Merge tag '6.6-rc-smb3-client-fixes-part2' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[sfrench/cifs-2.6.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
4  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
5  *              interface as the means of communication with the user level.
6  *
7  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
8  *
9  * Authors:     Ross Biro
10  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
11  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
12  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
13  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
14  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
15  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
16  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
17  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
18  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
19  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
20  */
21
22 /*
23  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
24  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
25  *                              :       Segment collapse on retransmit
26  *                              :       AF independence
27  *
28  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
29  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
30  *                                      during syn/ack processing.
31  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
32  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
33  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
34  *              J Hadi Salim    :       ECN support
35  *
36  */
37
38 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
39
40 #include <net/tcp.h>
41 #include <net/mptcp.h>
42
43 #include <linux/compiler.h>
44 #include <linux/gfp.h>
45 #include <linux/module.h>
46 #include <linux/static_key.h>
47
48 #include <trace/events/tcp.h>
49
50 /* Refresh clocks of a TCP socket,
51  * ensuring monotically increasing values.
52  */
53 void tcp_mstamp_refresh(struct tcp_sock *tp)
54 {
55         u64 val = tcp_clock_ns();
56
57         tp->tcp_clock_cache = val;
58         tp->tcp_mstamp = div_u64(val, NSEC_PER_USEC);
59 }
60
61 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
62                            int push_one, gfp_t gfp);
63
64 /* Account for new data that has been sent to the network. */
65 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
66 {
67         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
68         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
69         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
70
71         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
72
73         __skb_unlink(skb, &sk->sk_write_queue);
74         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, skb);
75
76         if (tp->highest_sack == NULL)
77                 tp->highest_sack = skb;
78
79         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
80         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)
81                 tcp_rearm_rto(sk);
82
83         NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT,
84                       tcp_skb_pcount(skb));
85         tcp_check_space(sk);
86 }
87
88 /* SND.NXT, if window was not shrunk or the amount of shrunk was less than one
89  * window scaling factor due to loss of precision.
90  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
91  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
92  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
93  * invalid. OK, let's make this for now:
94  */
95 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
96 {
97         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
98
99         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt) ||
100             (tp->rx_opt.wscale_ok &&
101              ((tp->snd_nxt - tcp_wnd_end(tp)) < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))))
102                 return tp->snd_nxt;
103         else
104                 return tcp_wnd_end(tp);
105 }
106
107 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
108  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
109  *
110  * 1. It is independent of path mtu.
111  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
112  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
113  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
114  *    large MSS.
115  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
116  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
117  *    This may be overridden via information stored in routing table.
118  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
119  *    probably even Jumbo".
120  */
121 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
122 {
123         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
124         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
125         int mss = tp->advmss;
126
127         if (dst) {
128                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
129
130                 if (metric < mss) {
131                         mss = metric;
132                         tp->advmss = mss;
133                 }
134         }
135
136         return (__u16)mss;
137 }
138
139 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
140  * This is the first part of cwnd validation mechanism.
141  */
142 void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, s32 delta)
143 {
144         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
145         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
146         u32 cwnd = tcp_snd_cwnd(tp);
147
148         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
149
150         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
151         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
152
153         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
154                 cwnd >>= 1;
155         tcp_snd_cwnd_set(tp, max(cwnd, restart_cwnd));
156         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
157         tp->snd_cwnd_used = 0;
158 }
159
160 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
161 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
162                                 struct sock *sk)
163 {
164         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
165         const u32 now = tcp_jiffies32;
166
167         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
168                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
169
170         tp->lsndtime = now;
171
172         /* If it is a reply for ato after last received
173          * packet, enter pingpong mode.
174          */
175         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
176                 inet_csk_enter_pingpong_mode(sk);
177 }
178
179 /* Account for an ACK we sent. */
180 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts,
181                                       u32 rcv_nxt)
182 {
183         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
184
185         if (unlikely(tp->compressed_ack)) {
186                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPACKCOMPRESSED,
187                               tp->compressed_ack);
188                 tp->compressed_ack = 0;
189                 if (hrtimer_try_to_cancel(&tp->compressed_ack_timer) == 1)
190                         __sock_put(sk);
191         }
192
193         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
194                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
195         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
196         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
197 }
198
199 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
200  * Based on the assumption that the given amount of space
201  * will be offered. Store the results in the tp structure.
202  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
203  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
204  * This MUST be enforced by all callers.
205  */
206 void tcp_select_initial_window(const struct sock *sk, int __space, __u32 mss,
207                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
208                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
209                                __u32 init_rcv_wnd)
210 {
211         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
212
213         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
214         if (*window_clamp == 0)
215                 (*window_clamp) = (U16_MAX << TCP_MAX_WSCALE);
216         space = min(*window_clamp, space);
217
218         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
219         if (space > mss)
220                 space = rounddown(space, mss);
221
222         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
223          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
224          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
225          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
226          * unless the remote has sent us a window scaling option,
227          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
228          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
229          */
230         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows))
231                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
232         else
233                 (*rcv_wnd) = min_t(u32, space, U16_MAX);
234
235         if (init_rcv_wnd)
236                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
237
238         *rcv_wscale = 0;
239         if (wscale_ok) {
240                 /* Set window scaling on max possible window */
241                 space = max_t(u32, space, READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]));
242                 space = max_t(u32, space, READ_ONCE(sysctl_rmem_max));
243                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
244                 *rcv_wscale = clamp_t(int, ilog2(space) - 15,
245                                       0, TCP_MAX_WSCALE);
246         }
247         /* Set the clamp no higher than max representable value */
248         (*window_clamp) = min_t(__u32, U16_MAX << (*rcv_wscale), *window_clamp);
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
251
252 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
253  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
254  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
255  * frame.
256  */
257 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
258 {
259         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
260         struct net *net = sock_net(sk);
261         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
262         u32 cur_win, new_win;
263
264         /* Make the window 0 if we failed to queue the data because we
265          * are out of memory. The window is temporary, so we don't store
266          * it on the socket.
267          */
268         if (unlikely(inet_csk(sk)->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_NOMEM))
269                 return 0;
270
271         cur_win = tcp_receive_window(tp);
272         new_win = __tcp_select_window(sk);
273         if (new_win < cur_win) {
274                 /* Danger Will Robinson!
275                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
276                  * we will not be able to advertise a zero
277                  * window in time.  --DaveM
278                  *
279                  * Relax Will Robinson.
280                  */
281                 if (!READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_shrink_window) || !tp->rx_opt.rcv_wscale) {
282                         /* Never shrink the offered window */
283                         if (new_win == 0)
284                                 NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
285                         new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
286                 }
287         }
288
289         tp->rcv_wnd = new_win;
290         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
291
292         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
293          * scaled window.
294          */
295         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale &&
296             READ_ONCE(net->ipv4.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(net, LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
309         } else if (old_win == 0) {
310                 NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
311         }
312
313         return new_win;
314 }
315
316 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
317 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
318 {
319         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
320
321         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
322         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
323                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
324         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk) ||
325                  tcp_bpf_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 bpf_needs_ecn = tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk);
334         bool use_ecn = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn) == 1 ||
335                 tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn;
336
337         if (!use_ecn) {
338                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
339
340                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
341                         use_ecn = true;
342         }
343
344         tp->ecn_flags = 0;
345
346         if (use_ecn) {
347                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
348                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
349                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn)
350                         INET_ECN_xmit(sk);
351         }
352 }
353
354 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
355 {
356         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback))
357                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
358                  * SYN ACK is ultimatively being received.
359                  */
360                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
361 }
362
363 static void
364 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
365 {
366         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
367                 th->ece = 1;
368 }
369
370 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
371  * be sent.
372  */
373 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
374                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
375 {
376         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
377
378         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
379                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
380                 if (skb->len != tcp_header_len &&
381                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
382                         INET_ECN_xmit(sk);
383                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
384                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
385                                 th->cwr = 1;
386                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
387                         }
388                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
389                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
390                         INET_ECN_dontxmit(sk);
391                 }
392                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
393                         th->ece = 1;
394         }
395 }
396
397 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
398  * auto increment end seqno.
