GNU Linux-libre 4.9.290-gnu1
[releases.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 /*
2  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
3  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
4  *              interface as the means of communication with the user level.
5  *
6  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
7  *
8  * Authors:     Ross Biro
9  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
10  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
11  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
12  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
13  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
14  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
15  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
16  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
17  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
18  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
19  */
20
21 /*
22  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
23  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
24  *                              :       Segment collapse on retransmit
25  *                              :       AF independence
26  *
27  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
28  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
29  *                                      during syn/ack processing.
30  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
31  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
32  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
33  *              J Hadi Salim    :       ECN support
34  *
35  */
36
37 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
38
39 #include <net/tcp.h>
40
41 #include <linux/compiler.h>
42 #include <linux/gfp.h>
43 #include <linux/module.h>
44
45 /* People can turn this off for buggy TCP's found in printers etc. */
46 int sysctl_tcp_retrans_collapse __read_mostly = 1;
47
48 /* People can turn this on to work with those rare, broken TCPs that
49  * interpret the window field as a signed quantity.
50  */
51 int sysctl_tcp_workaround_signed_windows __read_mostly = 0;
52
53 /* Default TSQ limit of four TSO segments */
54 int sysctl_tcp_limit_output_bytes __read_mostly = 262144;
55
56 /* This limits the percentage of the congestion window which we
57  * will allow a single TSO frame to consume.  Building TSO frames
58  * which are too large can cause TCP streams to be bursty.
59  */
60 int sysctl_tcp_tso_win_divisor __read_mostly = 3;
61
62 /* By default, RFC2861 behavior.  */
63 int sysctl_tcp_slow_start_after_idle __read_mostly = 1;
64
65 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
66                            int push_one, gfp_t gfp);
67
68 /* Account for new data that has been sent to the network. */
69 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
70 {
71         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
72         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
73         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
74
75         tcp_advance_send_head(sk, skb);
76         tp->snd_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
77
78         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
79         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_EARLY_RETRANS ||
80             icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE) {
81                 tcp_rearm_rto(sk);
82         }
83
84         NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT,
85                       tcp_skb_pcount(skb));
86 }
87
88 /* SND.NXT, if window was not shrunk.
89  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
90  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
91  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
92  * invalid. OK, let's make this for now:
93  */
94 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
95 {
96         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
97
98         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt))
99                 return tp->snd_nxt;
100         else
101                 return tcp_wnd_end(tp);
102 }
103
104 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
105  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
106  *
107  * 1. It is independent of path mtu.
108  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
109  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
110  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
111  *    large MSS.
112  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
113  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
114  *    This may be overridden via information stored in routing table.
115  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
116  *    probably even Jumbo".
117  */
118 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
119 {
120         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
121         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
122         int mss = tp->advmss;
123
124         if (dst) {
125                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
126
127                 if (metric < mss) {
128                         mss = metric;
129                         tp->advmss = mss;
130                 }
131         }
132
133         return (__u16)mss;
134 }
135
136 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
137  * This is the first part of cwnd validation mechanism.
138  */
139 void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, s32 delta)
140 {
141         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
142         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
143         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
144
145         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
146
147         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
148         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
149
150         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
151                 cwnd >>= 1;
152         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
153         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
154         tp->snd_cwnd_used = 0;
155 }
156
157 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
158 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
159                                 struct sock *sk)
160 {
161         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
162         const u32 now = tcp_time_stamp;
163
164         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
165                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
166
167         tp->lsndtime = now;
168
169         /* If it is a reply for ato after last received
170          * packet, enter pingpong mode.
171          */
172         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
173                 icsk->icsk_ack.pingpong = 1;
174 }
175
176 /* Account for an ACK we sent. */
177 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts,
178                                       u32 rcv_nxt)
179 {
180         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
181
182         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
183                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
184         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
185         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
186 }
187
188
189 u32 tcp_default_init_rwnd(u32 mss)
190 {
191         /* Initial receive window should be twice of TCP_INIT_CWND to
192          * enable proper sending of new unsent data during fast recovery
193          * (RFC 3517, Section 4, NextSeg() rule (2)). Further place a
194          * limit when mss is larger than 1460.
195          */
196         u32 init_rwnd = TCP_INIT_CWND * 2;
197
198         if (mss > 1460)
199                 init_rwnd = max((1460 * init_rwnd) / mss, 2U);
200         return init_rwnd;
201 }
202
203 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
204  * Based on the assumption that the given amount of space
205  * will be offered. Store the results in the tp structure.
206  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
207  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
208  * This MUST be enforced by all callers.
209  */
210 void tcp_select_initial_window(int __space, __u32 mss,
211                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
212                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
213                                __u32 init_rcv_wnd)
214 {
215         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
216
217         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
218         if (*window_clamp == 0)
219                 (*window_clamp) = (65535 << 14);
220         space = min(*window_clamp, space);
221
222         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
223         if (space > mss)
224                 space = (space / mss) * mss;
225
226         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
227          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
228          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
229          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
230          * unless the remote has sent us a window scaling option,
231          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
232          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
233          */
234         if (sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
235                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
236         else
237                 (*rcv_wnd) = space;
238
239         (*rcv_wscale) = 0;
240         if (wscale_ok) {
241                 /* Set window scaling on max possible window
242                  * See RFC1323 for an explanation of the limit to 14
243                  */
244                 space = max_t(u32, space, sysctl_tcp_rmem[2]);
245                 space = max_t(u32, space, sysctl_rmem_max);
246                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
247                 while (space > 65535 && (*rcv_wscale) < 14) {
248                         space >>= 1;
249                         (*rcv_wscale)++;
250                 }
251         }
252
253         if (mss > (1 << *rcv_wscale)) {
254                 if (!init_rcv_wnd) /* Use default unless specified otherwise */
255                         init_rcv_wnd = tcp_default_init_rwnd(mss);
256                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
257         }
258
259         /* Set the clamp no higher than max representable value */
260         (*window_clamp) = min(65535U << (*rcv_wscale), *window_clamp);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
263
264 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
265  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
266  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
267  * frame.
268  */
269 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
270 {
271         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
272         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
273         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
274         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
275
276         /* Never shrink the offered window */
277         if (new_win < cur_win) {
278                 /* Danger Will Robinson!
279                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
280                  * we will not be able to advertise a zero
281                  * window in time.  --DaveM
282                  *
283                  * Relax Will Robinson.
284                  */
285                 if (new_win == 0)
286                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
287                                       LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
288                 new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
289         }
290         tp->rcv_wnd = new_win;
291         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
292
293         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
294          * scaled window.
295          */
296         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale && sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
297                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
298         else
299                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
300
301         /* RFC1323 scaling applied */
302         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
303
304         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
305         if (new_win == 0) {
306                 tp->pred_flags = 0;
307                 if (old_win)
308                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
309                                       LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
310         } else if (old_win == 0) {
311                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
312         }
313
314         return new_win;
315 }
316
317 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
318 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
319 {
320         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
321
322         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
323         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
324                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
325         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk))
326                 INET_ECN_xmit(sk);
327 }
328
329 /* Packet ECN state for a SYN.  */
330 static void tcp_ecn_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
331 {
332         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
333         bool use_ecn = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn == 1 ||
334                        tcp_ca_needs_ecn(sk);
335
336         if (!use_ecn) {
337                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
338
339                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
340                         use_ecn = true;
341         }
342
343         tp->ecn_flags = 0;
344
345         if (use_ecn) {
346                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
347                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
348                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk))
349                         INET_ECN_xmit(sk);
350         }
351 }
352
353 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
354 {
355         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback)
356                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
357                  * SYN ACK is ultimatively being received.
358                  */
359                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
360 }
361
362 static void
363 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
364 {
365         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
366                 th->ece = 1;
367 }
368
369 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
370  * be sent.
371  */
372 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
373                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
374 {
375         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
376
377         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
378                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
379                 if (skb->len != tcp_header_len &&
380                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
381                         INET_ECN_xmit(sk);
382                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
383                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
384                                 th->cwr = 1;
385                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
386                         }
387                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
388                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
389                         INET_ECN_dontxmit(sk);
390                 }
391                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
392                         th->ece = 1;
393         }
394 }
395
396 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
397  * auto increment end seqno.
398  */
399 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
400 {
401         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
402         skb->csum = 0;
403
404         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
405         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
406
407         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
408
409         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
410         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
411                 seq++;
412         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
413 }
414
415 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
416 {
417         return tp->snd_una != tp->snd_up;
418 }
419
420 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
421 #define OPTION_TS               (1 << 1)
422 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
423 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
424 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE (1 << 8)
425
426 struct tcp_out_options {
427         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
428         u16 mss;                /* 0 to disable */
429         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
430         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
431         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
432         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
433         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
434         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
435 };
436
437 /* Write previously computed TCP options to the packet.
438  *
439  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
440  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
441  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
442  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
443  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
444  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
445  * particular reason why the ordering would need to be changed).
446  *
447  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
448  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
449  */
450 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
451                               struct tcp_out_options *opts)
452 {
453         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
454
455         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
456                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
457                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
458                 /* overload cookie hash location */
459                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
460                 ptr += 4;
461         }
462
463         if (unlikely(opts->mss)) {
464                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
465                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
466                                opts->mss);
467         }
468
469         if (likely(OPTION_TS & options)) {
470                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
471                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
472                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
473                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
474                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
475                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
476                 } else {
477                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
478                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
479                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
480                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
481                 }
482                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
483                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
484         }
485
486         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
487                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
488                                (TCPOPT_NOP << 16) |
489                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
490                                TCPOLEN_SACK_PERM);
491         }
492
493         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
494                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
495                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
496                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
497                                opts->ws);
498         }
499
500         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
501                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
502                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
503                 int this_sack;
504
505                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
506                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
507                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
508                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
509                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
510
511                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
512                      ++this_sack) {
513                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
514                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
515                 }
516
517                 tp->rx_opt.dsack = 0;
518         }
519
520         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
521                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
522                 u8 *p = (u8 *)ptr;
523                 u32 len; /* Fast Open option length */
524
525                 if (foc->exp) {
526                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
527                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
528                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
529                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
530                 } else {
531                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
532                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
533                         *p++ = len;
534                 }
535
536                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
537                 if ((len & 3) == 2) {
538                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
539                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
540                 }
541                 ptr += (len + 3) >> 2;
542         }
543 }
544
545 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
546  * network wire format yet.
