net/ipv4/tcp_recovery.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/tcp.h>
   3 #include <net/tcp.h>
   4
   5 void tcp_mark_skb_lost(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
   6 {
   7         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
   8
   9         tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(tp, skb);
  10         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
  11                 /* Account for retransmits that are lost again */
  12                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;
  13                 tp->retrans_out -= tcp_skb_pcount(skb);
  14                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSTRETRANSMIT,
  15                               tcp_skb_pcount(skb));
  16         }
  17 }
  18
  19 static bool tcp_rack_sent_after(u64 t1, u64 t2, u32 seq1, u32 seq2)
  20 {
  21         return t1 > t2 || (t1 == t2 && after(seq1, seq2));
  22 }
  23
  24 static u32 tcp_rack_reo_wnd(const struct sock *sk)
  25 {
  26         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
  27
  28         if (!tp->reord_seen) {
  29                 /* If reordering has not been observed, be aggressive during
  30                  * the recovery or starting the recovery by DUPACK threshold.
  31                  */
  32                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
  33                         return 0;
  34
  35                 if (tp->sacked_out >= tp->reordering &&
  36                     !(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_recovery) &
  37                       TCP_RACK_NO_DUPTHRESH))
  38                         return 0;
  39         }
  40
  41         /* To be more reordering resilient, allow min_rtt/4 settling delay.
  42          * Use min_rtt instead of the smoothed RTT because reordering is
  43          * often a path property and less related to queuing or delayed ACKs.
  44          * Upon receiving DSACKs, linearly increase the window up to the
  45          * smoothed RTT.
  46          */
  47         return min((tcp_min_rtt(tp) >> 2) * tp->rack.reo_wnd_steps,
  48                    tp->srtt_us >> 3);
  49 }
  50
  51 s32 tcp_rack_skb_timeout(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb, u32 reo_wnd)
  52 {
  53         return tp->rack.rtt_us + reo_wnd -
  54                tcp_stamp_us_delta(tp->tcp_mstamp, tcp_skb_timestamp_us(skb));
  55 }
  56
  57 /* RACK loss detection (IETF draft draft-ietf-tcpm-rack-01):
  58  *
  59  * Marks a packet lost, if some packet sent later has been (s)acked.
  60  * The underlying idea is similar to the traditional dupthresh and FACK
  61  * but they look at different metrics:
  62  *
  63  * dupthresh: 3 OOO packets delivered (packet count)
  64  * FACK: sequence delta to highest sacked sequence (sequence space)
  65  * RACK: sent time delta to the latest delivered packet (time domain)
  66  *
  67  * The advantage of RACK is it applies to both original and retransmitted
  68  * packet and therefore is robust against tail losses. Another advantage
  69  * is being more resilient to reordering by simply allowing some
  70  * "settling delay", instead of tweaking the dupthresh.
  71  *
  72  * When tcp_rack_detect_loss() detects some packets are lost and we
  73  * are not already in the CA_Recovery state, either tcp_rack_reo_timeout()
  74  * or tcp_time_to_recover()'s "Trick#1: the loss is proven" code path will
  75  * make us enter the CA_Recovery state.
  76  */
  77 static void tcp_rack_detect_loss(struct sock *sk, u32 *reo_timeout)
  78 {
  79         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
  80         struct sk_buff *skb, *n;
  81         u32 reo_wnd;
  82
  83         *reo_timeout = 0;
  84         reo_wnd = tcp_rack_reo_wnd(sk);
  85         list_for_each_entry_safe(skb, n, &tp->tsorted_sent_queue,
  86                                  tcp_tsorted_anchor) {
  87                 struct tcp_skb_cb *scb = TCP_SKB_CB(skb);
  88                 s32 remaining;
  89
  90                 /* Skip ones marked lost but not yet retransmitted */
  91                 if ((scb->sacked & TCPCB_LOST) &&
  92                     !(scb->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS))
  93                         continue;
  94
  95                 if (!tcp_rack_sent_after(tp->rack.mstamp,
  96                                          tcp_skb_timestamp_us(skb),
  97                                          tp->rack.end_seq, scb->end_seq))
  98                         break;
  99
 100                 /* A packet is lost if it has not been s/acked beyond
 101                  * the recent RTT plus the reordering window.
 102                  */
 103                 remaining = tcp_rack_skb_timeout(tp, skb, reo_wnd);
 104                 if (remaining <= 0) {
 105                         tcp_mark_skb_lost(sk, skb);
 106                         list_del_init(&skb->tcp_tsorted_anchor);
 107                 } else {
 108                         /* Record maximum wait time */
 109                         *reo_timeout = max_t(u32, *reo_timeout, remaining);
 110                 }
 111         }
 112 }
 113
 114 bool tcp_rack_mark_lost(struct sock *sk)
 115 {
 116         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 117         u32 timeout;
 118
 119         if (!tp->rack.advanced)
 120                 return false;
 121
 122         /* Reset the advanced flag to avoid unnecessary queue scanning */
 123         tp->rack.advanced = 0;
 124         tcp_rack_detect_loss(sk, &timeout);
 125         if (timeout) {
 126                 timeout = usecs_to_jiffies(timeout) + TCP_TIMEOUT_MIN;
 127                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_REO_TIMEOUT,
 128                                           timeout, inet_csk(sk)->icsk_rto);
 129         }
 130         return !!timeout;
 131 }
 132
 133 /* Record the most recently (re)sent time among the (s)acked packets
 134  * This is "Step 3: Advance RACK.xmit_time and update RACK.RTT" from
 135  * draft-cheng-tcpm-rack-00.txt
 136  */
 137 void tcp_rack_advance(struct tcp_sock *tp, u8 sacked, u32 end_seq,
 138                       u64 xmit_time)
 139 {
 140         u32 rtt_us;
 141
 142         rtt_us = tcp_stamp_us_delta(tp->tcp_mstamp, xmit_time);
 143         if (rtt_us < tcp_min_rtt(tp) && (sacked & TCPCB_RETRANS)) {
 144                 /* If the sacked packet was retransmitted, it's ambiguous
 145                  * whether the retransmission or the original (or the prior
 146                  * retransmission) was sacked.