399  */
400 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
401 {
402         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
403
404         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
405
406         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
407
408         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
409         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
410                 seq++;
411         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
412 }
413
414 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
415 {
416         return tp->snd_una != tp->snd_up;
417 }
418
419 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   BIT(0)
420 #define OPTION_TS               BIT(1)
421 #define OPTION_MD5              BIT(2)
422 #define OPTION_WSCALE           BIT(3)
423 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE BIT(8)
424 #define OPTION_SMC              BIT(9)
425 #define OPTION_MPTCP            BIT(10)
426
427 static void smc_options_write(__be32 *ptr, u16 *options)
428 {
429 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
430         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
431                 if (unlikely(OPTION_SMC & *options)) {
432                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
433                                        (TCPOPT_NOP  << 16) |
434                                        (TCPOPT_EXP <<  8) |
435                                        (TCPOLEN_EXP_SMC_BASE));
436                         *ptr++ = htonl(TCPOPT_SMC_MAGIC);
437                 }
438         }
439 #endif
440 }
441
442 struct tcp_out_options {
443         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
444         u16 mss;                /* 0 to disable */
445         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
446         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
447         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
448         u8 bpf_opt_len;         /* length of BPF hdr option */
449         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
450         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
451         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
452         struct mptcp_out_options mptcp;
453 };
454
455 static void mptcp_options_write(struct tcphdr *th, __be32 *ptr,
456                                 struct tcp_sock *tp,
457                                 struct tcp_out_options *opts)
458 {
459 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP)
460         if (unlikely(OPTION_MPTCP & opts->options))
461                 mptcp_write_options(th, ptr, tp, &opts->mptcp);
462 #endif
463 }
464
465 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
466 static int bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(struct sk_buff *skb,
467                                         enum tcp_synack_type synack_type)
468 {
469         if (unlikely(!skb))
470                 return BPF_WRITE_HDR_TCP_CURRENT_MSS;
471
472         if (unlikely(synack_type == TCP_SYNACK_COOKIE))
473                 return BPF_WRITE_HDR_TCP_SYNACK_COOKIE;
474
475         return 0;
476 }
477
478 /* req, syn_skb and synack_type are used when writing synack */
479 static void bpf_skops_hdr_opt_len(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
480                                   struct request_sock *req,
481                                   struct sk_buff *syn_skb,
482                                   enum tcp_synack_type synack_type,
483                                   struct tcp_out_options *opts,
484                                   unsigned int *remaining)
485 {
486         struct bpf_sock_ops_kern sock_ops;
487         int err;
488
489         if (likely(!BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tcp_sk(sk),
490                                            BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB_FLAG)) ||
491             !*remaining)
492                 return;
493
494         /* *remaining has already been aligned to 4 bytes, so *remaining >= 4 */
495
496         /* init sock_ops */
497         memset(&sock_ops, 0, offsetof(struct bpf_sock_ops_kern, temp));
498
499         sock_ops.op = BPF_SOCK_OPS_HDR_OPT_LEN_CB;
500
501         if (req) {
502                 /* The listen "sk" cannot be passed here because
503                  * it is not locked.  It would not make too much
504                  * sense to do bpf_setsockopt(listen_sk) based
505                  * on individual connection request also.
506                  *
507                  * Thus, "req" is passed here and the cgroup-bpf-progs
508                  * of the listen "sk" will be run.
509                  *
510                  * "req" is also used here for fastopen even the "sk" here is
511                  * a fullsock "child" sk.  It is to keep the behavior
512                  * consistent between fastopen and non-fastopen on
513                  * the bpf programming side.
514                  */
515                 sock_ops.sk = (struct sock *)req;
516                 sock_ops.syn_skb = syn_skb;
517         } else {
518                 sock_owned_by_me(sk);
519
520                 sock_ops.is_fullsock = 1;
521                 sock_ops.sk = sk;
522         }
523
524         sock_ops.args[0] = bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(skb, synack_type);
525         sock_ops.remaining_opt_len = *remaining;
526         /* tcp_current_mss() does not pass a skb */
527         if (skb)
528                 bpf_skops_init_skb(&sock_ops, skb, 0);
529
530         err = BPF_CGROUP_RUN_PROG_SOCK_OPS_SK(&sock_ops, sk);
531
532         if (err || sock_ops.remaining_opt_len == *remaining)
533                 return;
534
535         opts->bpf_opt_len = *remaining - sock_ops.remaining_opt_len;
536         /* round up to 4 bytes */
537         opts->bpf_opt_len = (opts->bpf_opt_len + 3) & ~3;
538
539         *remaining -= opts->bpf_opt_len;
540 }
541
542 static void bpf_skops_write_hdr_opt(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
543                                     struct request_sock *req,
544                                     struct sk_buff *syn_skb,
545                                     enum tcp_synack_type synack_type,
546                                     struct tcp_out_options *opts)
547 {
548         u8 first_opt_off, nr_written, max_opt_len = opts->bpf_opt_len;
549         struct bpf_sock_ops_kern sock_ops;
550         int err;
551
552         if (likely(!max_opt_len))
553                 return;
554
555         memset(&sock_ops, 0, offsetof(struct bpf_sock_ops_kern, temp));
556
557         sock_ops.op = BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB;
558
559         if (req) {
560                 sock_ops.sk = (struct sock *)req;
561                 sock_ops.syn_skb = syn_skb;
562         } else {
563                 sock_owned_by_me(sk);
564
565                 sock_ops.is_fullsock = 1;
566                 sock_ops.sk = sk;
567         }
568
569         sock_ops.args[0] = bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(skb, synack_type);
570         sock_ops.remaining_opt_len = max_opt_len;
571         first_opt_off = tcp_hdrlen(skb) - max_opt_len;
572         bpf_skops_init_skb(&sock_ops, skb, first_opt_off);
573
574         err = BPF_CGROUP_RUN_PROG_SOCK_OPS_SK(&sock_ops, sk);
575
576         if (err)
577                 nr_written = 0;
578         else
579                 nr_written = max_opt_len - sock_ops.remaining_opt_len;
580
581         if (nr_written < max_opt_len)
582                 memset(skb->data + first_opt_off + nr_written, TCPOPT_NOP,
583                        max_opt_len - nr_written);
584 }
585 #else
586 static void bpf_skops_hdr_opt_len(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
587                                   struct request_sock *req,
588                                   struct sk_buff *syn_skb,
589                                   enum tcp_synack_type synack_type,
590                                   struct tcp_out_options *opts,
591                                   unsigned int *remaining)
592 {
593 }
594
595 static void bpf_skops_write_hdr_opt(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
596                                     struct request_sock *req,
597                                     struct sk_buff *syn_skb,
598                                     enum tcp_synack_type synack_type,
599                                     struct tcp_out_options *opts)
600 {
601 }
602 #endif
603
604 /* Write previously computed TCP options to the packet.
605  *
606  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
607  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
608  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
609  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
610  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
611  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
612  * particular reason why the ordering would need to be changed).
613  *
614  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
615  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
616  */
617 static void tcp_options_write(struct tcphdr *th, struct tcp_sock *tp,
618                               struct tcp_out_options *opts)
619 {
620         __be32 *ptr = (__be32 *)(th + 1);
621         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
622
623         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
624                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
625                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
626                 /* overload cookie hash location */
627                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
628                 ptr += 4;
629         }
630
631         if (unlikely(opts->mss)) {
632                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
633                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
634                                opts->mss);
635         }
636
637         if (likely(OPTION_TS & options)) {
638                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
639                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
640                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
641                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
642                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
643                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
644                 } else {
645                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
646                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
647                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
648                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
649                 }
650                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
651                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
652         }
653
654         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
655                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
656                                (TCPOPT_NOP << 16) |
657                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
658                                TCPOLEN_SACK_PERM);
659         }
660
661         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
662                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
663                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
664                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
665                                opts->ws);
666         }
667
668         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
669                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
670                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
671                 int this_sack;
672
673                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
674                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
675                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
676                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
677                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
678
679                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
680                      ++this_sack) {
681                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
682                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
683                 }
684
685                 tp->rx_opt.dsack = 0;
686         }
687
688         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
689                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
690                 u8 *p = (u8 *)ptr;
691                 u32 len; /* Fast Open option length */
692
693                 if (foc->exp) {
694                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
695                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
696                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
697                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
698                 } else {
699                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
700                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
701                         *p++ = len;
702                 }
703
704                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
705                 if ((len & 3) == 2) {
706                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
707                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
708                 }
709                 ptr += (len + 3) >> 2;
710         }
711
712         smc_options_write(ptr, &options);
713
714         mptcp_options_write(th, ptr, tp, opts);
715 }
716
717 static void smc_set_option(const struct tcp_sock *tp,
718                            struct tcp_out_options *opts,
719                            unsigned int *remaining)
720 {
721 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
722         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
723                 if (tp->syn_smc) {
724                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
725                                 opts->options |= OPTION_SMC;
726                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
727                         }
728                 }
729         }
730 #endif
731 }
732
733 static void smc_set_option_cond(const struct tcp_sock *tp,
734                                 const struct inet_request_sock *ireq,
735                                 struct tcp_out_options *opts,
736                                 unsigned int *remaining)
737 {
738 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
739         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
740                 if (tp->syn_smc && ireq->smc_ok) {
741                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
742                                 opts->options |= OPTION_SMC;
743                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
744                         }
745                 }
746         }
747 #endif
748 }
749
750 static void mptcp_set_option_cond(const struct request_sock *req,
751                                   struct tcp_out_options *opts,
752                                   unsigned int *remaining)
753 {
754         if (rsk_is_mptcp(req)) {
755                 unsigned int size;
756
757                 if (mptcp_synack_options(req, &size, &opts->mptcp)) {
758                         if (*remaining >= size) {
759                                 opts->options |= OPTION_MPTCP;
760                                 *remaining -= size;
761                         }
762                 }
763         }
764 }
765
766 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
767  * network wire format yet.
