 src address list unimplemented...");
+      rv = tcp_configure_v6_source_address_range (vm, &v6start, &v6end,
+                                                 table_id);
+      switch (rv)
+       {
+       case 0:
+         break;
+
+       case VNET_API_ERROR_NO_SUCH_FIB:
+         return clib_error_return (0, "Invalid table-id %d", table_id);
+
+       default:
+         return clib_error_return (0, "error %d", rv);
+         break;
+       }
     }
   return 0;
 }
@@ -1535,6 +1931,29 @@ VLIB_CLI_COMMAND (tcp_replay_scoreboard_command, static) =
 };
 /* *INDENT-ON* */
 
+static clib_error_t *
+show_tcp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
+                 vlib_cli_command_t * cmd_arg)
+{
+  tcp_main_t *tm = vnet_get_tcp_main ();
+  if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
+    return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
+                             input);
+  vlib_cli_output (vm, "IPv4 TCP punt: %s",
+                  tm->punt_unknown4 ? "enabled" : "disabled");
+  vlib_cli_output (vm, "IPv6 TCP punt: %s",
+                  tm->punt_unknown6 ? "enabled" : "disabled");
+  return 0;
+}
+/* *INDENT-OFF* */
+VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
+{
+  .path = "show tcp punt",
+  .short_help = "show tcp punt",
+  .function = show_tcp_punt_fn,
+};
+/* *INDENT-ON* */
+
 /*
  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
  *