net/ipv4/tcp_recovery.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/tcp.h>
   3 #include <net/tcp.h>
   4
   5 static bool tcp_rack_sent_after(u64 t1, u64 t2, u32 seq1, u32 seq2)
   6 {
   7         return t1 > t2 || (t1 == t2 && after(seq1, seq2));
   8 }
   9
  10 static u32 tcp_rack_reo_wnd(const struct sock *sk)
  11 {
  12         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
  13
  14         if (!tp->reord_seen) {
  15                 /* If reordering has not been observed, be aggressive during
  16                  * the recovery or starting the recovery by DUPACK threshold.
  17                  */
  18                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
  19                         return 0;
  20
  21                 if (tp->sacked_out >= tp->reordering &&
  22                     !(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_recovery) &
  23                       TCP_RACK_NO_DUPTHRESH))
  24                         return 0;
  25         }
  26
  27         /* To be more reordering resilient, allow min_rtt/4 settling delay.
  28          * Use min_rtt instead of the smoothed RTT because reordering is
  29          * often a path property and less related to queuing or delayed ACKs.
  30          * Upon receiving DSACKs, linearly increase the window up to the
  31          * smoothed RTT.
  32          */
  33         return min((tcp_min_rtt(tp) >> 2) * tp->rack.reo_wnd_steps,
  34                    tp->srtt_us >> 3);
  35 }
  36
  37 s32 tcp_rack_skb_timeout(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb, u32 reo_wnd)
  38 {
  39         return tp->rack.rtt_us + reo_wnd -
  40                tcp_stamp_us_delta(tp->tcp_mstamp, tcp_skb_timestamp_us(skb));
  41 }
  42
  43 /* RACK loss detection (IETF draft draft-ietf-tcpm-rack-01):
  44  *
  45  * Marks a packet lost, if some packet sent later has been (s)acked.
  46  * The underlying idea is similar to the traditional dupthresh and FACK
  47  * but they look at different metrics:
  48  *
  49  * dupthresh: 3 OOO packets delivered (packet count)
  50  * FACK: sequence delta to highest sacked sequence (sequence space)
  51  * RACK: sent time delta to the latest delivered packet (time domain)
  52  *
  53  * The advantage of RACK is it applies to both original and retransmitted
  54  * packet and therefore is robust against tail losses. Another advantage
  55  * is being more resilient to reordering by simply allowing some
  56  * "settling delay", instead of tweaking the dupthresh.
  57  *
  58  * When tcp_rack_detect_loss() detects some packets are lost and we
  59  * are not already in the CA_Recovery state, either tcp_rack_reo_timeout()
  60  * or tcp_time_to_recover()'s "Trick#1: the loss is proven" code path will
  61  * make us enter the CA_Recovery state.
  62  */
  63 static void tcp_rack_detect_loss(struct sock *sk, u32 *reo_timeout)
  64 {
  65         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
  66         struct sk_buff *skb, *n;
  67         u32 reo_wnd;
  68
  69         *reo_timeout = 0;
  70         reo_wnd = tcp_rack_reo_wnd(sk);
  71         list_for_each_entry_safe(skb, n, &tp->tsorted_sent_queue,
  72                                  tcp_tsorted_anchor) {
  73                 struct tcp_skb_cb *scb = TCP_SKB_CB(skb);
  74                 s32 remaining;
  75
  76                 /* Skip ones marked lost but not yet retransmitted */
  77                 if ((scb->sacked & TCPCB_LOST) &&
  78                     !(scb->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS))
  79                         continue;
  80
  81                 if (!tcp_rack_sent_after(tp->rack.mstamp,
  82                                          tcp_skb_timestamp_us(skb),
  83                                          tp->rack.end_seq, scb->end_seq))
  84                         break;
  85
  86                 /* A packet is lost if it has not been s/acked beyond
  87                  * the recent RTT plus the reordering window.
  88                  */
  89                 remaining = tcp_rack_skb_timeout(tp, skb, reo_wnd);
  90                 if (remaining <= 0) {
  91                         tcp_mark_skb_lost(sk, skb);
  92                         list_del_init(&skb->tcp_tsorted_anchor);
  93                 } else {
  94                         /* Record maximum wait time */
  95                         *reo_timeout = max_t(u32, *reo_timeout, remaining);
  96                 }
  97         }
  98 }
  99
 100 bool tcp_rack_mark_lost(struct sock *sk)
 101 {
 102         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 103         u32 timeout;
 104
 105         if (!tp->rack.advanced)
 106                 return false;
 107
 108         /* Reset the advanced flag to avoid unnecessary queue scanning */
 109         tp->rack.advanced = 0;
 110         tcp_rack_detect_loss(sk, &timeout);
 111         if (timeout) {
 112                 timeout = usecs_to_jiffies(timeout) + TCP_TIMEOUT_MIN;
 113                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_REO_TIMEOUT,
 114                                           timeout, inet_csk(sk)->icsk_rto);
 115         }
 116         return !!timeout;
 117 }
 118
 119 /* Record the most recently (re)sent time among the (s)acked packets
 120  * This is "Step 3: Advance RACK.xmit_time and update RACK.RTT" from
 121  * draft-cheng-tcpm-rack-00.txt
 122  */
 123 void tcp_rack_advance(struct tcp_sock *tp, u8 sacked, u32 end_seq,
 124                       u64 xmit_time)
 125 {
 126         u32 rtt_us;
 127
 128         rtt_us = tcp_stamp_us_delta(tp->tcp_mstamp, xmit_time);
 129         if (rtt_us < tcp_min_rtt(tp) && (sacked & TCPCB_RETRANS)) {
 130                 /* If the sacked packet was retransmitted, it's ambiguous
 131                  * whether the retransmission or the original (or the prior
 132                  * retransmission) was sacked.