768  */
769 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
770                                 struct tcp_out_options *opts,
771                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
772 {
773         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
774         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
775         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
776
777         *md5 = NULL;
778 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
779         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed.key) &&
780             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
781                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
782                 if (*md5) {
783                         opts->options |= OPTION_MD5;
784                         remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
785                 }
786         }
787 #endif
788
789         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
790          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
791          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
792          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
793          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
794          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
795          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
796          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
797          * going out.  */
798         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
799         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
800
801         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps) && !*md5)) {
802                 opts->options |= OPTION_TS;
803                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
804                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
805                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
806         }
807         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling))) {
808                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
809                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
810                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
811         }
812         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_sack))) {
813                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
814                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
815                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
816         }
817
818         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
819                 u32 need = fastopen->cookie.len;
820
821                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
822                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
823                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
824                 if (remaining >= need) {
825                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
826                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
827                         remaining -= need;
828                         tp->syn_fastopen = 1;
829                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
830                 }
831         }
832
833         smc_set_option(tp, opts, &remaining);
834
835         if (sk_is_mptcp(sk)) {
836                 unsigned int size;
837
838                 if (mptcp_syn_options(sk, skb, &size, &opts->mptcp)) {
839                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
840                         remaining -= size;
841                 }
842         }
843
844         bpf_skops_hdr_opt_len(sk, skb, NULL, NULL, 0, opts, &remaining);
845
846         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
847 }
848
849 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
850 static unsigned int tcp_synack_options(const struct sock *sk,
851                                        struct request_sock *req,
852                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
853                                        struct tcp_out_options *opts,
854                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
855                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc,
856                                        enum tcp_synack_type synack_type,
857                                        struct sk_buff *syn_skb)
858 {
859         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
860         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
861
862 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
863         if (md5) {
864                 opts->options |= OPTION_MD5;
865                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
866
867                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
868                  * options. There was discussion about disabling SACK
869                  * rather than TS in order to fit in better with old,
870                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
871                  */
872                 if (synack_type != TCP_SYNACK_COOKIE)
873                         ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
874         }
875 #endif
876
877         /* We always send an MSS option. */
878         opts->mss = mss;
879         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
880
881         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
882                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
883                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
884                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
885         }
886         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
887                 opts->options |= OPTION_TS;
888                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tcp_rsk(req)->ts_off;
889                 opts->tsecr = READ_ONCE(req->ts_recent);
890                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
891         }
892         if (likely(ireq->sack_ok)) {
893                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
894                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
895                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
896         }
897         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
898                 u32 need = foc->len;
899
900                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
901                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
902                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
903                 if (remaining >= need) {
904                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
905                         opts->fastopen_cookie = foc;
906                         remaining -= need;
907                 }
908         }
909
910         mptcp_set_option_cond(req, opts, &remaining);
911
912         smc_set_option_cond(tcp_sk(sk), ireq, opts, &remaining);
913
914         bpf_skops_hdr_opt_len((struct sock *)sk, skb, req, syn_skb,
915                               synack_type, opts, &remaining);
916
917         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
918 }
919
920 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
921  * final wire format yet.
922  */
923 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
924                                         struct tcp_out_options *opts,
925                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
926 {
927         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
928         unsigned int size = 0;
929         unsigned int eff_sacks;
930
931         opts->options = 0;
932
933         *md5 = NULL;
934 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
935         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed.key) &&
936             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
937                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
938                 if (*md5) {
939                         opts->options |= OPTION_MD5;
940                         size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
941                 }
942         }
943 #endif
944
945         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
946                 opts->options |= OPTION_TS;
947                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
948                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
949                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
950         }
951
952         /* MPTCP options have precedence over SACK for the limited TCP
953          * option space because a MPTCP connection would be forced to
954          * fall back to regular TCP if a required multipath option is
955          * missing. SACK still gets a chance to use whatever space is
956          * left.
957          */
958         if (sk_is_mptcp(sk)) {
959                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
960                 unsigned int opt_size = 0;
961
962                 if (mptcp_established_options(sk, skb, &opt_size, remaining,
963                                               &opts->mptcp)) {
964                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
965                         size += opt_size;
966                 }
967         }
968
969         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
970         if (unlikely(eff_sacks)) {
971                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
972                 if (unlikely(remaining < TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
973                                          TCPOLEN_SACK_PERBLOCK))
974                         return size;
975
976                 opts->num_sack_blocks =
977                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
978                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
979                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
980
981                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
982                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
983         }
984
985         if (unlikely(BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp,
986                                             BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB_FLAG))) {
987                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
988
989                 bpf_skops_hdr_opt_len(sk, skb, NULL, NULL, 0, opts, &remaining);
990
991                 size = MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
992         }
993
994         return size;
995 }
996
997
998 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
999  *
1000  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
1001  * to reduce RTT and bufferbloat.
1002  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
1003  *
1004  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
1005  * needs to be reallocated in a driver.
1006  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
1007  *
1008  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
1009  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
1010  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
1011  */
1012 struct tsq_tasklet {
1013         struct tasklet_struct   tasklet;
1014         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
1015 };
1016 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
1017
1018 static void tcp_tsq_write(struct sock *sk)
1019 {
1020         if ((1 << sk->sk_state) &
1021             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
1022              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
1023                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1024
1025                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
1026                     tcp_snd_cwnd(tp) > tcp_packets_in_flight(tp)) {
1027                         tcp_mstamp_refresh(tp);
1028                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
1029                 }
1030
1031                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
1032                                0, GFP_ATOMIC);
1033         }
1034 }
1035
1036 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
1037 {
1038         bh_lock_sock(sk);
1039         if (!sock_owned_by_user(sk))
1040                 tcp_tsq_write(sk);
1041         else if (!test_and_set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &sk->sk_tsq_flags))
1042                 sock_hold(sk);
1043         bh_unlock_sock(sk);
1044 }
1045 /*
1046  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
1047  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
1048  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
1049  * interrupt us (non NAPI drivers)
1050  */
1051 static void tcp_tasklet_func(struct tasklet_struct *t)
1052 {
1053         struct tsq_tasklet *tsq = from_tasklet(tsq,  t, tasklet);
1054         LIST_HEAD(list);
1055         unsigned long flags;
1056         struct list_head *q, *n;
1057         struct tcp_sock *tp;
1058         struct sock *sk;
1059
1060         local_irq_save(flags);
1061         list_splice_init(&tsq->head, &list);
1062         local_irq_restore(flags);
1063
1064         list_for_each_safe(q, n, &list) {
1065                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
1066                 list_del(&tp->tsq_node);
1067
1068                 sk = (struct sock *)tp;
1069                 smp_mb__before_atomic();
1070                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &sk->sk_tsq_flags);
1071
1072                 tcp_tsq_handler(sk);
1073                 sk_free(sk);
1074         }
1075 }
1076
1077 #define TCP_DEFERRED_ALL (TCPF_TSQ_DEFERRED |           \
1078                           TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED |   \
1079                           TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED |  \
1080                           TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED)
1081 /**
1082  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
1083  * @sk: socket
1084  *
1085  * called from release_sock() to perform protocol dependent
1086  * actions before socket release.
1087  */
1088 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
1089 {
1090         unsigned long flags = smp_load_acquire(&sk->sk_tsq_flags);
1091         unsigned long nflags;
1092
1093         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
1094         do {
1095                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
1096                         return;
1097                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
1098         } while (!try_cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, &flags, nflags));
1099
1100         if (flags & TCPF_TSQ_DEFERRED) {
1101                 tcp_tsq_write(sk);
1102                 __sock_put(sk);
1103         }
1104         /* Here begins the tricky part :
1105          * We are called from release_sock() with :
1106          * 1) BH disabled
1107          * 2) sk_lock.slock spinlock held
1108          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
1109          *
1110          * But following code is meant to be called from BH handlers,
1111          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
1112          */
1113         sock_release_ownership(sk);
1114
1115         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
1116                 tcp_write_timer_handler(sk);
1117                 __sock_put(sk);
1118         }
1119         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
1120                 tcp_delack_timer_handler(sk);
1121                 __sock_put(sk);
1122         }
1123         if (flags & TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED) {
1124                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
1125                 __sock_put(sk);
1126         }
1127 }
1128 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
1129
1130 void __init tcp_tasklet_init(void)
1131 {
1132         int i;
1133
1134         for_each_possible_cpu(i) {
1135                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
1136
1137                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
1138                 tasklet_setup(&tsq->tasklet, tcp_tasklet_func);
1139         }
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
1144  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
1145  * hold qdisc lock.
1146  */
1147 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
1148 {
1149         struct sock *sk = skb->sk;
1150         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1151         unsigned long flags, nval, oval;
1152         struct tsq_tasklet *tsq;
1153         bool empty;
1154
1155         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
1156          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
1157          */
1158         WARN_ON(refcount_sub_and_test(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc));
1159
1160         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
1161          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
1162          * This gives :
1163          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
1164          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
1165          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
1166          */
1167         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
1168                 goto out;
1169
1170         oval = smp_load_acquire(&sk->sk_tsq_flags);
1171         do {
1172                 if (!(oval & TSQF_THROTTLED) || (oval & TSQF_QUEUED))
1173                         goto out;
1174
1175                 nval = (oval & ~TSQF_THROTTLED) | TSQF_QUEUED;
1176         } while (!try_cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, &oval, nval));
1177
1178         /* queue this socket to tasklet queue */
1179         local_irq_save(flags);
1180         tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
1181         empty = list_empty(&tsq->head);
1182         list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
1183         if (empty)
1184                 tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
1185         local_irq_restore(flags);
1186         return;
1187 out:
1188         sk_free(sk);
1189 }
1190
1191 /* Note: Called under soft irq.
1192  * We can call TCP stack right away, unless socket is owned by user.
1193  */
1194 enum hrtimer_restart tcp_pace_kick(struct hrtimer *timer)
1195 {
1196         struct tcp_sock *tp = container_of(timer, struct tcp_sock, pacing_timer);
1197         struct sock *sk = (struct sock *)tp;
1198
1199         tcp_tsq_handler(sk);
1200         sock_put(sk);
1201
1202         return HRTIMER_NORESTART;
1203 }
1204
1205 static void tcp_update_skb_after_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1206                                       u64 prior_wstamp)
1207 {
1208         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1209
1210         if (sk->sk_pacing_status != SK_PACING_NONE) {
1211                 unsigned long rate = sk->sk_pacing_rate;
1212
1213                 /* Original sch_fq does not pace first 10 MSS
1214                  * Note that tp->data_segs_out overflows after 2^32 packets,
1215                  * this is a minor annoyance.