547  */
548 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
549                                 struct tcp_out_options *opts,
550                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
551 {
552         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
553         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
554         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
555
556 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
557         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
558         if (*md5) {
559                 opts->options |= OPTION_MD5;
560                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
561         }
562 #else
563         *md5 = NULL;
564 #endif
565
566         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
567          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
568          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
569          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
570          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
571          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
572          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
573          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
574          * going out.  */
575         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
576         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
577
578         if (likely(sysctl_tcp_timestamps && !*md5)) {
579                 opts->options |= OPTION_TS;
580                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
581                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
582                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
583         }
584         if (likely(sysctl_tcp_window_scaling)) {
585                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
586                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
587                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
588         }
589         if (likely(sysctl_tcp_sack)) {
590                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
591                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
592                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
593         }
594
595         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
596                 u32 need = fastopen->cookie.len;
597
598                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
599                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
600                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
601                 if (remaining >= need) {
602                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
603                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
604                         remaining -= need;
605                         tp->syn_fastopen = 1;
606                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
607                 }
608         }
609
610         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
611 }
612
613 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
614 static unsigned int tcp_synack_options(struct request_sock *req,
615                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
616                                        struct tcp_out_options *opts,
617                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
618                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc,
619                                        enum tcp_synack_type synack_type)
620 {
621         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
622         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
623
624 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
625         if (md5) {
626                 opts->options |= OPTION_MD5;
627                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
628
629                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
630                  * options. There was discussion about disabling SACK
631                  * rather than TS in order to fit in better with old,
632                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
633                  */
634                 if (synack_type != TCP_SYNACK_COOKIE)
635                         ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
636         }
637 #endif
638
639         /* We always send an MSS option. */
640         opts->mss = mss;
641         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
642
643         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
644                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
645                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
646                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
647         }
648         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
649                 opts->options |= OPTION_TS;
650                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb);
651                 opts->tsecr = req->ts_recent;
652                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
653         }
654         if (likely(ireq->sack_ok)) {
655                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
656                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
657                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
658         }
659         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
660                 u32 need = foc->len;
661
662                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
663                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
664                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
665                 if (remaining >= need) {
666                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
667                         opts->fastopen_cookie = foc;
668                         remaining -= need;
669                 }
670         }
671
672         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
673 }
674
675 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
676  * final wire format yet.
677  */
678 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
679                                         struct tcp_out_options *opts,
680                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
681 {
682         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
683         unsigned int size = 0;
684         unsigned int eff_sacks;
685
686         opts->options = 0;
687
688 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
689         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
690         if (unlikely(*md5)) {
691                 opts->options |= OPTION_MD5;
692                 size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
693         }
694 #else
695         *md5 = NULL;
696 #endif
697
698         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
699                 opts->options |= OPTION_TS;
700                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
701                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
702                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
703         }
704
705         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
706         if (unlikely(eff_sacks)) {
707                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
708                 opts->num_sack_blocks =
709                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
710                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
711                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
712                 if (likely(opts->num_sack_blocks))
713                         size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
714                                 opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
715         }
716
717         return size;
718 }
719
720
721 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
722  *
723  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
724  * to reduce RTT and bufferbloat.
725  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
726  *
727  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
728  * needs to be reallocated in a driver.
729  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
730  *
731  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
732  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
733  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
734  */
735 struct tsq_tasklet {
736         struct tasklet_struct   tasklet;
737         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
738 };
739 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
740
741 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
742 {
743         if ((1 << sk->sk_state) &
744             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
745              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
746                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
747
748                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
749                     tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp))
750                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
751
752                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
753                                0, GFP_ATOMIC);
754         }
755 }
756 /*
757  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
758  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
759  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
760  * interrupt us (non NAPI drivers)
761  */
762 static void tcp_tasklet_func(unsigned long data)
763 {
764         struct tsq_tasklet *tsq = (struct tsq_tasklet *)data;
765         LIST_HEAD(list);
766         unsigned long flags;
767         struct list_head *q, *n;
768         struct tcp_sock *tp;
769         struct sock *sk;
770
771         local_irq_save(flags);
772         list_splice_init(&tsq->head, &list);
773         local_irq_restore(flags);
774
775         list_for_each_safe(q, n, &list) {
776                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
777                 list_del(&tp->tsq_node);
778
779                 sk = (struct sock *)tp;
780                 bh_lock_sock(sk);
781
782                 if (!sock_owned_by_user(sk)) {
783                         tcp_tsq_handler(sk);
784                 } else {
785                         /* defer the work to tcp_release_cb() */
786                         set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &tp->tsq_flags);
787                 }
788                 bh_unlock_sock(sk);
789
790                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &tp->tsq_flags);
791                 sk_free(sk);
792         }
793 }
794
795 #define TCP_DEFERRED_ALL ((1UL << TCP_TSQ_DEFERRED) |           \
796                           (1UL << TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED) |   \
797                           (1UL << TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED) |  \
798                           (1UL << TCP_MTU_REDUCED_DEFERRED))
799 /**
800  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
801  * @sk: socket
802  *
803  * called from release_sock() to perform protocol dependent
804  * actions before socket release.
805  */
806 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
807 {
808         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
809         unsigned long flags, nflags;
810
811         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
812         do {
813                 flags = tp->tsq_flags;
814                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
815                         return;
816                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
817         } while (cmpxchg(&tp->tsq_flags, flags, nflags) != flags);
818
819         if (flags & (1UL << TCP_TSQ_DEFERRED))
820                 tcp_tsq_handler(sk);
821
822         /* Here begins the tricky part :
823          * We are called from release_sock() with :
824          * 1) BH disabled
825          * 2) sk_lock.slock spinlock held
826          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
827          *
828          * But following code is meant to be called from BH handlers,
829          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
830          */
831         sock_release_ownership(sk);
832
833         if (flags & (1UL << TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED)) {
834                 tcp_write_timer_handler(sk);
835                 __sock_put(sk);
836         }
837         if (flags & (1UL << TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED)) {
838                 tcp_delack_timer_handler(sk);
839                 __sock_put(sk);
840         }
841         if (flags & (1UL << TCP_MTU_REDUCED_DEFERRED)) {
842                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
843                 __sock_put(sk);
844         }
845 }
846 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
847
848 void __init tcp_tasklet_init(void)
849 {
850         int i;
851
852         for_each_possible_cpu(i) {
853                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
854
855                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
856                 tasklet_init(&tsq->tasklet,
857                              tcp_tasklet_func,
858                              (unsigned long)tsq);
859         }
860 }
861
862 /*
863  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
864  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
865  * hold qdisc lock.
866  */
867 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
868 {
869         struct sock *sk = skb->sk;
870         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
871         int wmem;
872
873         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
874          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
875          */
876         wmem = atomic_sub_return(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc);
877
878         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
879          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
880          * This gives :
881          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
882          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
883          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
884          */
885         if (wmem >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
886                 goto out;
887
888         if (test_and_clear_bit(TSQ_THROTTLED, &tp->tsq_flags) &&
889             !test_and_set_bit(TSQ_QUEUED, &tp->tsq_flags)) {
890                 unsigned long flags;
891                 struct tsq_tasklet *tsq;
892
893                 /* queue this socket to tasklet queue */
894                 local_irq_save(flags);
895                 tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
896                 list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
897                 tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
898                 local_irq_restore(flags);
899                 return;
900         }
901 out:
902         sk_free(sk);
903 }
904
905 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
906  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
907  * transmission and possible later retransmissions.
908  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
909  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
910  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
911  * device.
912  *
913  * We are working here with either a clone of the original
914  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
915  */
916 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
917                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
918 {
919         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
920         struct inet_sock *inet;
921         struct tcp_sock *tp;
922         struct tcp_skb_cb *tcb;
923         struct tcp_out_options opts;
924         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
925         struct sk_buff *oskb = NULL;
926         struct tcp_md5sig_key *md5;
927         struct tcphdr *th;
928         int err;
929
930         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
931         tp = tcp_sk(sk);
932
933         if (clone_it) {
934                 TCP_SKB_CB(skb)->tx.in_flight = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq
935                         - tp->snd_una;
936                 oskb = skb;
937                 if (unlikely(skb_cloned(skb)))
938                         skb = pskb_copy(skb, gfp_mask);
939                 else
940                         skb = skb_clone(skb, gfp_mask);
941                 if (unlikely(!skb))
942                         return -ENOBUFS;
943         }
944         skb_mstamp_get(&skb->skb_mstamp);
945
946         inet = inet_sk(sk);
947         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
948         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
949
950         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))
951                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
952         else
953                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
954                                                            &md5);
955         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
956
957         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
958          * another queue. We can be called from tcp_tsq_handler()
959          * which holds one reference to sk_wmem_alloc.
960          *
961          * TODO: Ideally, in-flight pure ACK packets should not matter here.
962          * One way to get this would be to set skb->truesize = 2 on them.
