Add qemu 2.4.0
[kvmfornfv.git] / qemu / roms / ipxe / src / net / tcp.c
diff --git a/qemu/roms/ipxe/src/net/tcp.c b/qemu/roms/ipxe/src/net/tcp.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..987cb63
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1494 @@
+#include <string.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <assert.h>
+#include <errno.h>
+#include <byteswap.h>
+#include <ipxe/timer.h>
+#include <ipxe/iobuf.h>
+#include <ipxe/malloc.h>
+#include <ipxe/init.h>
+#include <ipxe/retry.h>
+#include <ipxe/refcnt.h>
+#include <ipxe/pending.h>
+#include <ipxe/xfer.h>
+#include <ipxe/open.h>
+#include <ipxe/uri.h>
+#include <ipxe/netdevice.h>
+#include <ipxe/profile.h>
+#include <ipxe/process.h>
+#include <ipxe/tcpip.h>
+#include <ipxe/tcp.h>
+
+/** @file
+ *
+ * TCP protocol
+ *
+ */
+
+FILE_LICENCE ( GPL2_OR_LATER );
+
+/** A TCP connection */
+struct tcp_connection {
+       /** Reference counter */
+       struct refcnt refcnt;
+       /** List of TCP connections */
+       struct list_head list;
+
+       /** Flags */
+       unsigned int flags;
+
+       /** Data transfer interface */
+       struct interface xfer;
+
+       /** Remote socket address */
+       struct sockaddr_tcpip peer;
+       /** Local port */
+       unsigned int local_port;
+       /** Maximum segment size */
+       size_t mss;
+
+       /** Current TCP state */
+       unsigned int tcp_state;
+       /** Previous TCP state
+        *
+        * Maintained only for debug messages
+        */
+       unsigned int prev_tcp_state;
+       /** Current sequence number
+        *
+        * Equivalent to SND.UNA in RFC 793 terminology.
+        */
+       uint32_t snd_seq;
+       /** Unacknowledged sequence count
+        *
+        * Equivalent to (SND.NXT-SND.UNA) in RFC 793 terminology.
+        */
+       uint32_t snd_sent;
+       /** Send window
+        *
+        * Equivalent to SND.WND in RFC 793 terminology
+        */
+       uint32_t snd_win;
+       /** Current acknowledgement number
+        *
+        * Equivalent to RCV.NXT in RFC 793 terminology.
+        */
+       uint32_t rcv_ack;
+       /** Receive window
+        *
+        * Equivalent to RCV.WND in RFC 793 terminology.
+        */
+       uint32_t rcv_win;
+       /** Received timestamp value
+        *
+        * Updated when a packet is received; copied to ts_recent when
+        * the window is advanced.
+        */
+       uint32_t ts_val;
+       /** Most recent received timestamp that advanced the window
+        *
+        * Equivalent to TS.Recent in RFC 1323 terminology.
+        */
+       uint32_t ts_recent;
+       /** Send window scale
+        *
+        * Equivalent to Snd.Wind.Scale in RFC 1323 terminology
+        */
+       uint8_t snd_win_scale;
+       /** Receive window scale
+        *
+        * Equivalent to Rcv.Wind.Scale in RFC 1323 terminology
+        */
+       uint8_t rcv_win_scale;
+       /** Maximum receive window */
+       uint32_t max_rcv_win;
+
+       /** Transmit queue */
+       struct list_head tx_queue;
+       /** Receive queue */
+       struct list_head rx_queue;
+       /** Transmission process */
+       struct process process;
+       /** Retransmission timer */
+       struct retry_timer timer;
+       /** Shutdown (TIME_WAIT) timer */
+       struct retry_timer wait;
+
+       /** Pending operations for SYN and FIN */
+       struct pending_operation pending_flags;
+       /** Pending operations for transmit queue */
+       struct pending_operation pending_data;
+};
+
+/** TCP flags */
+enum tcp_flags {
+       /** TCP data transfer interface has been closed */
+       TCP_XFER_CLOSED = 0x0001,
+       /** TCP timestamps are enabled */
+       TCP_TS_ENABLED = 0x0002,
+       /** TCP acknowledgement is pending */
+       TCP_ACK_PENDING = 0x0004,
+};
+
+/** TCP internal header
+ *
+ * This is the header that replaces the TCP header for packets
+ * enqueued on the receive queue.
+ */
+struct tcp_rx_queued_header {
+       /** SEQ value, in host-endian order
+        *
+        * This represents the SEQ value at the time the packet is
+        * enqueued, and so excludes the SYN, if present.
+        */
+       uint32_t seq;
+       /** Flags
+        *
+        * Only FIN is valid within this flags byte; all other flags
+        * have already been processed by the time the packet is
+        * enqueued.
+        */
+       uint8_t flags;
+       /** Reserved */
+       uint8_t reserved[3];
+};
+
+/**
+ * List of registered TCP connections
+ */
+static LIST_HEAD ( tcp_conns );
+
+/** Transmit profiler */
+static struct profiler tcp_tx_profiler __profiler = { .name = "tcp.tx" };
+
+/** Receive profiler */
+static struct profiler tcp_rx_profiler __profiler = { .name = "tcp.rx" };
+
+/** Data transfer profiler */
+static struct profiler tcp_xfer_profiler __profiler = { .name = "tcp.xfer" };
+
+/* Forward declarations */
+static struct process_descriptor tcp_process_desc;
+static struct interface_descriptor tcp_xfer_desc;
+static void tcp_expired ( struct retry_timer *timer, int over );
+static void tcp_wait_expired ( struct retry_timer *timer, int over );
+static struct tcp_connection * tcp_demux ( unsigned int local_port );
+static int tcp_rx_ack ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t ack,
+                       uint32_t win );
+
+/**
+ * Name TCP state
+ *
+ * @v state            TCP state
+ * @ret name           Name of TCP state
+ */
+static inline __attribute__ (( always_inline )) const char *
+tcp_state ( int state ) {
+       switch ( state ) {
+       case TCP_CLOSED:                return "CLOSED";
+       case TCP_LISTEN:                return "LISTEN";
+       case TCP_SYN_SENT:              return "SYN_SENT";
+       case TCP_SYN_RCVD:              return "SYN_RCVD";
+       case TCP_ESTABLISHED:           return "ESTABLISHED";
+       case TCP_FIN_WAIT_1:            return "FIN_WAIT_1";
+       case TCP_FIN_WAIT_2:            return "FIN_WAIT_2";
+       case TCP_CLOSING_OR_LAST_ACK:   return "CLOSING/LAST_ACK";
+       case TCP_TIME_WAIT:             return "TIME_WAIT";
+       case TCP_CLOSE_WAIT:            return "CLOSE_WAIT";
+       default:                        return "INVALID";
+       }
+}
+
+/**
+ * Dump TCP state transition
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ */
+static inline __attribute__ (( always_inline )) void
+tcp_dump_state ( struct tcp_connection *tcp ) {
+
+       if ( tcp->tcp_state != tcp->prev_tcp_state ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p transitioned from %s to %s\n", tcp,
+                      tcp_state ( tcp->prev_tcp_state ),
+                      tcp_state ( tcp->tcp_state ) );
+       }
+       tcp->prev_tcp_state = tcp->tcp_state;
+}
+
+/**
+ * Dump TCP flags
+ *
+ * @v flags            TCP flags
+ */
+static inline __attribute__ (( always_inline )) void
+tcp_dump_flags ( struct tcp_connection *tcp, unsigned int flags ) {
+       if ( flags & TCP_RST )
+               DBGC2 ( tcp, " RST" );
+       if ( flags & TCP_SYN )
+               DBGC2 ( tcp, " SYN" );
+       if ( flags & TCP_PSH )
+               DBGC2 ( tcp, " PSH" );
+       if ( flags & TCP_FIN )
+               DBGC2 ( tcp, " FIN" );
+       if ( flags & TCP_ACK )
+               DBGC2 ( tcp, " ACK" );
+}
+
+/***************************************************************************
+ *
+ * Open and close
+ *
+ ***************************************************************************
+ */
+
+/**
+ * Check if local TCP port is available
+ *
+ * @v port             Local port number
+ * @ret port           Local port number, or negative error
+ */
+static int tcp_port_available ( int port ) {
+
+       return ( tcp_demux ( port ) ? -EADDRINUSE : port );
+}
+
+/**
+ * Open a TCP connection
+ *
+ * @v xfer             Data transfer interface
+ * @v peer             Peer socket address
+ * @v local            Local socket address, or NULL
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_open ( struct interface *xfer, struct sockaddr *peer,
+                     struct sockaddr *local ) {
+       struct sockaddr_tcpip *st_peer = ( struct sockaddr_tcpip * ) peer;
+       struct sockaddr_tcpip *st_local = ( struct sockaddr_tcpip * ) local;
+       struct tcp_connection *tcp;
+       size_t mtu;
+       int port;
+       int rc;
+
+       /* Allocate and initialise structure */
+       tcp = zalloc ( sizeof ( *tcp ) );
+       if ( ! tcp )
+               return -ENOMEM;
+       DBGC ( tcp, "TCP %p allocated\n", tcp );
+       ref_init ( &tcp->refcnt, NULL );
+       intf_init ( &tcp->xfer, &tcp_xfer_desc, &tcp->refcnt );
+       process_init_stopped ( &tcp->process, &tcp_process_desc, &tcp->refcnt );
+       timer_init ( &tcp->timer, tcp_expired, &tcp->refcnt );
+       timer_init ( &tcp->wait, tcp_wait_expired, &tcp->refcnt );
+       tcp->prev_tcp_state = TCP_CLOSED;
+       tcp->tcp_state = TCP_STATE_SENT ( TCP_SYN );
+       tcp_dump_state ( tcp );
+       tcp->snd_seq = random();
+       tcp->max_rcv_win = TCP_MAX_WINDOW_SIZE;
+       INIT_LIST_HEAD ( &tcp->tx_queue );
+       INIT_LIST_HEAD ( &tcp->rx_queue );
+       memcpy ( &tcp->peer, st_peer, sizeof ( tcp->peer ) );
+
+       /* Calculate MSS */
+       mtu = tcpip_mtu ( &tcp->peer );
+       if ( ! mtu ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p has no route to %s\n",
+                      tcp, sock_ntoa ( peer ) );
+               rc = -ENETUNREACH;
+               goto err;
+       }
+       tcp->mss = ( mtu - sizeof ( struct tcp_header ) );
+
+       /* Bind to local port */
+       port = tcpip_bind ( st_local, tcp_port_available );
+       if ( port < 0 ) {
+               rc = port;
+               DBGC ( tcp, "TCP %p could not bind: %s\n",
+                      tcp, strerror ( rc ) );
+               goto err;
+       }
+       tcp->local_port = port;
+       DBGC ( tcp, "TCP %p bound to port %d\n", tcp, tcp->local_port );
+
+       /* Start timer to initiate SYN */
+       start_timer_nodelay ( &tcp->timer );
+
+       /* Add a pending operation for the SYN */
+       pending_get ( &tcp->pending_flags );
+
+       /* Attach parent interface, transfer reference to connection
+        * list and return
+        */
+       intf_plug_plug ( &tcp->xfer, xfer );
+       list_add ( &tcp->list, &tcp_conns );
+       return 0;
+
+ err:
+       ref_put ( &tcp->refcnt );
+       return rc;
+}
+
+/**
+ * Close TCP connection
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v rc               Reason for close
+ *
+ * Closes the data transfer interface.  If the TCP state machine is in
+ * a suitable state, the connection will be deleted.
+ */
+static void tcp_close ( struct tcp_connection *tcp, int rc ) {
+       struct io_buffer *iobuf;
+       struct io_buffer *tmp;
+
+       /* Close data transfer interface */
+       intf_shutdown ( &tcp->xfer, rc );
+       tcp->flags |= TCP_XFER_CLOSED;
+
+       /* If we are in CLOSED, or have otherwise not yet received a
+        * SYN (i.e. we are in LISTEN or SYN_SENT), just delete the
+        * connection.
+        */
+       if ( ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_RCVD ( TCP_SYN ) ) ) {
+
+               /* Transition to CLOSED for the sake of debugging messages */
+               tcp->tcp_state = TCP_CLOSED;
+               tcp_dump_state ( tcp );
+
+               /* Free any unprocessed I/O buffers */
+               list_for_each_entry_safe ( iobuf, tmp, &tcp->rx_queue, list ) {
+                       list_del ( &iobuf->list );
+                       free_iob ( iobuf );
+               }
+
+               /* Free any unsent I/O buffers */
+               list_for_each_entry_safe ( iobuf, tmp, &tcp->tx_queue, list ) {
+                       list_del ( &iobuf->list );
+                       free_iob ( iobuf );
+                       pending_put ( &tcp->pending_data );
+               }
+               assert ( ! is_pending ( &tcp->pending_data ) );
+
+               /* Remove pending operations for SYN and FIN, if applicable */
+               pending_put ( &tcp->pending_flags );
+               pending_put ( &tcp->pending_flags );
+
+               /* Remove from list and drop reference */
+               process_del ( &tcp->process );
+               stop_timer ( &tcp->timer );
+               stop_timer ( &tcp->wait );
+               list_del ( &tcp->list );
+               ref_put ( &tcp->refcnt );
+               DBGC ( tcp, "TCP %p connection deleted\n", tcp );
+               return;
+       }
+
+       /* If we have not had our SYN acknowledged (i.e. we are in
+        * SYN_RCVD), pretend that it has been acknowledged so that we
+        * can send a FIN without breaking things.