1216                  */
1217                 if (rate != ~0UL && rate && tp->data_segs_out >= 10) {
1218                         u64 len_ns = div64_ul((u64)skb->len * NSEC_PER_SEC, rate);
1219                         u64 credit = tp->tcp_wstamp_ns - prior_wstamp;
1220
1221                         /* take into account OS jitter */
1222                         len_ns -= min_t(u64, len_ns / 2, credit);
1223                         tp->tcp_wstamp_ns += len_ns;
1224                 }
1225         }
1226         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
1227 }
1228
1229 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(int ip_queue_xmit(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct flowi *fl));
1230 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(int inet6_csk_xmit(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct flowi *fl));
1231 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(void tcp_v4_send_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb));
1232
1233 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
1234  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
1235  * transmission and possible later retransmissions.
1236  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
1237  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
1238  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
1239  * device.
1240  *
1241  * We are working here with either a clone of the original
1242  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
1243  */
1244 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1245                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
1246 {
1247         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1248         struct inet_sock *inet;
1249         struct tcp_sock *tp;
1250         struct tcp_skb_cb *tcb;
1251         struct tcp_out_options opts;
1252         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
1253         struct sk_buff *oskb = NULL;
1254         struct tcp_md5sig_key *md5;
1255         struct tcphdr *th;
1256         u64 prior_wstamp;
1257         int err;
1258
1259         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
1260         tp = tcp_sk(sk);
1261         prior_wstamp = tp->tcp_wstamp_ns;
1262         tp->tcp_wstamp_ns = max(tp->tcp_wstamp_ns, tp->tcp_clock_cache);
1263         skb_set_delivery_time(skb, tp->tcp_wstamp_ns, true);
1264         if (clone_it) {
1265                 oskb = skb;
1266
1267                 tcp_skb_tsorted_save(oskb) {
1268                         if (unlikely(skb_cloned(oskb)))
1269                                 skb = pskb_copy(oskb, gfp_mask);
1270                         else
1271                                 skb = skb_clone(oskb, gfp_mask);
1272                 } tcp_skb_tsorted_restore(oskb);
1273
1274                 if (unlikely(!skb))
1275                         return -ENOBUFS;
1276                 /* retransmit skbs might have a non zero value in skb->dev
1277                  * because skb->dev is aliased with skb->rbnode.rb_left
1278                  */
1279                 skb->dev = NULL;
1280         }
1281
1282         inet = inet_sk(sk);
1283         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
1284         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
1285
1286         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
1287                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
1288         } else {
1289                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
1290                                                            &md5);
1291                 /* Force a PSH flag on all (GSO) packets to expedite GRO flush
1292                  * at receiver : This slightly improve GRO performance.
1293                  * Note that we do not force the PSH flag for non GSO packets,
1294                  * because they might be sent under high congestion events,
1295                  * and in this case it is better to delay the delivery of 1-MSS
1296                  * packets and thus the corresponding ACK packet that would
1297                  * release the following packet.
1298                  */
1299                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1300                         tcb->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
1301         }
1302         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
1303
1304         /* We set skb->ooo_okay to one if this packet can select
1305          * a different TX queue than prior packets of this flow,
1306          * to avoid self inflicted reorders.
1307          * The 'other' queue decision is based on current cpu number
1308          * if XPS is enabled, or sk->sk_txhash otherwise.
1309          * We can switch to another (and better) queue if:
1310          * 1) No packet with payload is in qdisc/device queues.
1311          *    Delays in TX completion can defeat the test
1312          *    even if packets were already sent.
1313          * 2) Or rtx queue is empty.
1314          *    This mitigates above case if ACK packets for
1315          *    all prior packets were already processed.
1316          */
1317         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1) ||
1318                         tcp_rtx_queue_empty(sk);
1319
1320         /* If we had to use memory reserve to allocate this skb,
1321          * this might cause drops if packet is looped back :
1322          * Other socket might not have SOCK_MEMALLOC.
1323          * Packets not looped back do not care about pfmemalloc.
1324          */
1325         skb->pfmemalloc = 0;
1326
1327         skb_push(skb, tcp_header_size);
1328         skb_reset_transport_header(skb);
1329
1330         skb_orphan(skb);
1331         skb->sk = sk;
1332         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
1333         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
1334
1335         skb_set_dst_pending_confirm(skb, sk->sk_dst_pending_confirm);
1336
1337         /* Build TCP header and checksum it. */
1338         th = (struct tcphdr *)skb->data;
1339         th->source              = inet->inet_sport;
1340         th->dest                = inet->inet_dport;
1341         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
1342         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
1343         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
1344                                         tcb->tcp_flags);
1345
1346         th->check               = 0;
1347         th->urg_ptr             = 0;
1348
1349         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
1350         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
1351                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
1352                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
1353                         th->urg = 1;
1354                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
1355                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
1356                         th->urg = 1;
1357                 }
1358         }
1359
1360         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1361         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1362                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1363                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1364         } else {
1365                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1366                  * is never scaled.
1367                  */
1368                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1369         }
1370
1371         tcp_options_write(th, tp, &opts);
1372
1373 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1374         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1375         if (md5) {
1376                 sk_gso_disable(sk);
1377                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1378                                                md5, sk, skb);
1379         }
1380 #endif
1381
1382         /* BPF prog is the last one writing header option */
1383         bpf_skops_write_hdr_opt(sk, skb, NULL, NULL, 0, &opts);
1384
1385         INDIRECT_CALL_INET(icsk->icsk_af_ops->send_check,
1386                            tcp_v6_send_check, tcp_v4_send_check,
1387                            sk, skb);
1388
1389         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1390                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb), rcv_nxt);
1391
1392         if (skb->len != tcp_header_size) {
1393                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1394                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1395                 tp->bytes_sent += skb->len - tcp_header_size;
1396         }
1397
1398         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1399                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1400                               tcp_skb_pcount(skb));
1401
1402         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1403         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
1404         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1405         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1406         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1407
1408         /* Leave earliest departure time in skb->tstamp (skb->skb_mstamp_ns) */
1409
1410         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1411         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1412                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1413
1414         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
1415
1416         err = INDIRECT_CALL_INET(icsk->icsk_af_ops->queue_xmit,
1417                                  inet6_csk_xmit, ip_queue_xmit,
1418                                  sk, skb, &inet->cork.fl);
1419
1420         if (unlikely(err > 0)) {
1421                 tcp_enter_cwr(sk);
1422                 err = net_xmit_eval(err);
1423         }
1424         if (!err && oskb) {
1425                 tcp_update_skb_after_send(sk, oskb, prior_wstamp);
1426                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1427         }
1428         return err;
1429 }
1430
1431 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1432                             gfp_t gfp_mask)
1433 {
1434         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1435                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1436 }
1437
1438 /* This routine just queues the buffer for sending.
1439  *
1440  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1441  * otherwise socket can stall.
1442  */
1443 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1444 {
1445         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1446
1447         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1448         WRITE_ONCE(tp->write_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1449         __skb_header_release(skb);
1450         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1451         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
1452         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1453 }
1454
1455 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1456 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1457 {
1458         if (skb->len <= mss_now) {
1459                 /* Avoid the costly divide in the normal
1460                  * non-TSO case.
1461                  */
1462                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1463                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1464         } else {
1465                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1466                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1467         }
1468 }
1469
1470 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1471  * tweaks to fix counters
1472  */
1473 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1474 {
1475         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1476
1477         tp->packets_out -= decr;
1478
1479         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1480                 tp->sacked_out -= decr;
1481         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1482                 tp->retrans_out -= decr;
1483         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1484                 tp->lost_out -= decr;
1485
1486         /* Reno case is special. Sigh... */
1487         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1488                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1489
1490         if (tp->lost_skb_hint &&
1491             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1492             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
1493                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1494
1495         tcp_verify_left_out(tp);
1496 }
1497
1498 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1499 {
1500         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1501                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1502 }
1503
1504 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1505 {
1506         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1507
1508         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1509             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1510                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1511                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1512
1513                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1514                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1515                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1516                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1517                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1518         }
1519 }
1520
1521 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1522 {
1523         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1524         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1525 }
1526
1527 /* Insert buff after skb on the write or rtx queue of sk.  */
1528 static void tcp_insert_write_queue_after(struct sk_buff *skb,
1529                                          struct sk_buff *buff,
1530                                          struct sock *sk,
1531                                          enum tcp_queue tcp_queue)
1532 {
1533         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE)
1534                 __skb_queue_after(&sk->sk_write_queue, skb, buff);
1535         else
1536                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
1537 }
1538
1539 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1540  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1541  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1542  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1543  */
1544 int tcp_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1545                  struct sk_buff *skb, u32 len,
1546                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1547 {
1548         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1549         struct sk_buff *buff;
1550         int old_factor;
1551         long limit;
1552         int nlen;
1553         u8 flags;
1554
1555         if (WARN_ON(len > skb->len))
1556                 return -EINVAL;
1557
1558         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb_headlen(skb));
1559
1560         /* tcp_sendmsg() can overshoot sk_wmem_queued by one full size skb.
1561          * We need some allowance to not penalize applications setting small
1562          * SO_SNDBUF values.
1563          * Also allow first and last skb in retransmit queue to be split.