 133                  *
 134                  * If the original is lost, there is no ambiguity. Otherwise
 135                  * we assume the original can be delayed up to aRTT + min_rtt.
 136                  * the aRTT term is bounded by the fast recovery or timeout,
 137                  * so it's at least one RTT (i.e., retransmission is at least
 138                  * an RTT later).
 139                  */
 140                 return;
 141         }
 142         tp->rack.advanced = 1;
 143         tp->rack.rtt_us = rtt_us;
 144         if (tcp_rack_sent_after(xmit_time, tp->rack.mstamp,
 145                                 end_seq, tp->rack.end_seq)) {
 146                 tp->rack.mstamp = xmit_time;
 147                 tp->rack.end_seq = end_seq;
 148         }
 149 }
 150
 151 /* We have waited long enough to accommodate reordering. Mark the expired
 152  * packets lost and retransmit them.
 153  */
 154 void tcp_rack_reo_timeout(struct sock *sk)
 155 {
 156         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 157         u32 timeout, prior_inflight;
 158
 159         prior_inflight = tcp_packets_in_flight(tp);
 160         tcp_rack_detect_loss(sk, &timeout);
 161         if (prior_inflight != tcp_packets_in_flight(tp)) {
 162                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery) {
 163                         tcp_enter_recovery(sk, false);
 164                         if (!inet_csk(sk)->icsk_ca_ops->cong_control)
 165                                 tcp_cwnd_reduction(sk, 1, 0);
 166                 }
 167                 tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
 168         }
 169         if (inet_csk(sk)->icsk_pending != ICSK_TIME_RETRANS)
 170                 tcp_rearm_rto(sk);
 171 }
 172
 173 /* Updates the RACK's reo_wnd based on DSACK and no. of recoveries.
 174  *
 175  * If DSACK is received, increment reo_wnd by min_rtt/4 (upper bounded
 176  * by srtt), since there is possibility that spurious retransmission was
 177  * due to reordering delay longer than reo_wnd.
 178  *
 179  * Persist the current reo_wnd value for TCP_RACK_RECOVERY_THRESH (16)
 180  * no. of successful recoveries (accounts for full DSACK-based loss
 181  * recovery undo). After that, reset it to default (min_rtt/4).
 182  *
 183  * At max, reo_wnd is incremented only once per rtt. So that the new
 184  * DSACK on which we are reacting, is due to the spurious retx (approx)
 185  * after the reo_wnd has been updated last time.
 186  *
 187  * reo_wnd is tracked in terms of steps (of min_rtt/4), rather than
 188  * absolute value to account for change in rtt.
 189  */
 190 void tcp_rack_update_reo_wnd(struct sock *sk, struct rate_sample *rs)
 191 {
 192         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 193
 194         if ((READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_recovery) &
 195              TCP_RACK_STATIC_REO_WND) ||
 196             !rs->prior_delivered)
 197                 return;
 198
 199         /* Disregard DSACK if a rtt has not passed since we adjusted reo_wnd */
 200         if (before(rs->prior_delivered, tp->rack.last_delivered))
 201                 tp->rack.dsack_seen = 0;
 202
 203         /* Adjust the reo_wnd if update is pending */
 204         if (tp->rack.dsack_seen) {
 205                 tp->rack.reo_wnd_steps = min_t(u32, 0xFF,
 206                                                tp->rack.reo_wnd_steps + 1);
 207                 tp->rack.dsack_seen = 0;
 208                 tp->rack.last_delivered = tp->delivered;
 209                 tp->rack.reo_wnd_persist = TCP_RACK_RECOVERY_THRESH;
 210         } else if (!tp->rack.reo_wnd_persist) {
 211                 tp->rack.reo_wnd_steps = 1;
 212         }
 213 }
 214
 215 /* RFC6582 NewReno recovery for non-SACK connection. It simply retransmits
 216  * the next unacked packet upon receiving
 217  * a) three or more DUPACKs to start the fast recovery
 218  * b) an ACK acknowledging new data during the fast recovery.
 219  */
 220 void tcp_newreno_mark_lost(struct sock *sk, bool snd_una_advanced)
 221 {
 222         const u8 state = inet_csk(sk)->icsk_ca_state;
 223         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 224
 225         if ((state < TCP_CA_Recovery && tp->sacked_out >= tp->reordering) ||
 226             (state == TCP_CA_Recovery && snd_una_advanced)) {
 227                 struct sk_buff *skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
 228                 u32 mss;
 229
 230                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
 231                         return;
 232
 233                 mss = tcp_skb_mss(skb);
 234                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1 && skb->len > mss)
 235                         tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
 236                                      mss, mss, GFP_ATOMIC);
 237
 238                 tcp_mark_skb_lost(sk, skb);
 239         }
 240 }