+        */
+       if ( ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_ACKED ( TCP_SYN ) ) )
+               tcp_rx_ack ( tcp, ( tcp->snd_seq + 1 ), 0 );
+
+       /* If we have no data remaining to send, start sending FIN */
+       if ( list_empty ( &tcp->tx_queue ) &&
+            ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_SENT ( TCP_FIN ) ) ) {
+
+               tcp->tcp_state |= TCP_STATE_SENT ( TCP_FIN );
+               tcp_dump_state ( tcp );
+
+               /* Add a pending operation for the FIN */
+               pending_get ( &tcp->pending_flags );
+       }
+}
+
+/***************************************************************************
+ *
+ * Transmit data path
+ *
+ ***************************************************************************
+ */
+
+/**
+ * Calculate transmission window
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @ret len            Maximum length that can be sent in a single packet
+ */
+static size_t tcp_xmit_win ( struct tcp_connection *tcp ) {
+       size_t len;
+
+       /* Not ready if we're not in a suitable connection state */
+       if ( ! TCP_CAN_SEND_DATA ( tcp->tcp_state ) )
+               return 0;
+
+       /* Length is the minimum of the receiver's window and the path MTU */
+       len = tcp->snd_win;
+       if ( len > TCP_PATH_MTU )
+               len = TCP_PATH_MTU;
+
+       return len;
+}
+
+/**
+ * Check data-transfer flow control window
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @ret len            Length of window
+ */
+static size_t tcp_xfer_window ( struct tcp_connection *tcp ) {
+
+       /* Not ready if data queue is non-empty.  This imposes a limit
+        * of only one unACKed packet in the TX queue at any time; we
+        * do this to conserve memory usage.
+        */
+       if ( ! list_empty ( &tcp->tx_queue ) )
+               return 0;
+
+       /* Return TCP window length */
+       return tcp_xmit_win ( tcp );
+}
+
+/**
+ * Process TCP transmit queue
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v max_len          Maximum length to process
+ * @v dest             I/O buffer to fill with data, or NULL
+ * @v remove           Remove data from queue
+ * @ret len            Length of data processed
+ *
+ * This processes at most @c max_len bytes from the TCP connection's
+ * transmit queue.  Data will be copied into the @c dest I/O buffer
+ * (if provided) and, if @c remove is true, removed from the transmit
+ * queue.
+ */
+static size_t tcp_process_tx_queue ( struct tcp_connection *tcp, size_t max_len,
+                                    struct io_buffer *dest, int remove ) {
+       struct io_buffer *iobuf;
+       struct io_buffer *tmp;
+       size_t frag_len;
+       size_t len = 0;
+
+       list_for_each_entry_safe ( iobuf, tmp, &tcp->tx_queue, list ) {
+               frag_len = iob_len ( iobuf );
+               if ( frag_len > max_len )
+                       frag_len = max_len;
+               if ( dest ) {
+                       memcpy ( iob_put ( dest, frag_len ), iobuf->data,
+                                frag_len );
+               }
+               if ( remove ) {
+                       iob_pull ( iobuf, frag_len );
+                       if ( ! iob_len ( iobuf ) ) {
+                               list_del ( &iobuf->list );
+                               free_iob ( iobuf );
+                               pending_put ( &tcp->pending_data );
+                       }
+               }
+               len += frag_len;
+               max_len -= frag_len;
+       }
+       return len;
+}
+
+/**
+ * Transmit any outstanding data
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * 
+ * Transmits any outstanding data on the connection.
+ *
+ * Note that even if an error is returned, the retransmission timer
+ * will have been started if necessary, and so the stack will
+ * eventually attempt to retransmit the failed packet.
+ */
+static void tcp_xmit ( struct tcp_connection *tcp ) {
+       struct io_buffer *iobuf;
+       struct tcp_header *tcphdr;
+       struct tcp_mss_option *mssopt;
+       struct tcp_window_scale_padded_option *wsopt;
+       struct tcp_timestamp_padded_option *tsopt;
+       void *payload;
+       unsigned int flags;
+       size_t len = 0;
+       uint32_t seq_len;
+       uint32_t app_win;
+       uint32_t max_rcv_win;
+       uint32_t max_representable_win;
+       int rc;
+
+       /* Start profiling */
+       profile_start ( &tcp_tx_profiler );
+
+       /* If retransmission timer is already running, do nothing */
+       if ( timer_running ( &tcp->timer ) )
+               return;
+
+       /* Calculate both the actual (payload) and sequence space
+        * lengths that we wish to transmit.
+        */
+       if ( TCP_CAN_SEND_DATA ( tcp->tcp_state ) ) {
+               len = tcp_process_tx_queue ( tcp, tcp_xmit_win ( tcp ),
+                                            NULL, 0 );
+       }
+       seq_len = len;
+       flags = TCP_FLAGS_SENDING ( tcp->tcp_state );
+       if ( flags & ( TCP_SYN | TCP_FIN ) ) {
+               /* SYN or FIN consume one byte, and we can never send both */
+               assert ( ! ( ( flags & TCP_SYN ) && ( flags & TCP_FIN ) ) );
+               seq_len++;
+       }
+       tcp->snd_sent = seq_len;
+
+       /* If we have nothing to transmit, stop now */
+       if ( ( seq_len == 0 ) && ! ( tcp->flags & TCP_ACK_PENDING ) )
+               return;
+
+       /* If we are transmitting anything that requires
+        * acknowledgement (i.e. consumes sequence space), start the
+        * retransmission timer.  Do this before attempting to
+        * allocate the I/O buffer, in case allocation itself fails.