1564          */
1565         limit = sk->sk_sndbuf + 2 * SKB_TRUESIZE(GSO_LEGACY_MAX_SIZE);
1566         if (unlikely((sk->sk_wmem_queued >> 1) > limit &&
1567                      tcp_queue != TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE &&
1568                      skb != tcp_rtx_queue_head(sk) &&
1569                      skb != tcp_rtx_queue_tail(sk))) {
1570                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPWQUEUETOOBIG);
1571                 return -ENOMEM;
1572         }
1573
1574         if (skb_unclone_keeptruesize(skb, gfp))
1575                 return -ENOMEM;
1576
1577         /* Get a new skb... force flag on. */
1578         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, gfp, true);
1579         if (!buff)
1580                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1581         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1582         mptcp_skb_ext_copy(buff, skb);
1583
1584         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1585         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1586         nlen = skb->len - len;
1587         buff->truesize += nlen;
1588         skb->truesize -= nlen;
1589
1590         /* Correct the sequence numbers. */
1591         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1592         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1593         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1594
1595         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1596         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1597         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1598         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1599         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1600         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1601
1602         skb_split(skb, buff, len);
1603
1604         skb_set_delivery_time(buff, skb->tstamp, true);
1605         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1606
1607         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1608
1609         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1610         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1611         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1612
1613         /* Update delivered info for the new segment */
1614         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1615
1616         /* If this packet has been sent out already, we must
1617          * adjust the various packet counters.
1618          */
1619         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1620                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1621                         tcp_skb_pcount(buff);
1622
1623                 if (diff)
1624                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1625         }
1626
1627         /* Link BUFF into the send queue. */
1628         __skb_header_release(buff);
1629         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1630         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE)
1631                 list_add(&buff->tcp_tsorted_anchor, &skb->tcp_tsorted_anchor);
1632
1633         return 0;
1634 }
1635
1636 /* This is similar to __pskb_pull_tail(). The difference is that pulled
1637  * data is not copied, but immediately discarded.
1638  */
1639 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1640 {
1641         struct skb_shared_info *shinfo;
1642         int i, k, eat;
1643
1644         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb_headlen(skb));
1645         eat = len;
1646         k = 0;
1647         shinfo = skb_shinfo(skb);
1648         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1649                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1650
1651                 if (size <= eat) {
1652                         skb_frag_unref(skb, i);
1653                         eat -= size;
1654                 } else {
1655                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1656                         if (eat) {
1657                                 skb_frag_off_add(&shinfo->frags[k], eat);
1658                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1659                                 eat = 0;
1660                         }
1661                         k++;
1662                 }
1663         }
1664         shinfo->nr_frags = k;
1665
1666         skb->data_len -= len;
1667         skb->len = skb->data_len;
1668         return len;
1669 }
1670
1671 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1672 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1673 {
1674         u32 delta_truesize;
1675
1676         if (skb_unclone_keeptruesize(skb, GFP_ATOMIC))
1677                 return -ENOMEM;
1678
1679         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1680
1681         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1682
1683         skb->truesize      -= delta_truesize;
1684         sk_wmem_queued_add(sk, -delta_truesize);
1685         if (!skb_zcopy_pure(skb))
1686                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1687
1688         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1689         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1690                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1691
1692         return 0;
1693 }
1694
1695 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1696 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1697 {
1698         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1699         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1700         int mss_now;
1701
1702         /* Calculate base mss without TCP options:
1703            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1704          */
1705         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1706
1707         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1708         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1709                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1710
1711                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1712                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1713         }
1714
1715         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1716         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1717                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1718
1719         /* Now subtract optional transport overhead */
1720         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1721
1722         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1723         mss_now = max(mss_now,
1724                       READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_snd_mss));
1725         return mss_now;
1726 }
1727
1728 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1729 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1730 {
1731         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1732         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1733                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1734 }
1735 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtu_to_mss);
1736
1737 /* Inverse of above */
1738 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1739 {
1740         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1741         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1742         int mtu;
1743
1744         mtu = mss +
1745               tp->tcp_header_len +
1746               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1747               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1748
1749         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1750         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1751                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1752
1753                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1754                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1755         }
1756         return mtu;
1757 }
1758 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1759
1760 /* MTU probing init per socket */
1761 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1762 {
1763         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1764         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1765         struct net *net = sock_net(sk);
1766
1767         icsk->icsk_mtup.enabled = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing) > 1;
1768         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1769                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1770         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss));
1771         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1772         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1773                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1776
1777 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1778
1779    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1780    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1781
1782    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1783    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1784    It also does not include TCP options.
1785
1786    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1787
1788    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1789    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1790    taking into account current pmtu, but never exceeds
1791    tp->rx_opt.mss_clamp.
1792
1793    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1794    DOES NOT include either tcp or ip options.
1795
1796    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1797    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1798  */
1799 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1800 {
1801         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1802         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1803         int mss_now;
1804
1805         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1806                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1807
1808         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1809         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1810
1811         /* And store cached results */
1812         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1813         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1814                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1815         tp->mss_cache = mss_now;
1816
1817         return mss_now;
1818 }
1819 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1820
1821 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1822  * and even PMTU discovery events into account.
1823  */
1824 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1825 {
1826         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1827         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1828         u32 mss_now;
1829         unsigned int header_len;
1830         struct tcp_out_options opts;
1831         struct tcp_md5sig_key *md5;
1832
1833         mss_now = tp->mss_cache;
1834
1835         if (dst) {
1836                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1837                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1838                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1839         }
1840
1841         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1842                      sizeof(struct tcphdr);
1843         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1844          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1845          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1846          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1847         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1848                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1849                 mss_now -= delta;
1850         }
1851
1852         return mss_now;
1853 }
1854
1855 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1856  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1857  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1858  */
1859 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1860 {
1861         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1862
1863         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1864             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1865                 /* Limited by application or receiver window. */
1866                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1867                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1868                 if (win_used < tcp_snd_cwnd(tp)) {
1869                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1870                         tcp_snd_cwnd_set(tp, (tcp_snd_cwnd(tp) + win_used) >> 1);
1871                 }
1872                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1873         }
1874         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1875 }
1876
1877 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1878 {
1879         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1880         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1881
1882         /* Track the strongest available signal of the degree to which the cwnd
1883          * is fully utilized. If cwnd-limited then remember that fact for the
1884          * current window. If not cwnd-limited then track the maximum number of
1885          * outstanding packets in the current window. (If cwnd-limited then we
1886          * chose to not update tp->max_packets_out to avoid an extra else
1887          * clause with no functional impact.)
1888          */
1889         if (!before(tp->snd_una, tp->cwnd_usage_seq) ||
1890             is_cwnd_limited ||
1891             (!tp->is_cwnd_limited &&
1892              tp->packets_out > tp->max_packets_out)) {
1893                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1894                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1895                 tp->cwnd_usage_seq = tp->snd_nxt;
1896         }
1897
1898         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1899                 /* Network is feed fully. */
1900                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1901                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1902         } else {
1903                 /* Network starves. */
1904                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1905                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1906
1907                 if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_slow_start_after_idle) &&
1908                     (s32)(tcp_jiffies32 - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto &&
1909                     !ca_ops->cong_control)
1910                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1911
1912                 /* The following conditions together indicate the starvation
1913                  * is caused by insufficient sender buffer:
1914                  * 1) just sent some data (see tcp_write_xmit)
1915                  * 2) not cwnd limited (this else condition)
1916                  * 3) no more data to send (tcp_write_queue_empty())
1917                  * 4) application is hitting buffer limit (SOCK_NOSPACE)
1918                  */
1919                 if (tcp_write_queue_empty(sk) && sk->sk_socket &&
1920                     test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags) &&
1921                     (1 << sk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))
1922                         tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_SNDBUF_LIMITED);
1923         }
1924 }
1925
1926 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1927 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1928 {
1929         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1930                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1931 }
1932
1933 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1934  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1935  * The test is really :
1936  * if ((skb->len % mss) != 0)
1937  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1938  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1939  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1940  */
1941 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1942                                 const struct sk_buff *skb)
1943 {
1944         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1945                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1946 }
1947
1948 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1949  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1950  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1951  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1952  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1953  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1954  */
1955 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1956                             int nonagle)
1957 {
1958         return partial &&
1959                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1960                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1961 }
1962
1963 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1964  * depending on current pacing rate, and how close the peer is.
1965  *
1966  * Rationale is:
1967  * - For close peers, we rather send bigger packets to reduce
1968  *   cpu costs, because occasional losses will be repaired fast.
1969  * - For long distance/rtt flows, we would like to get ACK clocking
1970  *   with 1 ACK per ms.
1971  *
1972  * Use min_rtt to help adapt TSO burst size, with smaller min_rtt resulting
1973  * in bigger TSO bursts. We we cut the RTT-based allowance in half
1974  * for every 2^9 usec (aka 512 us) of RTT, so that the RTT-based allowance
1975  * is below 1500 bytes after 6 * ~500 usec = 3ms.
1976  */
1977 static u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1978                             int min_tso_segs)
1979 {
1980         unsigned long bytes;
1981         u32 r;
1982
1983         bytes = sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift);
1984
1985         r = tcp_min_rtt(tcp_sk(sk)) >> READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_rtt_log);
1986         if (r < BITS_PER_TYPE(sk->sk_gso_max_size))
1987                 bytes += sk->sk_gso_max_size >> r;
1988
1989         bytes = min_t(unsigned long, bytes, sk->sk_gso_max_size);
1990
1991         return max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1992 }
1993
1994 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1995  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1996  */
1997 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1998 {
1999         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
2000         u32 min_tso, tso_segs;
2001
2002         min_tso = ca_ops->min_tso_segs ?