963          */
964         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1);
965
966         skb_push(skb, tcp_header_size);
967         skb_reset_transport_header(skb);
968
969         skb_orphan(skb);
970         skb->sk = sk;
971         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
972         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
973         atomic_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
974
975         /* Build TCP header and checksum it. */
976         th = (struct tcphdr *)skb->data;
977         th->source              = inet->inet_sport;
978         th->dest                = inet->inet_dport;
979         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
980         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
981         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
982                                         tcb->tcp_flags);
983
984         th->check               = 0;
985         th->urg_ptr             = 0;
986
987         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
988         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
989                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
990                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
991                         th->urg = 1;
992                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
993                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
994                         th->urg = 1;
995                 }
996         }
997
998         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
999         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1000         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1001                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1002                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1003         } else {
1004                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1005                  * is never scaled.
1006                  */
1007                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1008         }
1009 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1010         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1011         if (md5) {
1012                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
1013                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1014                                                md5, sk, skb);
1015         }
1016 #endif
1017
1018         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
1019
1020         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1021                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb), rcv_nxt);
1022
1023         if (skb->len != tcp_header_size) {
1024                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1025                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1026         }
1027
1028         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1029                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1030                               tcp_skb_pcount(skb));
1031
1032         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1033         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1034         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1035         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1036
1037         /* Our usage of tstamp should remain private */
1038         skb->tstamp.tv64 = 0;
1039
1040         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1041         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1042                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1043
1044         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(sk, skb, &inet->cork.fl);
1045
1046         if (unlikely(err > 0)) {
1047                 tcp_enter_cwr(sk);
1048                 err = net_xmit_eval(err);
1049         }
1050         if (!err && oskb) {
1051                 skb_mstamp_get(&oskb->skb_mstamp);
1052                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1053         }
1054         return err;
1055 }
1056
1057 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1058                             gfp_t gfp_mask)
1059 {
1060         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1061                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1062 }
1063
1064 /* This routine just queues the buffer for sending.
1065  *
1066  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1067  * otherwise socket can stall.
1068  */
1069 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1070 {
1071         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1072
1073         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1074         tp->write_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1075         __skb_header_release(skb);
1076         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1077         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
1078         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1079 }
1080
1081 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1082 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1083 {
1084         if (skb->len <= mss_now || skb->ip_summed == CHECKSUM_NONE) {
1085                 /* Avoid the costly divide in the normal
1086                  * non-TSO case.
1087                  */
1088                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1089                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1090         } else {
1091                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1092                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1093         }
1094 }
1095
1096 /* When a modification to fackets out becomes necessary, we need to check
1097  * skb is counted to fackets_out or not.
1098  */
1099 static void tcp_adjust_fackets_out(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
1100                                    int decr)
1101 {
1102         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1103
1104         if (!tp->sacked_out || tcp_is_reno(tp))
1105                 return;
1106
1107         if (after(tcp_highest_sack_seq(tp), TCP_SKB_CB(skb)->seq))
1108                 tp->fackets_out -= decr;
1109 }
1110
1111 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1112  * tweaks to fix counters
1113  */
1114 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1115 {
1116         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1117
1118         tp->packets_out -= decr;
1119
1120         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1121                 tp->sacked_out -= decr;
1122         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1123                 tp->retrans_out -= decr;
1124         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1125                 tp->lost_out -= decr;
1126
1127         /* Reno case is special. Sigh... */
1128         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1129                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1130
1131         tcp_adjust_fackets_out(sk, skb, decr);
1132
1133         if (tp->lost_skb_hint &&
1134             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1135             (tcp_is_fack(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)))
1136                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1137
1138         tcp_verify_left_out(tp);
1139 }
1140
1141 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1142 {
1143         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1144                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1145 }
1146
1147 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1148 {
1149         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1150
1151         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1152             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1153                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1154                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1155
1156                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1157                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1158                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1159                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1160                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1161         }
1162 }
1163
1164 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1165 {
1166         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1167         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1168 }
1169
1170 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1171  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1172  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1173  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1174  */
1175 int tcp_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len,
1176                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1177 {
1178         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1179         struct sk_buff *buff;
1180         int nsize, old_factor;
1181         long limit;
1182         int nlen;
1183         u8 flags;
1184
1185         if (WARN_ON(len > skb->len))
1186                 return -EINVAL;
1187
1188         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1189         if (nsize < 0)
1190                 nsize = 0;
1191
1192         /* tcp_sendmsg() can overshoot sk_wmem_queued by one full size skb.
1193          * We need some allowance to not penalize applications setting small
1194          * SO_SNDBUF values.
1195          * Also allow first and last skb in retransmit queue to be split.
1196          */
1197         limit = sk->sk_sndbuf + 2 * SKB_TRUESIZE(GSO_MAX_SIZE);
1198         if (unlikely((sk->sk_wmem_queued >> 1) > limit &&
1199                      skb != tcp_rtx_queue_head(sk) &&
1200                      skb != tcp_rtx_queue_tail(sk))) {
1201                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPWQUEUETOOBIG);
1202                 return -ENOMEM;
1203         }
1204
1205         if (skb_unclone(skb, gfp))
1206                 return -ENOMEM;
1207
1208         /* Get a new skb... force flag on. */
1209         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, gfp, true);
1210         if (!buff)
1211                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1212
1213         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1214         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1215         nlen = skb->len - len - nsize;
1216         buff->truesize += nlen;
1217         skb->truesize -= nlen;
1218
1219         /* Correct the sequence numbers. */
1220         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1221         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1222         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1223
1224         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1225         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1226         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1227         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1228         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1229         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1230
1231         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags && skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL) {
1232                 /* Copy and checksum data tail into the new buffer. */
1233                 buff->csum = csum_partial_copy_nocheck(skb->data + len,
1234                                                        skb_put(buff, nsize),
1235                                                        nsize, 0);
1236
1237                 skb_trim(skb, len);
1238
1239                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, buff->csum, len);
1240         } else {
1241                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1242                 skb_split(skb, buff, len);
1243         }
1244
1245         buff->ip_summed = skb->ip_summed;
1246
1247         buff->tstamp = skb->tstamp;
1248         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1249
1250         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1251
1252         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1253         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1254         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1255
1256         /* Update delivered info for the new segment */
1257         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1258
1259         /* If this packet has been sent out already, we must
1260          * adjust the various packet counters.
1261          */
1262         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1263                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1264                         tcp_skb_pcount(buff);
1265
1266                 if (diff)
1267                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1268         }
1269
1270         /* Link BUFF into the send queue. */
1271         __skb_header_release(buff);
1272         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1273
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /* This is similar to __pskb_pull_head() (it will go to core/skbuff.c
1278  * eventually). The difference is that pulled data not copied, but
1279  * immediately discarded.
1280  */
1281 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1282 {
1283         struct skb_shared_info *shinfo;
1284         int i, k, eat;
1285
1286         eat = min_t(int, len, skb_headlen(skb));
1287         if (eat) {
1288                 __skb_pull(skb, eat);
1289                 len -= eat;
1290                 if (!len)
1291                         return 0;
1292         }
1293         eat = len;
1294         k = 0;
1295         shinfo = skb_shinfo(skb);
1296         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1297                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1298
1299                 if (size <= eat) {
1300                         skb_frag_unref(skb, i);
1301                         eat -= size;
1302                 } else {
1303                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1304                         if (eat) {
1305                                 shinfo->frags[k].page_offset += eat;
1306                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1307                                 eat = 0;
1308                         }
1309                         k++;
1310                 }
1311         }
1312         shinfo->nr_frags = k;
1313
1314         skb_reset_tail_pointer(skb);
1315         skb->data_len -= len;
1316         skb->len = skb->data_len;
1317         return len;
1318 }
1319
1320 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1321 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1322 {
1323         u32 delta_truesize;
1324
1325         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1326                 return -ENOMEM;
1327
1328         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1329
1330         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1331         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1332
1333         if (delta_truesize) {
1334                 skb->truesize      -= delta_truesize;
1335                 sk->sk_wmem_queued -= delta_truesize;
1336                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1337                 sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1338         }
1339
1340         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1341         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1342                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1343
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1348 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1349 {
1350         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1351         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1352         int mss_now;
1353
1354         /* Calculate base mss without TCP options:
1355            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1356          */
1357         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1358
1359         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1360         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1361                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1362
1363                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1364                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1365         }
1366
1367         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1368         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1369                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1370
1371         /* Now subtract optional transport overhead */
1372         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1373
1374         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1375         mss_now = max(mss_now, sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_snd_mss);
1376         return mss_now;
1377 }
1378
1379 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1380 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1381 {
1382         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1383         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1384                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1385 }
1386 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtu_to_mss);
1387
1388 /* Inverse of above */
1389 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1390 {
1391         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1392         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1393         int mtu;
1394
1395         mtu = mss +
1396               tp->tcp_header_len +
1397               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1398               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1399
1400         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1401         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1402                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1403
1404                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1405                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1406         }
1407         return mtu;
1408 }
1409 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1410
1411 /* MTU probing init per socket */
1412 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1413 {
1414         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1415         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1416         struct net *net = sock_net(sk);
1417
1418         icsk->icsk_mtup.enabled = net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1419         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1420                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1421         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss);
1422         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1423         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1424                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_time_stamp;
1425 }
1426 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1427
1428 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1429
1430    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1431    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1432
1433    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1434    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1435    It also does not include TCP options.
1436
1437    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1438
1439    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1440    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1441    taking into account current pmtu, but never exceeds
1442    tp->rx_opt.mss_clamp.
1443
1444    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1445    DOES NOT include either tcp or ip options.
1446
1447    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1448    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1449  */
1450 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1451 {
1452         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1453         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1454         int mss_now;
1455
1456         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1457                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1458
1459         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1460         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1461
1462         /* And store cached results */
1463         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1464         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1465                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1466         tp->mss_cache = mss_now;
1467
1468         return mss_now;
1469 }
1470 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1471
1472 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1473  * and even PMTU discovery events into account.