+        */
+       if ( seq_len )
+               start_timer ( &tcp->timer );
+
+       /* Allocate I/O buffer */
+       iobuf = alloc_iob ( len + TCP_MAX_HEADER_LEN );
+       if ( ! iobuf ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p could not allocate iobuf for %08x..%08x "
+                      "%08x\n", tcp, tcp->snd_seq, ( tcp->snd_seq + seq_len ),
+                      tcp->rcv_ack );
+               return;
+       }
+       iob_reserve ( iobuf, TCP_MAX_HEADER_LEN );
+
+       /* Fill data payload from transmit queue */
+       tcp_process_tx_queue ( tcp, len, iobuf, 0 );
+
+       /* Expand receive window if possible */
+       max_rcv_win = tcp->max_rcv_win;
+       app_win = xfer_window ( &tcp->xfer );
+       if ( max_rcv_win > app_win )
+               max_rcv_win = app_win;
+       max_representable_win = ( 0xffff << tcp->rcv_win_scale );
+       if ( max_rcv_win > max_representable_win )
+               max_rcv_win = max_representable_win;
+       max_rcv_win &= ~0x03; /* Keep everything dword-aligned */
+       if ( tcp->rcv_win < max_rcv_win )
+               tcp->rcv_win = max_rcv_win;
+
+       /* Fill up the TCP header */
+       payload = iobuf->data;
+       if ( flags & TCP_SYN ) {
+               mssopt = iob_push ( iobuf, sizeof ( *mssopt ) );
+               mssopt->kind = TCP_OPTION_MSS;
+               mssopt->length = sizeof ( *mssopt );
+               mssopt->mss = htons ( tcp->mss );
+               wsopt = iob_push ( iobuf, sizeof ( *wsopt ) );
+               wsopt->nop = TCP_OPTION_NOP;
+               wsopt->wsopt.kind = TCP_OPTION_WS;
+               wsopt->wsopt.length = sizeof ( wsopt->wsopt );
+               wsopt->wsopt.scale = TCP_RX_WINDOW_SCALE;
+       }
+       if ( ( flags & TCP_SYN ) || ( tcp->flags & TCP_TS_ENABLED ) ) {
+               tsopt = iob_push ( iobuf, sizeof ( *tsopt ) );
+               memset ( tsopt->nop, TCP_OPTION_NOP, sizeof ( tsopt->nop ) );
+               tsopt->tsopt.kind = TCP_OPTION_TS;
+               tsopt->tsopt.length = sizeof ( tsopt->tsopt );
+               tsopt->tsopt.tsval = htonl ( currticks() );
+               tsopt->tsopt.tsecr = htonl ( tcp->ts_recent );
+       }
+       if ( len != 0 )
+               flags |= TCP_PSH;
+       tcphdr = iob_push ( iobuf, sizeof ( *tcphdr ) );
+       memset ( tcphdr, 0, sizeof ( *tcphdr ) );
+       tcphdr->src = htons ( tcp->local_port );
+       tcphdr->dest = tcp->peer.st_port;
+       tcphdr->seq = htonl ( tcp->snd_seq );
+       tcphdr->ack = htonl ( tcp->rcv_ack );
+       tcphdr->hlen = ( ( payload - iobuf->data ) << 2 );
+       tcphdr->flags = flags;
+       tcphdr->win = htons ( tcp->rcv_win >> tcp->rcv_win_scale );
+       tcphdr->csum = tcpip_chksum ( iobuf->data, iob_len ( iobuf ) );
+
+       /* Dump header */
+       DBGC2 ( tcp, "TCP %p TX %d->%d %08x..%08x           %08x %4zd",
+               tcp, ntohs ( tcphdr->src ), ntohs ( tcphdr->dest ),
+               ntohl ( tcphdr->seq ), ( ntohl ( tcphdr->seq ) + seq_len ),
+               ntohl ( tcphdr->ack ), len );
+       tcp_dump_flags ( tcp, tcphdr->flags );
+       DBGC2 ( tcp, "\n" );
+
+       /* Transmit packet */
+       if ( ( rc = tcpip_tx ( iobuf, &tcp_protocol, NULL, &tcp->peer, NULL,
+                              &tcphdr->csum ) ) != 0 ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p could not transmit %08x..%08x %08x: %s\n",
+                      tcp, tcp->snd_seq, ( tcp->snd_seq + tcp->snd_sent ),
+                      tcp->rcv_ack, strerror ( rc ) );
+               return;
+       }
+
+       /* Clear ACK-pending flag */
+       tcp->flags &= ~TCP_ACK_PENDING;
+
+       profile_stop ( &tcp_tx_profiler );
+}
+
+/** TCP process descriptor */
+static struct process_descriptor tcp_process_desc =
+       PROC_DESC_ONCE ( struct tcp_connection, process, tcp_xmit );
+
+/**
+ * Retransmission timer expired
+ *
+ * @v timer            Retransmission timer
+ * @v over             Failure indicator
+ */
+static void tcp_expired ( struct retry_timer *timer, int over ) {
+       struct tcp_connection *tcp =
+               container_of ( timer, struct tcp_connection, timer );
+
+       DBGC ( tcp, "TCP %p timer %s in %s for %08x..%08x %08x\n", tcp,
+              ( over ? "expired" : "fired" ), tcp_state ( tcp->tcp_state ),
+              tcp->snd_seq, ( tcp->snd_seq + tcp->snd_sent ), tcp->rcv_ack );
+
+       assert ( ( tcp->tcp_state == TCP_SYN_SENT ) ||
+                ( tcp->tcp_state == TCP_SYN_RCVD ) ||
+                ( tcp->tcp_state == TCP_ESTABLISHED ) ||
+                ( tcp->tcp_state == TCP_FIN_WAIT_1 ) ||
+                ( tcp->tcp_state == TCP_CLOSE_WAIT ) ||
+                ( tcp->tcp_state == TCP_CLOSING_OR_LAST_ACK ) );
+
+       if ( over ) {
+               /* If we have finally timed out and given up,
+                * terminate the connection
+                */
+               tcp->tcp_state = TCP_CLOSED;
+               tcp_dump_state ( tcp );
+               tcp_close ( tcp, -ETIMEDOUT );
+       } else {
+               /* Otherwise, retransmit the packet */
+               tcp_xmit ( tcp );
+       }
+}
+
+/**
+ * Shutdown timer expired
+ *
+ * @v timer            Shutdown timer
+ * @v over             Failure indicator
+ */
+static void tcp_wait_expired ( struct retry_timer *timer, int over __unused ) {
+       struct tcp_connection *tcp =
+               container_of ( timer, struct tcp_connection, wait );
+
+       assert ( tcp->tcp_state == TCP_TIME_WAIT );
+
+       DBGC ( tcp, "TCP %p wait complete in %s for %08x..%08x %08x\n", tcp,
+              tcp_state ( tcp->tcp_state ), tcp->snd_seq,
+              ( tcp->snd_seq + tcp->snd_sent ), tcp->rcv_ack );
+
+       tcp->tcp_state = TCP_CLOSED;
+       tcp_dump_state ( tcp );
+       tcp_close ( tcp, 0 );
+}
+
+/**
+ * Send RST response to incoming packet
+ *
+ * @v in_tcphdr                TCP header of incoming packet
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_xmit_reset ( struct tcp_connection *tcp,
+                           struct sockaddr_tcpip *st_dest,
+                           struct tcp_header *in_tcphdr ) {
+       struct io_buffer *iobuf;
+       struct tcp_header *tcphdr;
+       int rc;
+
+       /* Allocate space for dataless TX buffer */
+       iobuf = alloc_iob ( TCP_MAX_HEADER_LEN );
+       if ( ! iobuf ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p could not allocate iobuf for RST "
+                      "%08x..%08x %08x\n", tcp, ntohl ( in_tcphdr->ack ),
+                      ntohl ( in_tcphdr->ack ), ntohl ( in_tcphdr->seq ) );
+               return -ENOMEM;
+       }
+       iob_reserve ( iobuf, TCP_MAX_HEADER_LEN );
+
+       /* Construct RST response */
+       tcphdr = iob_push ( iobuf, sizeof ( *tcphdr ) );