2003                         ca_ops->min_tso_segs(sk) :
2004                         READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_tso_segs);
2005
2006         tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now, min_tso);
2007         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
2008 }
2009
2010 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
2011 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
2012                                         const struct sk_buff *skb,
2013                                         unsigned int mss_now,
2014                                         unsigned int max_segs,
2015                                         int nonagle)
2016 {
2017         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2018         u32 partial, needed, window, max_len;
2019
2020         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2021         max_len = mss_now * max_segs;
2022
2023         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
2024                 return max_len;
2025
2026         needed = min(skb->len, window);
2027
2028         if (max_len <= needed)
2029                 return max_len;
2030
2031         partial = needed % mss_now;
2032         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
2033          * to include this last segment in this skb.
2034          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
2035          */
2036         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
2037                 return needed - partial;
2038
2039         return needed;
2040 }
2041
2042 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
2043  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
2044  */
2045 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
2046                                          const struct sk_buff *skb)
2047 {
2048         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
2049
2050         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
2051         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
2052             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
2053                 return 1;
2054
2055         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2056         cwnd = tcp_snd_cwnd(tp);
2057         if (in_flight >= cwnd)
2058                 return 0;
2059
2060         /* For better scheduling, ensure we have at least
2061          * 2 GSO packets in flight.
2062          */
2063         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
2064         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
2065 }
2066
2067 /* Initialize TSO state of a skb.
2068  * This must be invoked the first time we consider transmitting
2069  * SKB onto the wire.
2070  */
2071 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
2072 {
2073         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
2074
2075         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
2076                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2077                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
2078         }
2079         return tso_segs;
2080 }
2081
2082
2083 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
2084  * sent now.
2085  */
2086 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
2087                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
2088 {
2089         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
2090          * write_queue (they have no chances to get new data).
2091          *
2092          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
2093          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
2094          */
2095         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
2096                 return true;
2097
2098         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
2099         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
2100                 return true;
2101
2102         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
2103                 return true;
2104
2105         return false;
2106 }
2107
2108 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
2109 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
2110                              const struct sk_buff *skb,
2111                              unsigned int cur_mss)
2112 {
2113         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2114
2115         if (skb->len > cur_mss)
2116                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
2117
2118         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
2119 }
2120
2121 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
2122  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
2123  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
2124  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
2125  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
2126  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
2127  */
2128 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
2129                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
2130 {
2131         int nlen = skb->len - len;
2132         struct sk_buff *buff;
2133         u8 flags;
2134
2135         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
2136         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb->len != skb->data_len);
2137
2138         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, gfp, true);
2139         if (unlikely(!buff))
2140                 return -ENOMEM;
2141         skb_copy_decrypted(buff, skb);
2142         mptcp_skb_ext_copy(buff, skb);
2143
2144         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
2145         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
2146         buff->truesize += nlen;
2147         skb->truesize -= nlen;
2148
2149         /* Correct the sequence numbers. */
2150         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
2151         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2152         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
2153
2154         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
2155         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2156         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
2157         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
2158
2159         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
2160
2161         skb_split(skb, buff, len);
2162         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
2163
2164         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
2165         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2166         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
2167
2168         /* Link BUFF into the send queue. */
2169         __skb_header_release(buff);
2170         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE);
2171
2172         return 0;
2173 }
2174
2175 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
2176  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
2177  *
2178  * This algorithm is from John Heffner.
2179  */
2180 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
2181                                  bool *is_cwnd_limited,
2182                                  bool *is_rwnd_limited,
2183                                  u32 max_segs)
2184 {
2185         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2186         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
2187         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2188         struct sk_buff *head;
2189         int win_divisor;
2190         s64 delta;
2191
2192         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
2193                 goto send_now;
2194
2195         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
2196          * only if the last write was recent (1 ms).
2197          * Note that tp->tcp_wstamp_ns can be in the future if we have
2198          * packets waiting in a qdisc or device for EDT delivery.
2199          */
2200         delta = tp->tcp_clock_cache - tp->tcp_wstamp_ns - NSEC_PER_MSEC;
2201         if (delta > 0)
2202                 goto send_now;
2203
2204         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2205
2206         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1);
2207         BUG_ON(tcp_snd_cwnd(tp) <= in_flight);
2208
2209         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2210
2211         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
2212         cong_win = (tcp_snd_cwnd(tp) - in_flight) * tp->mss_cache;
2213
2214         limit = min(send_win, cong_win);
2215
2216         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
2217         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
2218                 goto send_now;
2219
2220         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
2221         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
2222                 goto send_now;
2223
2224         win_divisor = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_win_divisor);
2225         if (win_divisor) {
2226                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tcp_snd_cwnd(tp) * tp->mss_cache);
2227
2228                 /* If at least some fraction of a window is available,
2229                  * just use it.
2230                  */
2231                 chunk /= win_divisor;
2232                 if (limit >= chunk)
2233                         goto send_now;
2234         } else {
2235                 /* Different approach, try not to defer past a single
2236                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
2237                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
2238                  * then send now.
2239                  */
2240                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
2241                         goto send_now;
2242         }
2243
2244         /* TODO : use tsorted_sent_queue ? */
2245         head = tcp_rtx_queue_head(sk);
2246         if (!head)
2247                 goto send_now;
2248         delta = tp->tcp_clock_cache - head->tstamp;
2249         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
2250         if ((s64)(delta - (u64)NSEC_PER_USEC * (tp->srtt_us >> 4)) < 0)
2251                 goto send_now;
2252
2253         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
2254          * Three cases are tracked :
2255          * 1) We are cwnd-limited
2256          * 2) We are rwnd-limited
2257          * 3) We are application limited.
2258          */
2259         if (cong_win < send_win) {
2260                 if (cong_win <= skb->len) {
2261                         *is_cwnd_limited = true;
2262                         return true;
2263                 }
2264         } else {
2265                 if (send_win <= skb->len) {
2266                         *is_rwnd_limited = true;
2267                         return true;
2268                 }
2269         }
2270
2271         /* If this packet won't get more data, do not wait. */
2272         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) ||
2273             TCP_SKB_CB(skb)->eor)
2274                 goto send_now;
2275
2276         return true;
2277
2278 send_now:
2279         return false;
2280 }
2281
2282 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
2283 {
2284         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2285         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2286         struct net *net = sock_net(sk);
2287         u32 interval;
2288         s32 delta;
2289
2290         interval = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval);
2291         delta = tcp_jiffies32 - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
2292         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
2293                 int mss = tcp_current_mss(sk);
2294
2295                 /* Update current search range */
2296                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2297                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
2298                         sizeof(struct tcphdr) +
2299                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
2300                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
2301
2302                 /* Update probe time stamp */
2303                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
2304         }
2305 }
2306
2307 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
2308 {
2309         struct sk_buff *skb, *next;
2310
2311         skb = tcp_send_head(sk);
2312         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2313                 if (len <= skb->len)
2314                         break;
2315
2316                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor) ||
2317                     tcp_has_tx_tstamp(skb) ||
2318                     !skb_pure_zcopy_same(skb, next))
2319                         return false;
2320
2321                 len -= skb->len;
2322         }
2323
2324         return true;
2325 }
2326
2327 static int tcp_clone_payload(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2328                              int probe_size)
2329 {
2330         skb_frag_t *lastfrag = NULL, *fragto = skb_shinfo(to)->frags;
2331         int i, todo, len = 0, nr_frags = 0;
2332         const struct sk_buff *skb;
2333
2334         if (!sk_wmem_schedule(sk, to->truesize + probe_size))
2335                 return -ENOMEM;
2336
2337         skb_queue_walk(&sk->sk_write_queue, skb) {
2338                 const skb_frag_t *fragfrom = skb_shinfo(skb)->frags;
2339
2340                 if (skb_headlen(skb))
2341                         return -EINVAL;
2342
2343                 for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++, fragfrom++) {
2344                         if (len >= probe_size)
2345                                 goto commit;
2346                         todo = min_t(int, skb_frag_size(fragfrom),
2347                                      probe_size - len);
2348                         len += todo;
2349                         if (lastfrag &&
2350                             skb_frag_page(fragfrom) == skb_frag_page(lastfrag) &&
2351                             skb_frag_off(fragfrom) == skb_frag_off(lastfrag) +
2352                                                       skb_frag_size(lastfrag)) {
2353                                 skb_frag_size_add(lastfrag, todo);
2354                                 continue;
2355                         }
2356                         if (unlikely(nr_frags == MAX_SKB_FRAGS))
2357                                 return -E2BIG;
2358                         skb_frag_page_copy(fragto, fragfrom);
2359                         skb_frag_off_copy(fragto, fragfrom);
2360                         skb_frag_size_set(fragto, todo);
2361                         nr_frags++;
2362                         lastfrag = fragto++;
2363                 }
2364         }
2365 commit:
2366         WARN_ON_ONCE(len != probe_size);
2367         for (i = 0; i < nr_frags; i++)
2368                 skb_frag_ref(to, i);
2369
2370         skb_shinfo(to)->nr_frags = nr_frags;
2371         to->truesize += probe_size;
2372         to->len += probe_size;
2373         to->data_len += probe_size;
2374         __skb_header_release(to);
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 /* Create a new MTU probe if we are ready.
2379  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
2380  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
2381  * changes resulting in larger path MTUs.