1474  */
1475 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1476 {
1477         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1478         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1479         u32 mss_now;
1480         unsigned int header_len;
1481         struct tcp_out_options opts;
1482         struct tcp_md5sig_key *md5;
1483
1484         mss_now = tp->mss_cache;
1485
1486         if (dst) {
1487                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1488                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1489                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1490         }
1491
1492         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1493                      sizeof(struct tcphdr);
1494         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1495          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1496          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1497          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1498         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1499                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1500                 mss_now -= delta;
1501         }
1502
1503         return mss_now;
1504 }
1505
1506 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1507  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1508  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1509  */
1510 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1511 {
1512         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1513
1514         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1515             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1516                 /* Limited by application or receiver window. */
1517                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1518                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1519                 if (win_used < tp->snd_cwnd) {
1520                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1521                         tp->snd_cwnd = (tp->snd_cwnd + win_used) >> 1;
1522                 }
1523                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1524         }
1525         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
1526 }
1527
1528 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1529 {
1530         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1531
1532         /* Track the maximum number of outstanding packets in each
1533          * window, and remember whether we were cwnd-limited then.
1534          */
1535         if (!before(tp->snd_una, tp->max_packets_seq) ||
1536             tp->packets_out > tp->max_packets_out ||
1537             is_cwnd_limited) {
1538                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1539                 tp->max_packets_seq = tp->snd_nxt;
1540                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1541         }
1542
1543         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1544                 /* Network is feed fully. */
1545                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1546                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
1547         } else {
1548                 /* Network starves. */
1549                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1550                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1551
1552                 if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1553                     (s32)(tcp_time_stamp - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto)
1554                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1555         }
1556 }
1557
1558 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1559 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1560 {
1561         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1562                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1563 }
1564
1565 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1566  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1567  * The test is really :
1568  * if ((skb->len % mss) != 0)
1569  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1570  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1571  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1572  */
1573 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1574                                 const struct sk_buff *skb)
1575 {
1576         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1577                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1578 }
1579
1580 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1581  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1582  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1583  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1584  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1585  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1586  */
1587 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1588                             int nonagle)
1589 {
1590         return partial &&
1591                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1592                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1593 }
1594
1595 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1596  * to send one TSO packet per ms
1597  */
1598 u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1599                      int min_tso_segs)
1600 {
1601         u32 bytes, segs;
1602
1603         bytes = min(sk->sk_pacing_rate >> 10,
1604                     sk->sk_gso_max_size - 1 - MAX_TCP_HEADER);
1605
1606         /* Goal is to send at least one packet per ms,
1607          * not one big TSO packet every 100 ms.
1608          * This preserves ACK clocking and is consistent
1609          * with tcp_tso_should_defer() heuristic.
1610          */
1611         segs = max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1612
1613         return segs;
1614 }
1615 EXPORT_SYMBOL(tcp_tso_autosize);
1616
1617 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1618  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1619  */
1620 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1621 {
1622         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1623         u32 tso_segs = ca_ops->tso_segs_goal ? ca_ops->tso_segs_goal(sk) : 0;
1624
1625         if (!tso_segs)
1626                 tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now,
1627                                             sysctl_tcp_min_tso_segs);
1628         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
1629 }
1630
1631 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
1632 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
1633                                         const struct sk_buff *skb,
1634                                         unsigned int mss_now,
1635                                         unsigned int max_segs,
1636                                         int nonagle)
1637 {
1638         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1639         u32 partial, needed, window, max_len;
1640
1641         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1642         max_len = mss_now * max_segs;
1643
1644         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1645                 return max_len;
1646
1647         needed = min(skb->len, window);
1648
1649         if (max_len <= needed)
1650                 return max_len;
1651
1652         partial = needed % mss_now;
1653         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
1654          * to include this last segment in this skb.
1655          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
1656          */
1657         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
1658                 return needed - partial;
1659
1660         return needed;
1661 }
1662
1663 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1664  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1665  */
1666 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1667                                          const struct sk_buff *skb)
1668 {
1669         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
1670
1671         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1672         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
1673             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1674                 return 1;
1675
1676         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1677         cwnd = tp->snd_cwnd;
1678         if (in_flight >= cwnd)
1679                 return 0;
1680
1681         /* For better scheduling, ensure we have at least
1682          * 2 GSO packets in flight.
1683          */
1684         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
1685         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
1686 }
1687
1688 /* Initialize TSO state of a skb.
1689  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1690  * SKB onto the wire.
1691  */
1692 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1693 {
1694         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1695
1696         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1697                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1698                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1699         }
1700         return tso_segs;
1701 }
1702
1703
1704 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
1705  * sent now.
1706  */
1707 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
1708                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
1709 {
1710         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1711          * write_queue (they have no chances to get new data).
1712          *
1713          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1714          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1715          */
1716         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1717                 return true;
1718
1719         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
1720         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
1721                 return true;
1722
1723         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
1724                 return true;
1725
1726         return false;
1727 }
1728
1729 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1730 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1731                              const struct sk_buff *skb,
1732                              unsigned int cur_mss)
1733 {
1734         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1735
1736         if (skb->len > cur_mss)
1737                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1738
1739         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1740 }
1741
1742 /* This checks if the data bearing packet SKB (usually tcp_send_head(sk))
1743  * should be put on the wire right now.  If so, it returns the number of
1744  * packets allowed by the congestion window.
1745  */
1746 static unsigned int tcp_snd_test(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1747                                  unsigned int cur_mss, int nonagle)
1748 {
1749         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1750         unsigned int cwnd_quota;
1751
1752         tcp_init_tso_segs(skb, cur_mss);
1753
1754         if (!tcp_nagle_test(tp, skb, cur_mss, nonagle))
1755                 return 0;
1756
1757         cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1758         if (cwnd_quota && !tcp_snd_wnd_test(tp, skb, cur_mss))
1759                 cwnd_quota = 0;
1760
1761         return cwnd_quota;
1762 }
1763
1764 /* Test if sending is allowed right now. */
1765 bool tcp_may_send_now(struct sock *sk)
1766 {
1767         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1768         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
1769
1770         return skb &&
1771                 tcp_snd_test(sk, skb, tcp_current_mss(sk),
1772                              (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1773                               tp->nonagle : TCP_NAGLE_PUSH));
1774 }
1775
1776 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1777  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1778  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1779  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1780  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1781  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1782  */
1783 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1784                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1785 {
1786         struct sk_buff *buff;
1787         int nlen = skb->len - len;
1788         u8 flags;
1789
1790         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1791         if (skb->len != skb->data_len)
1792                 return tcp_fragment(sk, skb, len, mss_now, gfp);
1793
1794         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp, true);
1795         if (unlikely(!buff))
1796                 return -ENOMEM;
1797
1798         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1799         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1800         buff->truesize += nlen;
1801         skb->truesize -= nlen;
1802
1803         /* Correct the sequence numbers. */
1804         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1805         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1806         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1807
1808         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1809         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1810         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1811         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1812
1813         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1814         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1815
1816         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1817
1818         buff->ip_summed = skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1819         skb_split(skb, buff, len);
1820         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1821
1822         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1823         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1824         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1825
1826         /* Link BUFF into the send queue. */
1827         __skb_header_release(buff);
1828         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1829
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1834  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1835  *
1836  * This algorithm is from John Heffner.
1837  */
1838 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1839                                  bool *is_cwnd_limited, u32 max_segs)
1840 {
1841         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1842         u32 age, send_win, cong_win, limit, in_flight;
1843         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1844         struct skb_mstamp now;
1845         struct sk_buff *head;
1846         int win_divisor;
1847
1848         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN)
1849                 goto send_now;
1850
1851         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
1852                 goto send_now;
1853
1854         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
1855          * only if the last write was recent.
1856          */
1857         if ((s32)(tcp_time_stamp - tp->lsndtime) > 0)
1858                 goto send_now;
1859
1860         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1861
1862         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1 || (tp->snd_cwnd <= in_flight));
1863
1864         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1865
1866         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
1867         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
1868
1869         limit = min(send_win, cong_win);
1870
1871         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
1872         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
1873                 goto send_now;
1874
1875         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
1876         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
1877                 goto send_now;
1878
1879         win_divisor = ACCESS_ONCE(sysctl_tcp_tso_win_divisor);
1880         if (win_divisor) {
1881                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
1882
1883                 /* If at least some fraction of a window is available,
1884                  * just use it.
1885                  */
1886                 chunk /= win_divisor;
1887                 if (limit >= chunk)
1888                         goto send_now;
1889         } else {
1890                 /* Different approach, try not to defer past a single
1891                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
1892                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
1893                  * then send now.
1894                  */
1895                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
1896                         goto send_now;
1897         }
1898
1899         head = tcp_write_queue_head(sk);
1900         skb_mstamp_get(&now);
1901         age = skb_mstamp_us_delta(&now, &head->skb_mstamp);
1902         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
1903         if (age < (tp->srtt_us >> 4))
1904                 goto send_now;
1905
1906         /* Ok, it looks like it is advisable to defer. */
1907
1908         if (cong_win < send_win && cong_win <= skb->len)
1909                 *is_cwnd_limited = true;
1910
1911         return true;
1912
1913 send_now:
1914         return false;
1915 }
1916
1917 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
1918 {
1919         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1920         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1921         struct net *net = sock_net(sk);
1922         u32 interval;
1923         s32 delta;
1924
1925         interval = net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval;
1926         delta = tcp_time_stamp - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
1927         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
1928                 int mss = tcp_current_mss(sk);
1929
1930                 /* Update current search range */
1931                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1932                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
1933                         sizeof(struct tcphdr) +
1934                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1935                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
1936
1937                 /* Update probe time stamp */
1938                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_time_stamp;
1939         }
1940 }
1941
1942 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
1943 {
1944         struct sk_buff *skb, *next;
1945
1946         skb = tcp_send_head(sk);
1947         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
1948                 if (len <= skb->len)
1949                         break;
1950
1951                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor) || tcp_has_tx_tstamp(skb))
1952                         return false;
1953
1954                 len -= skb->len;
1955         }
1956
1957         return true;
1958 }
1959
1960 /* Create a new MTU probe if we are ready.