+       memset ( tcphdr, 0, sizeof ( *tcphdr ) );
+       tcphdr->src = in_tcphdr->dest;
+       tcphdr->dest = in_tcphdr->src;
+       tcphdr->seq = in_tcphdr->ack;
+       tcphdr->ack = in_tcphdr->seq;
+       tcphdr->hlen = ( ( sizeof ( *tcphdr ) / 4 ) << 4 );
+       tcphdr->flags = ( TCP_RST | TCP_ACK );
+       tcphdr->win = htons ( 0 );
+       tcphdr->csum = tcpip_chksum ( iobuf->data, iob_len ( iobuf ) );
+
+       /* Dump header */
+       DBGC2 ( tcp, "TCP %p TX %d->%d %08x..%08x           %08x %4d",
+               tcp, ntohs ( tcphdr->src ), ntohs ( tcphdr->dest ),
+               ntohl ( tcphdr->seq ), ( ntohl ( tcphdr->seq ) ),
+               ntohl ( tcphdr->ack ), 0 );
+       tcp_dump_flags ( tcp, tcphdr->flags );
+       DBGC2 ( tcp, "\n" );
+
+       /* Transmit packet */
+       if ( ( rc = tcpip_tx ( iobuf, &tcp_protocol, NULL, st_dest,
+                              NULL, &tcphdr->csum ) ) != 0 ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p could not transmit RST %08x..%08x %08x: "
+                      "%s\n", tcp, ntohl ( in_tcphdr->ack ),
+                      ntohl ( in_tcphdr->ack ), ntohl ( in_tcphdr->seq ),
+                      strerror ( rc ) );
+               return rc;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/***************************************************************************
+ *
+ * Receive data path
+ *
+ ***************************************************************************
+ */
+
+/**
+ * Identify TCP connection by local port number
+ *
+ * @v local_port       Local port
+ * @ret tcp            TCP connection, or NULL
+ */
+static struct tcp_connection * tcp_demux ( unsigned int local_port ) {
+       struct tcp_connection *tcp;
+
+       list_for_each_entry ( tcp, &tcp_conns, list ) {
+               if ( tcp->local_port == local_port )
+                       return tcp;
+       }
+       return NULL;
+}
+
+/**
+ * Parse TCP received options
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v data             Raw options data
+ * @v len              Raw options length
+ * @v options          Options structure to fill in
+ */
+static void tcp_rx_opts ( struct tcp_connection *tcp, const void *data,
+                         size_t len, struct tcp_options *options ) {
+       const void *end = ( data + len );
+       const struct tcp_option *option;
+       unsigned int kind;
+
+       memset ( options, 0, sizeof ( *options ) );
+       while ( data < end ) {
+               option = data;
+               kind = option->kind;
+               if ( kind == TCP_OPTION_END )
+                       return;
+               if ( kind == TCP_OPTION_NOP ) {
+                       data++;
+                       continue;
+               }
+               switch ( kind ) {
+               case TCP_OPTION_MSS:
+                       options->mssopt = data;
+                       break;
+               case TCP_OPTION_WS:
+                       options->wsopt = data;
+                       break;
+               case TCP_OPTION_TS:
+                       options->tsopt = data;
+                       break;
+               default:
+                       DBGC ( tcp, "TCP %p received unknown option %d\n",
+                              tcp, kind );
+                       break;
+               }
+               data += option->length;
+       }
+}
+
+/**
+ * Consume received sequence space
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v seq_len          Sequence space length to consume
+ */
+static void tcp_rx_seq ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t seq_len ) {
+
+       /* Sanity check */
+       assert ( seq_len > 0 );
+
+       /* Update acknowledgement number */
+       tcp->rcv_ack += seq_len;
+
+       /* Update window */
+       if ( tcp->rcv_win > seq_len ) {
+               tcp->rcv_win -= seq_len;
+       } else {
+               tcp->rcv_win = 0;
+       }
+
+       /* Update timestamp */
+       tcp->ts_recent = tcp->ts_val;
+
+       /* Mark ACK as pending */
+       tcp->flags |= TCP_ACK_PENDING;
+}
+
+/**
+ * Handle TCP received SYN
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v seq              SEQ value (in host-endian order)
+ * @v options          TCP options
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_rx_syn ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t seq,
+                       struct tcp_options *options ) {
+
+       /* Synchronise sequence numbers on first SYN */
+       if ( ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_RCVD ( TCP_SYN ) ) ) {
+               tcp->rcv_ack = seq;
+               if ( options->tsopt )
+                       tcp->flags |= TCP_TS_ENABLED;
+               if ( options->wsopt ) {
+                       tcp->snd_win_scale = options->wsopt->scale;
+                       tcp->rcv_win_scale = TCP_RX_WINDOW_SCALE;
+               }
+       }
+
+       /* Ignore duplicate SYN */
+       if ( seq != tcp->rcv_ack )
+               return 0;
+
+       /* Acknowledge SYN */
+       tcp_rx_seq ( tcp, 1 );
+
+       /* Mark SYN as received and start sending ACKs with each packet */
+       tcp->tcp_state |= ( TCP_STATE_SENT ( TCP_ACK ) |
+                           TCP_STATE_RCVD ( TCP_SYN ) );
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * Handle TCP received ACK
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v ack              ACK value (in host-endian order)
+ * @v win              WIN value (in host-endian order)
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_rx_ack ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t ack,
+                       uint32_t win ) {
+       uint32_t ack_len = ( ack - tcp->snd_seq );
+       size_t len;
+       unsigned int acked_flags;
+
+       /* Check for out-of-range or old duplicate ACKs */
+       if ( ack_len > tcp->snd_sent ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p received ACK for %08x..%08x, "
+                      "sent only %08x..%08x\n", tcp, tcp->snd_seq,
+                      ( tcp->snd_seq + ack_len ), tcp->snd_seq,
+                      ( tcp->snd_seq + tcp->snd_sent ) );
+
+               if ( TCP_HAS_BEEN_ESTABLISHED ( tcp->tcp_state ) ) {
+                       /* Just ignore what might be old duplicate ACKs */
+                       return 0;
+               } else {
+                       /* Send RST if an out-of-range ACK is received
+                        * on a not-yet-established connection, as per
+                        * RFC 793.
+                        */
+                       return -EINVAL;
+               }
+       }
+
+       /* Update window size */
+       tcp->snd_win = win;
+
+       /* Ignore ACKs that don't actually acknowledge any new data.