2382  *
2383  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
2384  *         1 if a probe was sent,
2385  *         -1 otherwise
2386  */
2387 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
2388 {
2389         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2390         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2391         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
2392         struct net *net = sock_net(sk);
2393         int probe_size;
2394         int size_needed;
2395         int copy, len;
2396         int mss_now;
2397         int interval;
2398
2399         /* Not currently probing/verifying,
2400          * not in recovery,
2401          * have enough cwnd, and
2402          * not SACKing (the variable headers throw things off)
2403          */
2404         if (likely(!icsk->icsk_mtup.enabled ||
2405                    icsk->icsk_mtup.probe_size ||
2406                    inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
2407                    tcp_snd_cwnd(tp) < 11 ||
2408                    tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack))
2409                 return -1;
2410
2411         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
2412          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
2413          * smaller than a threshold, backoff from probing.
2414          */
2415         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2416         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
2417                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2418         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2419         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2420         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2421          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2422          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2423          */
2424         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2425             interval < READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold)) {
2426                 /* Check whether enough time has elaplased for
2427                  * another round of probing.
2428                  */
2429                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2430                 return -1;
2431         }
2432
2433         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2434         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2435                 return -1;
2436
2437         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2438                 return -1;
2439         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2440                 return 0;
2441
2442         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2443         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tcp_snd_cwnd(tp)) {
2444                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2445                         return -1;
2446                 else
2447                         return 0;
2448         }
2449
2450         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2451                 return -1;
2452
2453         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2454         nskb = tcp_stream_alloc_skb(sk, GFP_ATOMIC, false);
2455         if (!nskb)
2456                 return -1;
2457
2458         /* build the payload, and be prepared to abort if this fails. */
2459         if (tcp_clone_payload(sk, nskb, probe_size)) {
2460                 consume_skb(nskb);
2461                 return -1;
2462         }
2463         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
2464         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2465
2466         skb = tcp_send_head(sk);
2467         skb_copy_decrypted(nskb, skb);
2468         mptcp_skb_ext_copy(nskb, skb);
2469
2470         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2471         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2472         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2473
2474         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2475         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2476
2477         len = 0;
2478         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2479                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2480
2481                 if (skb->len <= copy) {
2482                         /* We've eaten all the data from this skb.
2483                          * Throw it away. */
2484                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2485                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2486                          * we need to propagate it to the new skb.
2487                          */
2488                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2489                         tcp_skb_collapse_tstamp(nskb, skb);
2490                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2491                         tcp_wmem_free_skb(sk, skb);
2492                 } else {
2493                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2494                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2495                         __pskb_trim_head(skb, copy);
2496                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2497                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2498                 }
2499
2500                 len += copy;
2501
2502                 if (len >= probe_size)
2503                         break;
2504         }
2505         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2506
2507         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2508          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2509          */
2510         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2511                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2512                  * effectively two packets. */
2513                 tcp_snd_cwnd_set(tp, tcp_snd_cwnd(tp) - 1);
2514                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2515
2516                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2517                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2518                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2519
2520                 return 1;
2521         }
2522
2523         return -1;
2524 }
2525
2526 static bool tcp_pacing_check(struct sock *sk)
2527 {
2528         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2529
2530         if (!tcp_needs_internal_pacing(sk))
2531                 return false;
2532
2533         if (tp->tcp_wstamp_ns <= tp->tcp_clock_cache)
2534                 return false;
2535
2536         if (!hrtimer_is_queued(&tp->pacing_timer)) {
2537                 hrtimer_start(&tp->pacing_timer,
2538                               ns_to_ktime(tp->tcp_wstamp_ns),
2539                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_SOFT);
2540                 sock_hold(sk);
2541         }
2542         return true;
2543 }
2544
2545 /* TCP Small Queues :
2546  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2547  * (These limits are doubled for retransmits)
2548  * This allows for :
2549  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2550  *  - faster recovery
2551  *  - high rates
2552  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2553  * of queued bytes to ensure line rate.
2554  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2555  */
2556 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2557                                   unsigned int factor)
2558 {
2559         unsigned long limit;
2560
2561         limit = max_t(unsigned long,
2562                       2 * skb->truesize,
2563                       sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift));
2564         if (sk->sk_pacing_status == SK_PACING_NONE)
2565                 limit = min_t(unsigned long, limit,
2566                               READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_limit_output_bytes));
2567         limit <<= factor;
2568
2569         if (static_branch_unlikely(&tcp_tx_delay_enabled) &&
2570             tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay) {
2571                 u64 extra_bytes = (u64)sk->sk_pacing_rate * tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay;
2572
2573                 /* TSQ is based on skb truesize sum (sk_wmem_alloc), so we
2574                  * approximate our needs assuming an ~100% skb->truesize overhead.
2575                  * USEC_PER_SEC is approximated by 2^20.
2576                  * do_div(extra_bytes, USEC_PER_SEC/2) is replaced by a right shift.
2577                  */
2578                 extra_bytes >>= (20 - 1);
2579                 limit += extra_bytes;
2580         }
2581         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2582                 /* Always send skb if rtx queue is empty.
2583                  * No need to wait for TX completion to call us back,
2584                  * after softirq/tasklet schedule.
2585                  * This helps when TX completions are delayed too much.
2586                  */
2587                 if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
2588                         return false;
2589
2590                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2591                 /* It is possible TX completion already happened
2592                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2593                  * test again the condition.
2594                  */
2595                 smp_mb__after_atomic();
2596                 if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2597                         return true;
2598         }
2599         return false;
2600 }
2601
2602 static void tcp_chrono_set(struct tcp_sock *tp, const enum tcp_chrono new)
2603 {
2604         const u32 now = tcp_jiffies32;
2605         enum tcp_chrono old = tp->chrono_type;
2606
2607         if (old > TCP_CHRONO_UNSPEC)
2608                 tp->chrono_stat[old - 1] += now - tp->chrono_start;
2609         tp->chrono_start = now;
2610         tp->chrono_type = new;
2611 }
2612
2613 void tcp_chrono_start(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2614 {
2615         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2616
2617         /* If there are multiple conditions worthy of tracking in a
2618          * chronograph then the highest priority enum takes precedence
2619          * over the other conditions. So that if something "more interesting"
2620          * starts happening, stop the previous chrono and start a new one.
2621          */
2622         if (type > tp->chrono_type)
2623                 tcp_chrono_set(tp, type);
2624 }
2625
2626 void tcp_chrono_stop(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2627 {
2628         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2629
2630
2631         /* There are multiple conditions worthy of tracking in a
2632          * chronograph, so that the highest priority enum takes
2633          * precedence over the other conditions (see tcp_chrono_start).
2634          * If a condition stops, we only stop chrono tracking if
2635          * it's the "most interesting" or current chrono we are
2636          * tracking and starts busy chrono if we have pending data.
2637          */
2638         if (tcp_rtx_and_write_queues_empty(sk))
2639                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_UNSPEC);
2640         else if (type == tp->chrono_type)
2641                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_BUSY);
2642 }
2643
2644 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2645  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2646  * window for us.
2647  *
2648  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2649  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2650  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2651  *
2652  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2653  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2654
2655  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2656  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2657  */
2658 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2659                            int push_one, gfp_t gfp)
2660 {
2661         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2662         struct sk_buff *skb;
2663         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2664         int cwnd_quota;
2665         int result;
2666         bool is_cwnd_limited = false, is_rwnd_limited = false;
2667         u32 max_segs;
2668
2669         sent_pkts = 0;
2670
2671         tcp_mstamp_refresh(tp);
2672         if (!push_one) {
2673                 /* Do MTU probing. */
2674                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2675                 if (!result) {
2676                         return false;
2677                 } else if (result > 0) {
2678                         sent_pkts = 1;
2679                 }
2680         }
2681
2682         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2683         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2684                 unsigned int limit;
2685
2686                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2687                         /* "skb_mstamp_ns" is used as a start point for the retransmit timer */
2688                         tp->tcp_wstamp_ns = tp->tcp_clock_cache;
2689                         skb_set_delivery_time(skb, tp->tcp_wstamp_ns, true);
2690                         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
2691                         tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2692                         goto repair; /* Skip network transmission */
2693                 }
2694
2695                 if (tcp_pacing_check(sk))
2696                         break;
2697
2698                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2699                 BUG_ON(!tso_segs);
2700
2701                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2702                 if (!cwnd_quota) {
2703                         if (push_one == 2)
2704                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2705                                 cwnd_quota = 1;
2706                         else
2707                                 break;
2708                 }
2709
2710                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now))) {
2711                         is_rwnd_limited = true;
2712                         break;
2713                 }
2714
2715                 if (tso_segs == 1) {
2716                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2717                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2718                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2719                                 break;
2720                 } else {
2721                         if (!push_one &&
2722                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2723                                                  &is_rwnd_limited, max_segs))
2724                                 break;
2725                 }
2726
2727                 limit = mss_now;
2728                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2729                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2730                                                     min_t(unsigned int,
2731                                                           cwnd_quota,
2732                                                           max_segs),
2733                                                     nonagle);
2734
2735                 if (skb->len > limit &&
2736                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
2737                         break;
2738
2739                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2740                         break;
2741
2742                 /* Argh, we hit an empty skb(), presumably a thread
2743                  * is sleeping in sendmsg()/sk_stream_wait_memory().
2744                  * We do not want to send a pure-ack packet and have
2745                  * a strange looking rtx queue with empty packet(s).