1961  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
1962  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
1963  * changes resulting in larger path MTUs.
1964  *
1965  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
1966  *         1 if a probe was sent,
1967  *         -1 otherwise
1968  */
1969 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
1970 {
1971         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1972         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1973         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
1974         struct net *net = sock_net(sk);
1975         int len;
1976         int probe_size;
1977         int size_needed;
1978         int copy;
1979         int mss_now;
1980         int interval;
1981
1982         /* Not currently probing/verifying,
1983          * not in recovery,
1984          * have enough cwnd, and
1985          * not SACKing (the variable headers throw things off) */
1986         if (!icsk->icsk_mtup.enabled ||
1987             icsk->icsk_mtup.probe_size ||
1988             inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
1989             tp->snd_cwnd < 11 ||
1990             tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack)
1991                 return -1;
1992
1993         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
1994          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
1995          * smaller than a threshold, backoff from probing.
1996          */
1997         mss_now = tcp_current_mss(sk);
1998         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
1999                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2000         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2001         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2002         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2003          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2004          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2005          */
2006         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2007                 interval < net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold) {
2008                 /* Check whether enough time has elaplased for
2009                  * another round of probing.
2010                  */
2011                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2012                 return -1;
2013         }
2014
2015         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2016         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2017                 return -1;
2018
2019         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2020                 return -1;
2021         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2022                 return 0;
2023
2024         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2025         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
2026                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2027                         return -1;
2028                 else
2029                         return 0;
2030         }
2031
2032         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2033                 return -1;
2034
2035         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2036         nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC, false);
2037         if (!nskb)
2038                 return -1;
2039         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
2040         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2041
2042         skb = tcp_send_head(sk);
2043
2044         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2045         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2046         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2047         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
2048         nskb->csum = 0;
2049         nskb->ip_summed = skb->ip_summed;
2050
2051         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2052         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2053
2054         len = 0;
2055         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2056                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2057                 if (nskb->ip_summed) {
2058                         skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
2059                 } else {
2060                         __wsum csum = skb_copy_and_csum_bits(skb, 0,
2061                                                              skb_put(nskb, copy),
2062                                                              copy, 0);
2063                         nskb->csum = csum_block_add(nskb->csum, csum, len);
2064                 }
2065
2066                 if (skb->len <= copy) {
2067                         /* We've eaten all the data from this skb.
2068                          * Throw it away. */
2069                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2070                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2071                          * we need to propagate it to the new skb.
2072                          */
2073                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2074                         tcp_skb_collapse_tstamp(nskb, skb);
2075                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2076                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2077                 } else {
2078                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2079                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2080                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
2081                                 skb_pull(skb, copy);
2082                                 if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
2083                                         skb->csum = csum_partial(skb->data,
2084                                                                  skb->len, 0);
2085                         } else {
2086                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
2087                                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2088                         }
2089                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2090                 }
2091
2092                 len += copy;
2093
2094                 if (len >= probe_size)
2095                         break;
2096         }
2097         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2098
2099         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2100          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2101          */
2102         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2103                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2104                  * effectively two packets. */
2105                 tp->snd_cwnd--;
2106                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2107
2108                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2109                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2110                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2111
2112                 return 1;
2113         }
2114
2115         return -1;
2116 }
2117
2118 /* TCP Small Queues :
2119  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2120  * (These limits are doubled for retransmits)
2121  * This allows for :
2122  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2123  *  - faster recovery
2124  *  - high rates
2125  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2126  * of queued bytes to ensure line rate.
2127  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2128  */
2129 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2130                                   unsigned int factor)
2131 {
2132         unsigned int limit;
2133
2134         limit = max(2 * skb->truesize, sk->sk_pacing_rate >> 10);
2135         limit = min_t(u32, limit, sysctl_tcp_limit_output_bytes);
2136         limit <<= factor;
2137
2138         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2139                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &tcp_sk(sk)->tsq_flags);
2140                 /* It is possible TX completion already happened
2141                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2142                  * test again the condition.
2143                  */
2144                 smp_mb__after_atomic();
2145                 if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2146                         return true;
2147         }
2148         return false;
2149 }
2150
2151 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2152  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2153  * window for us.
2154  *
2155  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2156  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2157  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2158  *
2159  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2160  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2161
2162  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2163  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2164  */
2165 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2166                            int push_one, gfp_t gfp)
2167 {
2168         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2169         struct sk_buff *skb;
2170         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2171         int cwnd_quota;
2172         int result;
2173         bool is_cwnd_limited = false;
2174         u32 max_segs;
2175
2176         sent_pkts = 0;
2177
2178         if (!push_one) {
2179                 /* Do MTU probing. */
2180                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2181                 if (!result) {
2182                         return false;
2183                 } else if (result > 0) {
2184                         sent_pkts = 1;
2185                 }
2186         }
2187
2188         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2189         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2190                 unsigned int limit;
2191
2192                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2193                 BUG_ON(!tso_segs);
2194
2195                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2196                         /* "skb_mstamp" is used as a start point for the retransmit timer */
2197                         skb_mstamp_get(&skb->skb_mstamp);
2198                         goto repair; /* Skip network transmission */
2199                 }
2200
2201                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2202                 if (!cwnd_quota) {
2203                         if (push_one == 2)
2204                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2205                                 cwnd_quota = 1;
2206                         else
2207                                 break;
2208                 }
2209
2210                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now)))
2211                         break;
2212
2213                 if (tso_segs == 1) {
2214                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2215                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2216                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2217                                 break;
2218                 } else {
2219                         if (!push_one &&
2220                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2221                                                  max_segs))
2222                                 break;
2223                 }
2224
2225                 limit = mss_now;
2226                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2227                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2228                                                     min_t(unsigned int,
2229                                                           cwnd_quota,
2230                                                           max_segs),
2231                                                     nonagle);
2232
2233                 if (skb->len > limit &&
2234                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
2235                         break;
2236
2237                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2238                         break;
2239
2240                 /* Argh, we hit an empty skb(), presumably a thread
2241                  * is sleeping in sendmsg()/sk_stream_wait_memory().
2242                  * We do not want to send a pure-ack packet and have
2243                  * a strange looking rtx queue with empty packet(s).
2244                  */
2245                 if (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq == TCP_SKB_CB(skb)->seq)
2246                         break;
2247
2248                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2249                         break;
2250
2251 repair:
2252                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2253                  * This call will increment packets_out.
2254                  */
2255                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2256
2257                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2258                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2259
2260                 if (push_one)
2261                         break;
2262         }
2263
2264         is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd);
2265         if (likely(sent_pkts || is_cwnd_limited))
2266                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2267
2268         if (likely(sent_pkts)) {
2269                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2270                         tp->prr_out += sent_pkts;
2271
2272                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2273                 if (push_one != 2)
2274                         tcp_schedule_loss_probe(sk);
2275                 return false;
2276         }
2277         return !tp->packets_out && tcp_send_head(sk);
2278 }
2279
2280 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk)
2281 {
2282         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2283         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2284         u32 timeout, tlp_time_stamp, rto_time_stamp;
2285         u32 rtt = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3);
2286
2287         if (WARN_ON(icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_EARLY_RETRANS))
2288                 return false;
2289         /* No consecutive loss probes. */
2290         if (WARN_ON(icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)) {
2291                 tcp_rearm_rto(sk);
2292                 return false;
2293         }
2294         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2295          * finishes.
2296          */
2297         if (tp->fastopen_rsk)
2298                 return false;
2299
2300         /* TLP is only scheduled when next timer event is RTO. */
2301         if (icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_RETRANS)
2302                 return false;
2303
2304         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2305          * in Open state, that are either limited by cwnd or application.
2306          */
2307         if (sysctl_tcp_early_retrans < 3 || !tp->packets_out ||
2308             !tcp_is_sack(tp) || inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
2309                 return false;
2310
2311         if ((tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp)) &&
2312              tcp_send_head(sk))
2313                 return false;
2314
2315         /* Probe timeout is at least 1.5*rtt + TCP_DELACK_MAX to account
2316          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2317          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2318          */
2319         timeout = rtt << 1 ? : TCP_TIMEOUT_INIT;
2320         if (tp->packets_out == 1)
2321                 timeout = max_t(u32, timeout,
2322                                 (rtt + (rtt >> 1) + TCP_DELACK_MAX));
2323         timeout = max_t(u32, timeout, msecs_to_jiffies(10));
2324
2325         /* If RTO is shorter, just schedule TLP in its place. */
2326         tlp_time_stamp = tcp_time_stamp + timeout;
2327         rto_time_stamp = (u32)inet_csk(sk)->icsk_timeout;
2328         if ((s32)(tlp_time_stamp - rto_time_stamp) > 0) {
2329                 s32 delta = rto_time_stamp - tcp_time_stamp;
2330                 if (delta > 0)
2331                         timeout = delta;
2332         }
2333
2334         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout,
2335                                   TCP_RTO_MAX);
2336         return true;
2337 }
2338
2339 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2340  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2341  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2342  */
2343 static bool skb_still_in_host_queue(const struct sock *sk,
2344                                     const struct sk_buff *skb)
2345 {
2346         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2347                 NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2348                               LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2349                 return true;
2350         }
2351         return false;
2352 }
2353
2354 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2355  * retransmit the last segment.