 147                  *
 148                  * If the original is lost, there is no ambiguity. Otherwise
 149                  * we assume the original can be delayed up to aRTT + min_rtt.
 150                  * the aRTT term is bounded by the fast recovery or timeout,
 151                  * so it's at least one RTT (i.e., retransmission is at least
 152                  * an RTT later).
 153                  */
 154                 return;
 155         }
 156         tp->rack.advanced = 1;
 157         tp->rack.rtt_us = rtt_us;
 158         if (tcp_rack_sent_after(xmit_time, tp->rack.mstamp,
 159                                 end_seq, tp->rack.end_seq)) {
 160                 tp->rack.mstamp = xmit_time;
 161                 tp->rack.end_seq = end_seq;
 162         }
 163 }
 164
 165 /* We have waited long enough to accommodate reordering. Mark the expired
 166  * packets lost and retransmit them.
 167  */
 168 void tcp_rack_reo_timeout(struct sock *sk)
 169 {
 170         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 171         u32 timeout, prior_inflight;
 172
 173         prior_inflight = tcp_packets_in_flight(tp);
 174         tcp_rack_detect_loss(sk, &timeout);
 175         if (prior_inflight != tcp_packets_in_flight(tp)) {
 176                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery) {
 177                         tcp_enter_recovery(sk, false);
 178                         if (!inet_csk(sk)->icsk_ca_ops->cong_control)
 179                                 tcp_cwnd_reduction(sk, 1, 0);
 180                 }
 181                 tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
 182         }
 183         if (inet_csk(sk)->icsk_pending != ICSK_TIME_RETRANS)
 184                 tcp_rearm_rto(sk);
 185 }
 186
 187 /* Updates the RACK's reo_wnd based on DSACK and no. of recoveries.
 188  *
 189  * If DSACK is received, increment reo_wnd by min_rtt/4 (upper bounded
 190  * by srtt), since there is possibility that spurious retransmission was
 191  * due to reordering delay longer than reo_wnd.
 192  *
 193  * Persist the current reo_wnd value for TCP_RACK_RECOVERY_THRESH (16)
 194  * no. of successful recoveries (accounts for full DSACK-based loss
 195  * recovery undo). After that, reset it to default (min_rtt/4).
 196  *
 197  * At max, reo_wnd is incremented only once per rtt. So that the new
 198  * DSACK on which we are reacting, is due to the spurious retx (approx)
 199  * after the reo_wnd has been updated last time.
 200  *
 201  * reo_wnd is tracked in terms of steps (of min_rtt/4), rather than
 202  * absolute value to account for change in rtt.
 203  */
 204 void tcp_rack_update_reo_wnd(struct sock *sk, struct rate_sample *rs)
 205 {
 206         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 207
 208         if ((READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_recovery) &
 209              TCP_RACK_STATIC_REO_WND) ||
 210             !rs->prior_delivered)
 211                 return;
 212
 213         /* Disregard DSACK if a rtt has not passed since we adjusted reo_wnd */
 214         if (before(rs->prior_delivered, tp->rack.last_delivered))
 215                 tp->rack.dsack_seen = 0;
 216
 217         /* Adjust the reo_wnd if update is pending */
 218         if (tp->rack.dsack_seen) {
 219                 tp->rack.reo_wnd_steps = min_t(u32, 0xFF,
 220                                                tp->rack.reo_wnd_steps + 1);
 221                 tp->rack.dsack_seen = 0;
 222                 tp->rack.last_delivered = tp->delivered;
 223                 tp->rack.reo_wnd_persist = TCP_RACK_RECOVERY_THRESH;
 224         } else if (!tp->rack.reo_wnd_persist) {
 225                 tp->rack.reo_wnd_steps = 1;
 226         }
 227 }
 228
 229 /* RFC6582 NewReno recovery for non-SACK connection. It simply retransmits
 230  * the next unacked packet upon receiving
 231  * a) three or more DUPACKs to start the fast recovery
 232  * b) an ACK acknowledging new data during the fast recovery.
 233  */
 234 void tcp_newreno_mark_lost(struct sock *sk, bool snd_una_advanced)
 235 {
 236         const u8 state = inet_csk(sk)->icsk_ca_state;
 237         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 238
 239         if ((state < TCP_CA_Recovery && tp->sacked_out >= tp->reordering) ||
 240             (state == TCP_CA_Recovery && snd_una_advanced)) {
 241                 struct sk_buff *skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
 242                 u32 mss;
 243
 244                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
 245                         return;
 246
 247                 mss = tcp_skb_mss(skb);
 248                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1 && skb->len > mss)
 249                         tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
 250                                      mss, mss, GFP_ATOMIC);
 251
 252                 tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(tp, skb);
 253         }
 254 }