+        * (In particular, do not stop the retransmission timer; this
+        * avoids creating a sorceror's apprentice syndrome when a
+        * duplicate ACK is received and we still have data in our
+        * transmit queue.)
+        */
+       if ( ack_len == 0 )
+               return 0;
+
+       /* Stop the retransmission timer */
+       stop_timer ( &tcp->timer );
+
+       /* Determine acknowledged flags and data length */
+       len = ack_len;
+       acked_flags = ( TCP_FLAGS_SENDING ( tcp->tcp_state ) &
+                       ( TCP_SYN | TCP_FIN ) );
+       if ( acked_flags ) {
+               len--;
+               pending_put ( &tcp->pending_flags );
+       }
+
+       /* Update SEQ and sent counters */
+       tcp->snd_seq = ack;
+       tcp->snd_sent = 0;
+
+       /* Remove any acknowledged data from transmit queue */
+       tcp_process_tx_queue ( tcp, len, NULL, 1 );
+               
+       /* Mark SYN/FIN as acknowledged if applicable. */
+       if ( acked_flags )
+               tcp->tcp_state |= TCP_STATE_ACKED ( acked_flags );
+
+       /* Start sending FIN if we've had all possible data ACKed */
+       if ( list_empty ( &tcp->tx_queue ) &&
+            ( tcp->flags & TCP_XFER_CLOSED ) &&
+            ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_SENT ( TCP_FIN ) ) ) {
+               tcp->tcp_state |= TCP_STATE_SENT ( TCP_FIN );
+               pending_get ( &tcp->pending_flags );
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * Handle TCP received data
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v seq              SEQ value (in host-endian order)
+ * @v iobuf            I/O buffer
+ * @ret rc             Return status code
+ *
+ * This function takes ownership of the I/O buffer.
+ */
+static int tcp_rx_data ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t seq,
+                        struct io_buffer *iobuf ) {
+       uint32_t already_rcvd;
+       uint32_t len;
+       int rc;
+
+       /* Ignore duplicate or out-of-order data */
+       already_rcvd = ( tcp->rcv_ack - seq );
+       len = iob_len ( iobuf );
+       if ( already_rcvd >= len ) {
+               free_iob ( iobuf );
+               return 0;
+       }
+       iob_pull ( iobuf, already_rcvd );
+       len -= already_rcvd;
+
+       /* Acknowledge new data */
+       tcp_rx_seq ( tcp, len );
+
+       /* Deliver data to application */
+       profile_start ( &tcp_xfer_profiler );
+       if ( ( rc = xfer_deliver_iob ( &tcp->xfer, iobuf ) ) != 0 ) {
+               DBGC ( tcp, "TCP %p could not deliver %08x..%08x: %s\n",
+                      tcp, seq, ( seq + len ), strerror ( rc ) );
+               return rc;
+       }
+       profile_stop ( &tcp_xfer_profiler );
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * Handle TCP received FIN
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v seq              SEQ value (in host-endian order)
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_rx_fin ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t seq ) {
+
+       /* Ignore duplicate or out-of-order FIN */
+       if ( seq != tcp->rcv_ack )
+               return 0;
+
+       /* Acknowledge FIN */
+       tcp_rx_seq ( tcp, 1 );
+
+       /* Mark FIN as received */
+       tcp->tcp_state |= TCP_STATE_RCVD ( TCP_FIN );
+
+       /* Close connection */
+       tcp_close ( tcp, 0 );
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * Handle TCP received RST
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v seq              SEQ value (in host-endian order)
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_rx_rst ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t seq ) {
+
+       /* Accept RST only if it falls within the window.  If we have
+        * not yet received a SYN, then we have no window to test
+        * against, so fall back to checking that our SYN has been
+        * ACKed.
+        */
+       if ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_RCVD ( TCP_SYN ) ) {
+               if ( ! tcp_in_window ( seq, tcp->rcv_ack, tcp->rcv_win ) )
+                       return 0;
+       } else {
+               if ( ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_ACKED ( TCP_SYN ) ) )
+                       return 0;
+       }
+
+       /* Abort connection */
+       tcp->tcp_state = TCP_CLOSED;
+       tcp_dump_state ( tcp );
+       tcp_close ( tcp, -ECONNRESET );
+
+       DBGC ( tcp, "TCP %p connection reset by peer\n", tcp );
+       return -ECONNRESET;
+}
+
+/**
+ * Enqueue received TCP packet
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v seq              SEQ value (in host-endian order)
+ * @v flags            TCP flags
+ * @v iobuf            I/O buffer
+ */
+static void tcp_rx_enqueue ( struct tcp_connection *tcp, uint32_t seq,
+                            uint8_t flags, struct io_buffer *iobuf ) {
+       struct tcp_rx_queued_header *tcpqhdr;
+       struct io_buffer *queued;
+       size_t len;
+       uint32_t seq_len;
+
+       /* Calculate remaining flags and sequence length.  Note that
+        * SYN, if present, has already been processed by this point.
+        */
+       flags &= TCP_FIN;
+       len = iob_len ( iobuf );
+       seq_len = ( len + ( flags ? 1 : 0 ) );
+
+       /* Discard immediately (to save memory) if:
+        *
+        * a) we have not yet received a SYN (and so have no defined
+        *    receive window), or
+        * b) the packet lies entirely outside the receive window, or
+        * c) there is no further content to process.
+        */
+       if ( ( ! ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_RCVD ( TCP_SYN ) ) ) ||
+            ( tcp_cmp ( seq, tcp->rcv_ack + tcp->rcv_win ) >= 0 ) ||
+            ( tcp_cmp ( seq + seq_len, tcp->rcv_ack ) < 0 ) ||
+            ( seq_len == 0 ) ) {
+               free_iob ( iobuf );
+               return;
+       }
+
+       /* Add internal header */
+       tcpqhdr = iob_push ( iobuf, sizeof ( *tcpqhdr ) );
+       tcpqhdr->seq = seq;
+       tcpqhdr->flags = flags;
+
+       /* Add to RX queue */
+       list_for_each_entry ( queued, &tcp->rx_queue, list ) {
+               tcpqhdr = queued->data;
+               if ( tcp_cmp ( seq, tcpqhdr->seq ) < 0 )
+                       break;
+       }
+       list_add_tail ( &iobuf->list, &queued->list );
+}
+
+/**
+ * Process receive queue
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ */
+static void tcp_process_rx_queue ( struct tcp_connection *tcp ) {
+       struct io_buffer *iobuf;
+       struct tcp_rx_queued_header *tcpqhdr;
+       uint32_t seq;
+       unsigned int flags;
+       size_t len;
+
+       /* Process all applicable received buffers.  Note that we
+        * cannot use list_for_each_entry() to iterate over the RX
+        * queue, since tcp_discard() may remove packets from the RX
+        * queue while we are processing.