2356  */
2357 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2358 {
2359         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2360         struct sk_buff *skb;
2361         int pcount;
2362         int mss = tcp_current_mss(sk);
2363
2364         /* At most one outstanding TLP */
2365         if (tp->tlp_high_seq)
2366                 goto rearm_timer;
2367
2368         tp->tlp_retrans = 0;
2369         skb = tcp_send_head(sk);
2370         if (skb) {
2371                 if (tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2372                         pcount = tp->packets_out;
2373                         tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2374                         if (tp->packets_out > pcount)
2375                                 goto probe_sent;
2376                         goto rearm_timer;
2377                 }
2378                 skb = tcp_write_queue_prev(sk, skb);
2379         } else {
2380                 skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2381         }
2382
2383         if (unlikely(!skb)) {
2384                 WARN_ONCE(tp->packets_out,
2385                           "invalid inflight: %u state %u cwnd %u mss %d\n",
2386                           tp->packets_out, sk->sk_state, tp->snd_cwnd, mss);
2387                 inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2388                 return;
2389         }
2390
2391         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2392                 goto rearm_timer;
2393
2394         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2395         if (WARN_ON(!pcount))
2396                 goto rearm_timer;
2397
2398         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2399                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, skb, (pcount - 1) * mss, mss,
2400                                           GFP_ATOMIC)))
2401                         goto rearm_timer;
2402                 skb = tcp_write_queue_next(sk, skb);
2403         }
2404
2405         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2406                 goto rearm_timer;
2407
2408         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2409                 goto rearm_timer;
2410
2411         tp->tlp_retrans = 1;
2412
2413 probe_sent:
2414         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2415         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2416
2417         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2418         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2419         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2420 rearm_timer:
2421         tcp_rearm_rto(sk);
2422 }
2423
2424 /* Push out any pending frames which were held back due to
2425  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2426  * The socket must be locked by the caller.
2427  */
2428 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2429                                int nonagle)
2430 {
2431         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2432          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2433          * all will be happy.
2434          */
2435         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2436                 return;
2437
2438         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2439                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2440                 tcp_check_probe_timer(sk);
2441 }
2442
2443 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2444  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2445  */
2446 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2447 {
2448         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2449
2450         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2451
2452         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2453 }
2454
2455 /* This function returns the amount that we can raise the
2456  * usable window based on the following constraints
2457  *
2458  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2459  * 2. We limit memory per socket
2460  *
2461  * RFC 1122:
2462  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2463  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2464  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2465  *
2466  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2467  * it at least MSS bytes.
2468  *
2469  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2470  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2471  *
2472  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2473  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2474  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2475  * window to always advance by a single byte.
2476  *
2477  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2478  * then this will not be a problem.
2479  *
2480  * BSD seems to make the following compromise:
2481  *
2482  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2483  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2484  *      then set the window to 0.
2485  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2486  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2487  *      and from being larger than the largest representable value.
2488  *
2489  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2490  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2491  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2492  * those cases where the window is constrained on the sender side
2493  * because the pipeline is full.
2494  *
2495  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2496  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2497  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2498  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2499  * of having a fixed window size at almost all times.
2500  *
2501  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2502  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2503  *
2504  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2505  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2506  */
2507 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2508 {
2509         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2510         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2511         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2512          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2513          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2514          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2515          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2516          */
2517         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
2518         int free_space = tcp_space(sk);
2519         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
2520         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
2521         int window;
2522
2523         if (unlikely(mss > full_space)) {
2524                 mss = full_space;
2525                 if (mss <= 0)
2526                         return 0;
2527         }
2528         if (free_space < (full_space >> 1)) {
2529                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
2530
2531                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
2532                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
2533                                                4U * tp->advmss);
2534
2535                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
2536                  * increase it due to wscale.
2537                  */
2538                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2539
2540                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
2541                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
2542                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
2543                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
2544                  * With large window, mss test triggers way too late in order
2545                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
2546                  */
2547                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
2548                         return 0;
2549         }
2550
2551         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
2552                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
2553
2554         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
2555          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
2556          */
2557         window = tp->rcv_wnd;
2558         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
2559                 window = free_space;
2560
2561                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
2562                  * Import case: prevent zero window announcement if
2563                  * 1<<rcv_wscale > mss.
2564                  */
2565                 if (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) << tp->rx_opt.rcv_wscale) != window)
2566                         window = (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) + 1)
2567                                   << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2568         } else {
2569                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
2570                  * Window clamp already applied above.
2571                  * If our current window offering is within 1 mss of the
2572                  * free space we just keep it. This prevents the divide
2573                  * and multiply from happening most of the time.
2574                  * We also don't do any window rounding when the free space
2575                  * is too small.
2576                  */
2577                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
2578                         window = (free_space / mss) * mss;
2579                 else if (mss == full_space &&
2580                          free_space > window + (full_space >> 1))
2581                         window = free_space;
2582         }
2583
2584         return window;
2585 }
2586
2587 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
2588                              const struct sk_buff *next_skb)
2589 {
2590         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
2591                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
2592                         skb_shinfo(next_skb);
2593                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
2594
2595                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
2596                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
2597                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
2598                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
2599         }
2600 }
2601
2602 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
2603 static void tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2604 {
2605         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2606         struct sk_buff *next_skb = tcp_write_queue_next(sk, skb);
2607         int skb_size, next_skb_size;
2608
2609         skb_size = skb->len;
2610         next_skb_size = next_skb->len;
2611
2612         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
2613
2614         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
2615
2616         tcp_unlink_write_queue(next_skb, sk);
2617
2618         skb_copy_from_linear_data(next_skb, skb_put(skb, next_skb_size),
2619                                   next_skb_size);
2620
2621         if (next_skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL)
2622                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
2623
2624         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
2625                 skb->csum = csum_block_add(skb->csum, next_skb->csum, skb_size);
2626
2627         /* Update sequence range on original skb. */
2628         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
2629
2630         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
2631         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
2632
2633         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
2634          * packet counting does not break.
2635          */
2636         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
2637         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
2638
2639         /* changed transmit queue under us so clear hints */
2640         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2641         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2642                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2643
2644         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2645
2646         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
2647
2648         sk_wmem_free_skb(sk, next_skb);
2649 }
2650
2651 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2652 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
2653 {
2654         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2655                 return false;
2656         /* TODO: SACK collapsing could be used to remove this condition */
2657         if (skb_shinfo(skb)->nr_frags != 0)
2658                 return false;
2659         if (skb_cloned(skb))
2660                 return false;
2661         if (skb == tcp_send_head(sk))
2662                 return false;
2663         /* Some heurestics for collapsing over SACK'd could be invented */
2664         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2665                 return false;
2666
2667         return true;
2668 }
2669
2670 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2671  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2672  */
2673 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2674                                      int space)
2675 {
2676         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2677         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2678         bool first = true;
2679
2680         if (!sysctl_tcp_retrans_collapse)
2681                 return;
2682         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2683                 return;
2684
2685         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, tmp, sk) {
2686                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2687                         break;
2688
2689                 if (!tcp_skb_can_collapse_to(to))
2690                         break;
2691
2692                 space -= skb->len;
2693
2694                 if (first) {
2695                         first = false;
2696                         continue;
2697                 }
2698
2699                 if (space < 0)
2700                         break;
2701                 /* Punt if not enough space exists in the first SKB for
2702                  * the data in the second
2703                  */
2704                 if (skb->len > skb_availroom(to))
2705                         break;
2706
2707                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2708                         break;
2709
2710                 tcp_collapse_retrans(sk, to);
2711         }
2712 }
2713
2714 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2715  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2716  * error occurred which prevented the send.
2717  */
2718 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2719 {
2720         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2721         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2722         unsigned int cur_mss;
2723         int diff, len, err;
2724
2725
2726         /* Inconclusive MTU probe */
2727         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
2728                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2729
2730         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2731          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2732          */
2733         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2734             min_t(u32, sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2),
2735                   sk->sk_sndbuf))
2736                 return -EAGAIN;
2737
2738         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2739                 return -EBUSY;
2740
2741         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2742                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
2743                         WARN_ON_ONCE(1);
2744                         return -EINVAL;
2745                 }
2746                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2747                         return -ENOMEM;
2748         }
2749
2750         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2751                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2752
2753         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2754
2755         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2756          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2757          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2758          * our retransmit serves as a zero window probe.
2759          */
2760         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
2761             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
2762                 return -EAGAIN;
2763
2764         len = cur_mss * segs;
2765         if (skb->len > len) {
2766                 if (tcp_fragment(sk, skb, len, cur_mss, GFP_ATOMIC))
2767                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
2768         } else {
2769                 if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
2770                         return -ENOMEM;
2771
2772                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
2773                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
2774                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
2775                 if (diff)
2776                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
2777                 if (skb->len < cur_mss)
2778                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
2779         }
2780
2781         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
2782         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
2783                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
2784
2785         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
2786          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
2787          * beyond what csum_start can cover.
2788          */
2789         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
2790                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
2791                 struct sk_buff *nskb;
2792
2793                 nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
2794                 err = nskb ? tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC) :
2795                              -ENOBUFS;
2796                 if (!err)
2797                         skb_mstamp_get(&skb->skb_mstamp);
2798         } else {
2799                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2800         }
2801
2802         if (likely(!err)) {
2803                 segs = tcp_skb_pcount(skb);
2804
2805                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
2806                 /* Update global TCP statistics. */
2807                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
2808                 if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2809                         __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
2810                 tp->total_retrans += segs;
2811         }
2812         return err;
2813 }
2814
2815 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2816 {
2817         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2818         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
2819
2820         if (err == 0) {
2821 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
2822                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2823                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
2824                 }
2825 #endif
2826                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
2827                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
2828
2829                 /* Save stamp of the first retransmit. */
2830                 if (!tp->retrans_stamp)
2831                         tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
2832
2833         } else if (err != -EBUSY) {
2834                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL);
2835         }
2836
2837         if (tp->undo_retrans < 0)
2838                 tp->undo_retrans = 0;
2839         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
2840         return err;
2841 }
2842
2843 /* Check if we forward retransmits are possible in the current
2844  * window/congestion state.