+        */
+       while ( ( iobuf = list_first_entry ( &tcp->rx_queue, struct io_buffer,
+                                            list ) ) ) {
+
+               /* Stop processing when we hit the first gap */
+               tcpqhdr = iobuf->data;
+               if ( tcp_cmp ( tcpqhdr->seq, tcp->rcv_ack ) > 0 )
+                       break;
+
+               /* Strip internal header and remove from RX queue */
+               list_del ( &iobuf->list );
+               seq = tcpqhdr->seq;
+               flags = tcpqhdr->flags;
+               iob_pull ( iobuf, sizeof ( *tcpqhdr ) );
+               len = iob_len ( iobuf );
+
+               /* Handle new data, if any */
+               tcp_rx_data ( tcp, seq, iob_disown ( iobuf ) );
+               seq += len;
+
+               /* Handle FIN, if present */
+               if ( flags & TCP_FIN ) {
+                       tcp_rx_fin ( tcp, seq );
+                       seq++;
+               }
+       }
+}
+
+/**
+ * Process received packet
+ *
+ * @v iobuf            I/O buffer
+ * @v netdev           Network device
+ * @v st_src           Partially-filled source address
+ * @v st_dest          Partially-filled destination address
+ * @v pshdr_csum       Pseudo-header checksum
+ * @ret rc             Return status code
+  */
+static int tcp_rx ( struct io_buffer *iobuf,
+                   struct net_device *netdev __unused,
+                   struct sockaddr_tcpip *st_src,
+                   struct sockaddr_tcpip *st_dest __unused,
+                   uint16_t pshdr_csum ) {
+       struct tcp_header *tcphdr = iobuf->data;
+       struct tcp_connection *tcp;
+       struct tcp_options options;
+       size_t hlen;
+       uint16_t csum;
+       uint32_t seq;
+       uint32_t ack;
+       uint16_t raw_win;
+       uint32_t win;
+       unsigned int flags;
+       size_t len;
+       uint32_t seq_len;
+       size_t old_xfer_window;
+       int rc;
+
+       /* Start profiling */
+       profile_start ( &tcp_rx_profiler );
+
+       /* Sanity check packet */
+       if ( iob_len ( iobuf ) < sizeof ( *tcphdr ) ) {
+               DBG ( "TCP packet too short at %zd bytes (min %zd bytes)\n",
+                     iob_len ( iobuf ), sizeof ( *tcphdr ) );
+               rc = -EINVAL;
+               goto discard;
+       }
+       hlen = ( ( tcphdr->hlen & TCP_MASK_HLEN ) / 16 ) * 4;
+       if ( hlen < sizeof ( *tcphdr ) ) {
+               DBG ( "TCP header too short at %zd bytes (min %zd bytes)\n",
+                     hlen, sizeof ( *tcphdr ) );
+               rc = -EINVAL;
+               goto discard;
+       }
+       if ( hlen > iob_len ( iobuf ) ) {
+               DBG ( "TCP header too long at %zd bytes (max %zd bytes)\n",
+                     hlen, iob_len ( iobuf ) );
+               rc = -EINVAL;
+               goto discard;
+       }
+       csum = tcpip_continue_chksum ( pshdr_csum, iobuf->data,
+                                      iob_len ( iobuf ) );
+       if ( csum != 0 ) {
+               DBG ( "TCP checksum incorrect (is %04x including checksum "
+                     "field, should be 0000)\n", csum );
+               rc = -EINVAL;
+               goto discard;
+       }
+       
+       /* Parse parameters from header and strip header */
+       tcp = tcp_demux ( ntohs ( tcphdr->dest ) );
+       seq = ntohl ( tcphdr->seq );
+       ack = ntohl ( tcphdr->ack );
+       raw_win = ntohs ( tcphdr->win );
+       flags = tcphdr->flags;
+       tcp_rx_opts ( tcp, ( ( ( void * ) tcphdr ) + sizeof ( *tcphdr ) ),
+                     ( hlen - sizeof ( *tcphdr ) ), &options );
+       if ( tcp && options.tsopt )
+               tcp->ts_val = ntohl ( options.tsopt->tsval );
+       iob_pull ( iobuf, hlen );
+       len = iob_len ( iobuf );
+       seq_len = ( len + ( ( flags & TCP_SYN ) ? 1 : 0 ) +
+                   ( ( flags & TCP_FIN ) ? 1 : 0 ) );
+
+       /* Dump header */
+       DBGC2 ( tcp, "TCP %p RX %d<-%d           %08x %08x..%08x %4zd",
+               tcp, ntohs ( tcphdr->dest ), ntohs ( tcphdr->src ),
+               ntohl ( tcphdr->ack ), ntohl ( tcphdr->seq ),
+               ( ntohl ( tcphdr->seq ) + seq_len ), len );
+       tcp_dump_flags ( tcp, tcphdr->flags );
+       DBGC2 ( tcp, "\n" );
+
+       /* If no connection was found, silently drop packet */
+       if ( ! tcp ) {
+               rc = -ENOTCONN;
+               goto discard;
+       }
+
+       /* Record old data-transfer window */
+       old_xfer_window = tcp_xfer_window ( tcp );
+
+       /* Handle ACK, if present */
+       if ( flags & TCP_ACK ) {
+               win = ( raw_win << tcp->snd_win_scale );
+               if ( ( rc = tcp_rx_ack ( tcp, ack, win ) ) != 0 ) {
+                       tcp_xmit_reset ( tcp, st_src, tcphdr );
+                       goto discard;
+               }
+       }
+
+       /* Force an ACK if this packet is out of order */
+       if ( ( tcp->tcp_state & TCP_STATE_RCVD ( TCP_SYN ) ) &&
+            ( seq != tcp->rcv_ack ) ) {
+               tcp->flags |= TCP_ACK_PENDING;
+       }
+
+       /* Handle SYN, if present */
+       if ( flags & TCP_SYN ) {
+               tcp_rx_syn ( tcp, seq, &options );
+               seq++;
+       }
+
+       /* Handle RST, if present */
+       if ( flags & TCP_RST ) {
+               if ( ( rc = tcp_rx_rst ( tcp, seq ) ) != 0 )
+                       goto discard;
+       }
+
+       /* Enqueue received data */
+       tcp_rx_enqueue ( tcp, seq, flags, iob_disown ( iobuf ) );
+
+       /* Process receive queue */
+       tcp_process_rx_queue ( tcp );
+
+       /* Dump out any state change as a result of the received packet */
+       tcp_dump_state ( tcp );
+
+       /* Schedule transmission of ACK (and any pending data).  If we
+        * have received any out-of-order packets (i.e. if the receive
+        * queue remains non-empty after processing) then send the ACK
+        * immediately in order to trigger Fast Retransmission.