2845  */
2846 static bool tcp_can_forward_retransmit(struct sock *sk)
2847 {
2848         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2849         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2850
2851         /* Forward retransmissions are possible only during Recovery. */
2852         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery)
2853                 return false;
2854
2855         /* No forward retransmissions in Reno are possible. */
2856         if (tcp_is_reno(tp))
2857                 return false;
2858
2859         /* Yeah, we have to make difficult choice between forward transmission
2860          * and retransmission... Both ways have their merits...
2861          *
2862          * For now we do not retransmit anything, while we have some new
2863          * segments to send. In the other cases, follow rule 3 for
2864          * NextSeg() specified in RFC3517.
2865          */
2866
2867         if (tcp_may_send_now(sk))
2868                 return false;
2869
2870         return true;
2871 }
2872
2873 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
2874  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
2875  * resending the rest of the retransmit queue, until either
2876  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
2877  * If doing SACK, the first ACK which comes back for a timeout
2878  * based retransmit packet might feed us FACK information again.
2879  * If so, we use it to avoid unnecessarily retransmissions.
2880  */
2881 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
2882 {
2883         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2884         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2885         struct sk_buff *skb;
2886         struct sk_buff *hole = NULL;
2887         u32 max_segs, last_lost;
2888         int mib_idx;
2889         int fwd_rexmitting = 0;
2890
2891         if (!tp->packets_out)
2892                 return;
2893
2894         if (!tp->lost_out)
2895                 tp->retransmit_high = tp->snd_una;
2896
2897         if (tp->retransmit_skb_hint) {
2898                 skb = tp->retransmit_skb_hint;
2899                 last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2900                 if (after(last_lost, tp->retransmit_high))
2901                         last_lost = tp->retransmit_high;
2902         } else {
2903                 skb = tcp_write_queue_head(sk);
2904                 last_lost = tp->snd_una;
2905         }
2906
2907         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
2908         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2909                 __u8 sacked;
2910                 int segs;
2911
2912                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2913                         break;
2914                 /* we could do better than to assign each time */
2915                 if (!hole)
2916                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
2917
2918                 segs = tp->snd_cwnd - tcp_packets_in_flight(tp);
2919                 if (segs <= 0)
2920                         return;
2921                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
2922                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
2923                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
2924                  */
2925                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
2926
2927                 if (fwd_rexmitting) {
2928 begin_fwd:
2929                         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_highest_sack_seq(tp)))
2930                                 break;
2931                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPFORWARDRETRANS;
2932
2933                 } else if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->retransmit_high)) {
2934                         tp->retransmit_high = last_lost;
2935                         if (!tcp_can_forward_retransmit(sk))
2936                                 break;
2937                         /* Backtrack if necessary to non-L'ed skb */
2938                         if (hole) {
2939                                 skb = hole;
2940                                 hole = NULL;
2941                         }
2942                         fwd_rexmitting = 1;
2943                         goto begin_fwd;
2944
2945                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
2946                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
2947                                 hole = skb;
2948                         continue;
2949
2950                 } else {
2951                         last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2952                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
2953                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
2954                         else
2955                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
2956                 }
2957
2958                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
2959                         continue;
2960
2961                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
2962                         return;
2963
2964                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
2965                         return;
2966
2967                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
2968
2969                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2970                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
2971
2972                 if (skb == tcp_write_queue_head(sk))
2973                         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2974                                                   inet_csk(sk)->icsk_rto,
2975                                                   TCP_RTO_MAX);
2976         }
2977 }
2978
2979 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
2980  * connection tear down and (memory) recovery.
2981  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
2982  * or even be forced to close flow without any FIN.
2983  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
2984  * with edge trigger epoll()
2985  */
2986 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
2987 {
2988         int amt;
2989
2990         if (size <= sk->sk_forward_alloc)
2991                 return;
2992         amt = sk_mem_pages(size);
2993         sk->sk_forward_alloc += amt * SK_MEM_QUANTUM;
2994         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
2995
2996         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
2997                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt);
2998 }
2999
3000 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3001  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3002  */
3003 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3004 {
3005         struct sk_buff *skb, *tskb = tcp_write_queue_tail(sk);
3006         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3007
3008         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3009          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3010          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3011          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3012          */
3013         if (tskb && (tcp_send_head(sk) || tcp_under_memory_pressure(sk))) {
3014 coalesce:
3015                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3016                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3017                 tp->write_seq++;
3018                 if (!tcp_send_head(sk)) {
3019                         /* This means tskb was already sent.
3020                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3021                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3022                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3023                          * does not change tp->snd_nxt.
3024                          */
3025                         tp->snd_nxt++;
3026                         return;
3027                 }
3028         } else {
3029                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3030                 if (unlikely(!skb)) {
3031                         if (tskb)
3032                                 goto coalesce;
3033                         return;
3034                 }
3035                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3036                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3037                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3038                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3039                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3040                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3041         }
3042         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3043 }
3044
3045 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3046  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3047  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3048  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3049  */
3050 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3051 {
3052         struct sk_buff *skb;
3053
3054         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3055         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3056         if (!skb) {
3057                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3058                 return;
3059         }
3060
3061         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3062         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3063         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3064                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3065         skb_mstamp_get(&skb->skb_mstamp);
3066         /* Send it off. */
3067         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3068                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3069
3070         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3071 }
3072
3073 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3074  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3075  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3076  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3077  * and rcv_wscale values will not be correct.
3078  */
3079 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3080 {
3081         struct sk_buff *skb;
3082
3083         skb = tcp_write_queue_head(sk);
3084         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3085                 pr_debug("%s: wrong queue state\n", __func__);
3086                 return -EFAULT;
3087         }
3088         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3089                 if (skb_cloned(skb)) {
3090                         struct sk_buff *nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3091                         if (!nskb)
3092                                 return -ENOMEM;
3093                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
3094                         __skb_header_release(nskb);
3095                         __tcp_add_write_queue_head(sk, nskb);
3096                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
3097                         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
3098                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3099                         skb = nskb;
3100                 }
3101
3102                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3103                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3104         }
3105         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3106 }
3107
3108 /**
3109  * tcp_make_synack - Prepare a SYN-ACK.
3110  * sk: listener socket
3111  * dst: dst entry attached to the SYNACK
3112  * req: request_sock pointer
3113  *
3114  * Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3115  * @dst is consumed : Caller should not use it again.
3116  */
3117 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3118                                 struct request_sock *req,
3119                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3120                                 enum tcp_synack_type synack_type)
3121 {
3122         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3123         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3124         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3125         struct tcp_out_options opts;
3126         struct sk_buff *skb;
3127         int tcp_header_size;
3128         struct tcphdr *th;
3129         u16 user_mss;
3130         int mss;
3131
3132         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3133         if (unlikely(!skb)) {
3134                 dst_release(dst);
3135                 return NULL;
3136         }
3137         /* Reserve space for headers. */
3138         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3139
3140         switch (synack_type) {
3141         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3142                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3143                 break;
3144         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3145                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3146                  * to avoid false sharing.
3147                  */
3148                 break;
3149         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3150                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3151                  * cpu might call us concurrently.
3152                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3153                  */
3154                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3155                 break;
3156         }
3157         skb_dst_set(skb, dst);
3158
3159         mss = dst_metric_advmss(dst);
3160         user_mss = READ_ONCE(tp->rx_opt.user_mss);
3161         if (user_mss && user_mss < mss)
3162                 mss = user_mss;
3163
3164         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3165 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3166         if (unlikely(req->cookie_ts))
3167                 skb->skb_mstamp.stamp_jiffies = cookie_init_timestamp(req);
3168         else
3169 #endif
3170         skb_mstamp_get(&skb->skb_mstamp);
3171
3172 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3173         rcu_read_lock();
3174         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3175 #endif
3176         skb_set_hash(skb, tcp_rsk(req)->txhash, PKT_HASH_TYPE_L4);
3177         tcp_header_size = tcp_synack_options(req, mss, skb, &opts, md5,
3178                                              foc, synack_type) + sizeof(*th);
3179
3180         skb_push(skb, tcp_header_size);
3181         skb_reset_transport_header(skb);
3182
3183         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3184         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3185         th->syn = 1;
3186         th->ack = 1;
3187         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3188         th->source = htons(ireq->ir_num);
3189         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3190         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3191         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3192         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3193         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3194
3195         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3196         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3197         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), NULL, &opts);
3198         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3199         __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3200
3201 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3202         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3203         if (md5)
3204                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3205                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3206         rcu_read_unlock();
3207 #endif
3208
3209         /* Do not fool tcpdump (if any), clean our debris */
3210         skb->tstamp.tv64 = 0;
3211         return skb;
3212 }
3213 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3214
3215 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3216 {
3217         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3218         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3219         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3220
3221         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3222                 return;
3223
3224         rcu_read_lock();
3225         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3226         if (likely(ca && try_module_get(ca->owner))) {
3227                 module_put(icsk->icsk_ca_ops->owner);
3228                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3229                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3230         }
3231         rcu_read_unlock();
3232 }
3233
3234 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3235 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3236 {
3237         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3238         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3239         __u8 rcv_wscale;
3240
3241         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3242          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3243          */
3244         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr) +
3245                 (sysctl_tcp_timestamps ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0);
3246
3247 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3248         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk))
3249                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
3250 #endif
3251
3252         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3253         if (tp->rx_opt.user_mss)
3254                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3255         tp->max_window = 0;
3256         tcp_mtup_init(sk);
3257         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3258
3259         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3260
3261         if (!tp->window_clamp)
3262                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3263         tp->advmss = dst_metric_advmss(dst);
3264         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->advmss)
3265                 tp->advmss = tp->rx_opt.user_mss;
3266
3267         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3268
3269         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3270         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3271             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3272                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3273
3274         tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
3275                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3276                                   &tp->rcv_wnd,
3277                                   &tp->window_clamp,
3278                                   sysctl_tcp_window_scaling,
3279                                   &rcv_wscale,
3280                                   dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
3281
3282         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3283         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3284
3285         sk->sk_err = 0;
3286         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3287         tp->snd_wnd = 0;
3288         tcp_init_wl(tp, 0);
3289         tcp_write_queue_purge(sk);
3290         tp->snd_una = tp->write_seq;
3291         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3292         tp->snd_up = tp->write_seq;
3293         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
3294
3295         if (likely(!tp->repair))
3296                 tp->rcv_nxt = 0;
3297         else
3298                 tp->rcv_tstamp = tcp_time_stamp;
3299         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3300         tp->copied_seq = tp->rcv_nxt;
3301
3302         inet_csk(sk)->icsk_rto = TCP_TIMEOUT_INIT;
3303         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3304         tcp_clear_retrans(tp);
3305 }
3306
3307 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3308 {
3309         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3310         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3311
3312         tcb->end_seq += skb->len;
3313         __skb_header_release(skb);
3314         __tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
3315         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
3316         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3317         tp->write_seq = tcb->end_seq;
3318         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3319 }
3320
3321 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3322  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3323  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3324  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3325  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3326  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3327  */
3328 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3329 {
3330         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3331         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3332         int syn_loss = 0, space, err = 0;
3333         unsigned long last_syn_loss = 0;
3334         struct sk_buff *syn_data;
3335
3336         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3337         tcp_fastopen_cache_get(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie,
3338                                &syn_loss, &last_syn_loss);
3339         /* Recurring FO SYN losses: revert to regular handshake temporarily */
3340         if (syn_loss > 1 &&
3341             time_before(jiffies, last_syn_loss + (60*HZ << syn_loss))) {
3342                 fo->cookie.len = -1;
3343                 goto fallback;
3344         }
3345
3346         if (sysctl_tcp_fastopen & TFO_CLIENT_NO_COOKIE)
3347                 fo->cookie.len = -1;
3348         else if (fo->cookie.len <= 0)
3349                 goto fallback;
3350
3351         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3352          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3353          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3354          */
3355         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->rx_opt.mss_clamp)
3356                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3357         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie) -
3358                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3359
3360         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3361
3362         /* limit to order-0 allocations */
3363         space = min_t(size_t, space, SKB_MAX_HEAD(MAX_TCP_HEADER));
3364
3365         syn_data = sk_stream_alloc_skb(sk, space, sk->sk_allocation, false);
3366         if (!syn_data)
3367                 goto fallback;
3368         syn_data->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3369         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3370         if (space) {
3371                 int copied = copy_from_iter(skb_put(syn_data, space), space,
3372                                             &fo->data->msg_iter);
3373                 if (unlikely(!copied)) {
3374                         kfree_skb(syn_data);
3375                         goto fallback;
3376                 }
3377                 if (copied != space) {
3378                         skb_trim(syn_data, copied);
3379                         space = copied;
3380                 }
3381         }
3382         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3383         if (space == fo->size)
3384                 fo->data = NULL;
3385         fo->copied = space;
3386
3387         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3388
3389         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3390
3391         syn->skb_mstamp = syn_data->skb_mstamp;
3392
3393         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3394          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3395          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3396          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3397          */
3398         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3399         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3400         if (!err) {
3401                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3402                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3403                 goto done;
3404         }
3405
3406         /* data was not sent, this is our new send_head */
3407         sk->sk_send_head = syn_data;
3408         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3409
3410 fallback:
3411         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3412         if (fo->cookie.len > 0)
3413                 fo->cookie.len = 0;
3414         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3415         if (err)
3416                 tp->syn_fastopen = 0;
3417 done:
3418         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3419         return err;
3420 }
3421
3422 /* Build a SYN and send it off. */
3423 int tcp_connect(struct sock *sk)
3424 {
3425         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3426         struct sk_buff *buff;
3427         int err;
3428
3429         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3430                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3431
3432         tcp_connect_init(sk);
3433
3434         if (unlikely(tp->repair)) {
3435                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3436                 return 0;
3437         }
3438
3439         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, sk->sk_allocation, true);
3440         if (unlikely(!buff))
3441                 return -ENOBUFS;
3442
3443         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3444         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp;
3445         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3446         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3447
3448         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3449         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3450               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3451         if (err == -ECONNREFUSED)
3452                 return err;
3453
3454         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3455          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3456          */
3457         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
3458         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3459         buff = tcp_send_head(sk);
3460         if (unlikely(buff)) {
3461                 tp->snd_nxt     = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3462                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3463         }
3464         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3465
3466         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3467         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3468                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3469         return 0;
3470 }
3471 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3472
3473 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3474  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3475  * for details.
3476  */
3477 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3478 {
3479         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3480         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3481         unsigned long timeout;
3482
3483         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3484                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3485                 int max_ato = HZ / 2;
3486
3487                 if (icsk->icsk_ack.pingpong ||
3488                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3489                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3490
3491                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3492
3493                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3494                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3495                  * directly.
3496                  */
3497                 if (tp->srtt_us) {
3498                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
3499                                         TCP_DELACK_MIN);
3500
3501                         if (rtt < max_ato)
3502                                 max_ato = rtt;
3503                 }
3504
3505                 ato = min(ato, max_ato);
3506         }
3507
3508         /* Stay within the limit we were given */
3509         timeout = jiffies + ato;
3510
3511         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
3512         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
3513                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
3514                  * send ACK now.
3515                  */
3516                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
3517                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
3518                         tcp_send_ack(sk);
3519                         return;
3520                 }
3521
3522                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
3523                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
3524         }
3525         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
3526         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
3527         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
3528 }
3529
3530 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
3531 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
3532 {
3533         struct sk_buff *buff;
3534
3535         /* If we have been reset, we may not send again. */
3536         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3537                 return;
3538
3539         /* We are not putting this on the write queue, so
3540          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
3541          * sock.
3542          */
3543         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3544                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3545         if (unlikely(!buff)) {
3546                 inet_csk_schedule_ack(sk);
3547                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
3548                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
3549                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
3550                 return;
3551         }
3552
3553         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3554         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3555         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
3556
3557         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
3558          * too much.
3559          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
3560          * We also avoid tcp_wfree() overhead (cache line miss accessing
3561          * tp->tsq_flags) by using regular sock_wfree()
3562          */
3563         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
3564
3565         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
3566         skb_mstamp_get(&buff->skb_mstamp);
3567         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
3568 }
3569 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
3570
3571 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
3572 {
3573         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
3574 }
3575
3576 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
3577  * number. It assumes the other end will try to ack it.
3578  *
3579  * Question: what should we make while urgent mode?
3580  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
3581  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
3582  *
3583  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
3584  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
3585  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
3586  */
3587 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
3588 {
3589         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3590         struct sk_buff *skb;
3591
3592         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
3593         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3594                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3595         if (!skb)
3596                 return -1;
3597
3598         /* Reserve space for headers and set control bits. */
3599         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3600         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
3601          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
3602          * send it.
3603          */
3604         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
3605         skb_mstamp_get(&skb->skb_mstamp);
3606         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
3607         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
3608 }
3609
3610 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
3611 {
3612         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
3613                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
3614                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3615         }
3616 }
3617
3618 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
3619 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
3620 {
3621         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3622         struct sk_buff *skb;
3623
3624         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3625                 return -1;
3626
3627         skb = tcp_send_head(sk);
3628         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
3629                 int err;
3630                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
3631                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3632
3633                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
3634                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
3635
3636                 /* We are probing the opening of a window
3637                  * but the window size is != 0
3638                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
3639                  */
3640                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
3641                     skb->len > mss) {
3642                         seg_size = min(seg_size, mss);
3643                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3644                         if (tcp_fragment(sk, skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
3645                                 return -1;
3646                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
3647                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
3648
3649                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3650                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3651                 if (!err)
3652                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
3653                 return err;
3654         } else {
3655                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
3656                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
3657                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
3658         }
3659 }
3660
3661 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
3662  * a partial packet else a zero probe.
3663  */
3664 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
3665 {
3666         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3667         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3668         struct net *net = sock_net(sk);
3669         unsigned long probe_max;
3670         int err;
3671
3672         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3673
3674         if (tp->packets_out || !tcp_send_head(sk)) {
3675                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
3676                 icsk->icsk_probes_out = 0;
3677                 icsk->icsk_backoff = 0;
3678                 return;
3679         }
3680
3681         if (err <= 0) {
3682                 if (icsk->icsk_backoff < net->ipv4.sysctl_tcp_retries2)
3683                         icsk->icsk_backoff++;
3684                 icsk->icsk_probes_out++;
3685                 probe_max = TCP_RTO_MAX;
3686         } else {
3687                 /* If packet was not sent due to local congestion,
3688                  * do not backoff and do not remember icsk_probes_out.
3689                  * Let local senders to fight for local resources.
3690                  *
3691                  * Use accumulated backoff yet.
3692                  */
3693                 if (!icsk->icsk_probes_out)
3694                         icsk->icsk_probes_out = 1;
3695                 probe_max = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
3696         }
3697         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
3698                                   tcp_probe0_when(sk, probe_max),
3699                                   TCP_RTO_MAX);
3700 }
3701
3702 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
3703 {
3704         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
3705         struct flowi fl;
3706         int res;
3707
3708         tcp_rsk(req)->txhash = net_tx_rndhash();
3709         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL);
3710         if (!res) {
3711                 __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
3712                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3713                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk)))
3714                         tcp_sk(sk)->total_retrans++;
3715         }
3716         return res;
3717 }
3718 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);