+        */
+       if ( list_empty ( &tcp->rx_queue ) ) {
+               process_add ( &tcp->process );
+       } else {
+               tcp_xmit ( tcp );
+       }
+
+       /* If this packet was the last we expect to receive, set up
+        * timer to expire and cause the connection to be freed.
+        */
+       if ( TCP_CLOSED_GRACEFULLY ( tcp->tcp_state ) ) {
+               stop_timer ( &tcp->wait );
+               start_timer_fixed ( &tcp->wait, ( 2 * TCP_MSL ) );
+       }
+
+       /* Notify application if window has changed */
+       if ( tcp_xfer_window ( tcp ) != old_xfer_window )
+               xfer_window_changed ( &tcp->xfer );
+
+       profile_stop ( &tcp_rx_profiler );
+       return 0;
+
+ discard:
+       /* Free received packet */
+       free_iob ( iobuf );
+       return rc;
+}
+
+/** TCP protocol */
+struct tcpip_protocol tcp_protocol __tcpip_protocol = {
+       .name = "TCP",
+       .rx = tcp_rx,
+       .tcpip_proto = IP_TCP,
+};
+
+/**
+ * Discard some cached TCP data
+ *
+ * @ret discarded      Number of cached items discarded
+ */
+static unsigned int tcp_discard ( void ) {
+       struct tcp_connection *tcp;
+       struct io_buffer *iobuf;
+       struct tcp_rx_queued_header *tcpqhdr;
+       uint32_t max_win;
+       unsigned int discarded = 0;
+
+       /* Try to drop one queued RX packet from each connection */
+       list_for_each_entry ( tcp, &tcp_conns, list ) {
+               list_for_each_entry_reverse ( iobuf, &tcp->rx_queue, list ) {
+
+                       /* Limit window to prevent future discards */
+                       tcpqhdr = iobuf->data;
+                       max_win = ( tcpqhdr->seq - tcp->rcv_ack );
+                       if ( max_win < tcp->max_rcv_win ) {
+                               DBGC ( tcp, "TCP %p reducing maximum window "
+                                      "from %d to %d\n",
+                                      tcp, tcp->max_rcv_win, max_win );
+                               tcp->max_rcv_win = max_win;
+                       }
+
+                       /* Remove packet from queue */
+                       list_del ( &iobuf->list );
+                       free_iob ( iobuf );
+
+                       /* Report discard */
+                       discarded++;
+                       break;
+               }
+       }
+
+       return discarded;
+}
+
+/** TCP cache discarder */
+struct cache_discarder tcp_discarder __cache_discarder ( CACHE_NORMAL ) = {
+       .discard = tcp_discard,
+};
+
+/**
+ * Shut down all TCP connections
+ *
+ */
+static void tcp_shutdown ( int booting __unused ) {
+       struct tcp_connection *tcp;
+
+       while ( ( tcp = list_first_entry ( &tcp_conns, struct tcp_connection,
+                                          list ) ) != NULL ) {
+               tcp->tcp_state = TCP_CLOSED;
+               tcp_dump_state ( tcp );
+               tcp_close ( tcp, -ECANCELED );
+       }
+}
+
+/** TCP shutdown function */
+struct startup_fn tcp_startup_fn __startup_fn ( STARTUP_EARLY ) = {
+       .shutdown = tcp_shutdown,
+};
+
+/***************************************************************************
+ *
+ * Data transfer interface
+ *
+ ***************************************************************************
+ */
+
+/**
+ * Close interface
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v rc               Reason for close
+ */
+static void tcp_xfer_close ( struct tcp_connection *tcp, int rc ) {
+
+       /* Close data transfer interface */
+       tcp_close ( tcp, rc );
+
+       /* Transmit FIN, if possible */
+       tcp_xmit ( tcp );
+}
+
+/**
+ * Deliver datagram as I/O buffer
+ *
+ * @v tcp              TCP connection
+ * @v iobuf            Datagram I/O buffer
+ * @v meta             Data transfer metadata
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_xfer_deliver ( struct tcp_connection *tcp,
+                             struct io_buffer *iobuf,
+                             struct xfer_metadata *meta __unused ) {
+
+       /* Enqueue packet */
+       list_add_tail ( &iobuf->list, &tcp->tx_queue );
+
+       /* Each enqueued packet is a pending operation */
+       pending_get ( &tcp->pending_data );
+
+       /* Transmit data, if possible */
+       tcp_xmit ( tcp );
+
+       return 0;
+}
+
+/** TCP data transfer interface operations */
+static struct interface_operation tcp_xfer_operations[] = {
+       INTF_OP ( xfer_deliver, struct tcp_connection *, tcp_xfer_deliver ),
+       INTF_OP ( xfer_window, struct tcp_connection *, tcp_xfer_window ),
+       INTF_OP ( intf_close, struct tcp_connection *, tcp_xfer_close ),
+};
+
+/** TCP data transfer interface descriptor */
+static struct interface_descriptor tcp_xfer_desc =
+       INTF_DESC ( struct tcp_connection, xfer, tcp_xfer_operations );
+
+/***************************************************************************
+ *
+ * Openers
+ *
+ ***************************************************************************
+ */
+
+/** TCP IPv4 socket opener */
+struct socket_opener tcp_ipv4_socket_opener __socket_opener = {
+       .semantics      = TCP_SOCK_STREAM,
+       .family         = AF_INET,
+       .open           = tcp_open,
+};
+
+/** TCP IPv6 socket opener */
+struct socket_opener tcp_ipv6_socket_opener __socket_opener = {
+       .semantics      = TCP_SOCK_STREAM,
+       .family         = AF_INET6,
+       .open           = tcp_open,
+};
+
+/** Linkage hack */
+int tcp_sock_stream = TCP_SOCK_STREAM;
+
+/**
+ * Open TCP URI
+ *
+ * @v xfer             Data transfer interface
+ * @v uri              URI
+ * @ret rc             Return status code
+ */
+static int tcp_open_uri ( struct interface *xfer, struct uri *uri ) {
+       struct sockaddr_tcpip peer;
+
+       /* Sanity check */
+       if ( ! uri->host )
+               return -EINVAL;
+
+       memset ( &peer, 0, sizeof ( peer ) );
+       peer.st_port = htons ( uri_port ( uri, 0 ) );
+       return xfer_open_named_socket ( xfer, SOCK_STREAM,
+                                       ( struct sockaddr * ) &peer,
+                                       uri->host, NULL );
+}
+
+/** TCP URI opener */
+struct uri_opener tcp_uri_opener __uri_opener = {
+       .scheme         = "tcp",
+       .open           = tcp_open_uri,
+};
+