2746                  */
2747                 if (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq == TCP_SKB_CB(skb)->seq)
2748                         break;
2749
2750                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2751                         break;
2752
2753 repair:
2754                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2755                  * This call will increment packets_out.
2756                  */
2757                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2758
2759                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2760                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2761
2762                 if (push_one)
2763                         break;
2764         }
2765
2766         if (is_rwnd_limited)
2767                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2768         else
2769                 tcp_chrono_stop(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2770
2771         is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tcp_snd_cwnd(tp));
2772         if (likely(sent_pkts || is_cwnd_limited))
2773                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2774
2775         if (likely(sent_pkts)) {
2776                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2777                         tp->prr_out += sent_pkts;
2778
2779                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2780                 if (push_one != 2)
2781                         tcp_schedule_loss_probe(sk, false);
2782                 return false;
2783         }
2784         return !tp->packets_out && !tcp_write_queue_empty(sk);
2785 }
2786
2787 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk, bool advancing_rto)
2788 {
2789         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2790         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2791         u32 timeout, rto_delta_us;
2792         int early_retrans;
2793
2794         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2795          * finishes.
2796          */
2797         if (rcu_access_pointer(tp->fastopen_rsk))
2798                 return false;
2799
2800         early_retrans = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_early_retrans);
2801         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2802          * not in loss recovery, that are either limited by cwnd or application.
2803          */
2804         if ((early_retrans != 3 && early_retrans != 4) ||
2805             !tp->packets_out || !tcp_is_sack(tp) ||
2806             (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
2807              icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR))
2808                 return false;
2809
2810         /* Probe timeout is 2*rtt. Add minimum RTO to account
2811          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2812          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2813          */
2814         if (tp->srtt_us) {
2815                 timeout = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 2);
2816                 if (tp->packets_out == 1)
2817                         timeout += TCP_RTO_MIN;
2818                 else
2819                         timeout += TCP_TIMEOUT_MIN;
2820         } else {
2821                 timeout = TCP_TIMEOUT_INIT;
2822         }
2823
2824         /* If the RTO formula yields an earlier time, then use that time. */
2825         rto_delta_us = advancing_rto ?
2826                         jiffies_to_usecs(inet_csk(sk)->icsk_rto) :
2827                         tcp_rto_delta_us(sk);  /* How far in future is RTO? */
2828         if (rto_delta_us > 0)
2829                 timeout = min_t(u32, timeout, usecs_to_jiffies(rto_delta_us));
2830
2831         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout, TCP_RTO_MAX);
2832         return true;
2833 }
2834
2835 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2836  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2837  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2838  */
2839 static bool skb_still_in_host_queue(struct sock *sk,
2840                                     const struct sk_buff *skb)
2841 {
2842         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2843                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2844                 smp_mb__after_atomic();
2845                 if (skb_fclone_busy(sk, skb)) {
2846                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2847                                       LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2848                         return true;
2849                 }
2850         }
2851         return false;
2852 }
2853
2854 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2855  * retransmit the last segment.
2856  */
2857 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2858 {
2859         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2860         struct sk_buff *skb;
2861         int pcount;
2862         int mss = tcp_current_mss(sk);
2863
2864         /* At most one outstanding TLP */
2865         if (tp->tlp_high_seq)
2866                 goto rearm_timer;
2867
2868         tp->tlp_retrans = 0;
2869         skb = tcp_send_head(sk);
2870         if (skb && tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2871                 pcount = tp->packets_out;
2872                 tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2873                 if (tp->packets_out > pcount)
2874                         goto probe_sent;
2875                 goto rearm_timer;
2876         }
2877         skb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
2878         if (unlikely(!skb)) {
2879                 WARN_ONCE(tp->packets_out,
2880                           "invalid inflight: %u state %u cwnd %u mss %d\n",
2881                           tp->packets_out, sk->sk_state, tcp_snd_cwnd(tp), mss);
2882                 inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2883                 return;
2884         }
2885
2886         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2887                 goto rearm_timer;
2888
2889         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2890         if (WARN_ON(!pcount))
2891                 goto rearm_timer;
2892
2893         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2894                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
2895                                           (pcount - 1) * mss, mss,
2896                                           GFP_ATOMIC)))
2897                         goto rearm_timer;
2898                 skb = skb_rb_next(skb);
2899         }
2900
2901         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2902                 goto rearm_timer;
2903
2904         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2905                 goto rearm_timer;
2906
2907         tp->tlp_retrans = 1;
2908
2909 probe_sent:
2910         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2911         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2912
2913         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2914         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2915         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2916 rearm_timer:
2917         tcp_rearm_rto(sk);
2918 }
2919
2920 /* Push out any pending frames which were held back due to
2921  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2922  * The socket must be locked by the caller.
2923  */
2924 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2925                                int nonagle)
2926 {
2927         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2928          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2929          * all will be happy.
2930          */
2931         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2932                 return;
2933
2934         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2935                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2936                 tcp_check_probe_timer(sk);
2937 }
2938
2939 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2940  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2941  */
2942 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2943 {
2944         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2945
2946         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2947
2948         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2949 }
2950
2951 /* This function returns the amount that we can raise the
2952  * usable window based on the following constraints
2953  *
2954  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2955  * 2. We limit memory per socket
2956  *
2957  * RFC 1122:
2958  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2959  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2960  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2961  *
2962  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2963  * it at least MSS bytes.
2964  *
2965  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2966  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2967  *
2968  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2969  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2970  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2971  * window to always advance by a single byte.
2972  *
2973  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2974  * then this will not be a problem.
2975  *
2976  * BSD seems to make the following compromise:
2977  *
2978  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2979  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2980  *      then set the window to 0.
2981  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2982  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2983  *      and from being larger than the largest representable value.
2984  *
2985  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2986  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2987  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2988  * those cases where the window is constrained on the sender side
2989  * because the pipeline is full.
2990  *
2991  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2992  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2993  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2994  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2995  * of having a fixed window size at almost all times.
2996  *
2997  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2998  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2999  *
3000  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
3001  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
3002  */
3003 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
3004 {
3005         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3006         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3007         struct net *net = sock_net(sk);
3008         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
3009          * here.  I don't know if the value based on our guesses
3010          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
3011          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
3012          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
3013          */
3014         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
3015         int free_space = tcp_space(sk);
3016         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
3017         int full_space, window;
3018
3019         if (sk_is_mptcp(sk))
3020                 mptcp_space(sk, &free_space, &allowed_space);
3021
3022         full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
3023
3024         if (unlikely(mss > full_space)) {
3025                 mss = full_space;
3026                 if (mss <= 0)
3027                         return 0;
3028         }
3029
3030         /* Only allow window shrink if the sysctl is enabled and we have
3031          * a non-zero scaling factor in effect.
3032          */
3033         if (READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_shrink_window) && tp->rx_opt.rcv_wscale)
3034                 goto shrink_window_allowed;
3035
3036         /* do not allow window to shrink */
3037
3038         if (free_space < (full_space >> 1)) {
3039                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
3040
3041                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
3042                         tcp_adjust_rcv_ssthresh(sk);
3043
3044                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
3045                  * increase it due to wscale.
3046                  */
3047                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
3048
3049                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
3050                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
3051                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
3052                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
3053                  * With large window, mss test triggers way too late in order
3054                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
3055                  */
3056                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
3057                         return 0;
3058         }
3059
3060         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
3061                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
3062
3063         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
3064          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
3065          */
3066         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
3067                 window = free_space;
3068
3069                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
3070                  * Import case: prevent zero window announcement if
3071                  * 1<<rcv_wscale > mss.
3072                  */
3073                 window = ALIGN(window, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
3074         } else {
3075                 window = tp->rcv_wnd;
3076                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
3077                  * Window clamp already applied above.
3078                  * If our current window offering is within 1 mss of the
3079                  * free space we just keep it. This prevents the divide
3080                  * and multiply from happening most of the time.
3081                  * We also don't do any window rounding when the free space
3082                  * is too small.
3083                  */
3084                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
3085                         window = rounddown(free_space, mss);
3086                 else if (mss == full_space &&
3087                          free_space > window + (full_space >> 1))
3088                         window = free_space;
3089         }
3090
3091         return window;
3092
3093 shrink_window_allowed:
3094         /* new window should always be an exact multiple of scaling factor */
3095         free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
3096
3097         if (free_space < (full_space >> 1)) {
3098                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
3099
3100                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
3101                         tcp_adjust_rcv_ssthresh(sk);
3102
3103                 /* if free space is too low, return a zero window */
3104                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss ||
3105                         free_space < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))
3106                         return 0;
3107         }
3108
3109         if (free_space > tp->rcv_ssthresh) {
3110                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
3111                 /* new window should always be an exact multiple of scaling factor
3112                  *
3113                  * For this case, we ALIGN "up" (increase free_space) because
3114                  * we know free_space is not zero here, it has been reduced from
3115                  * the memory-based limit, and rcv_ssthresh is not a hard limit
3116                  * (unlike sk_rcvbuf).
3117                  */
3118                 free_space = ALIGN(free_space, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
3119         }
3120
3121         return free_space;
3122 }
3123
3124 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
3125                              const struct sk_buff *next_skb)
3126 {
3127         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
3128                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
3129                         skb_shinfo(next_skb);
3130                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
3131
3132                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
3133                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
3134                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
3135                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
3136         }
3137 }
3138
3139 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
3140 static bool tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3141 {
3142         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3143         struct sk_buff *next_skb = skb_rb_next(skb);
3144         int next_skb_size;
3145
3146         next_skb_size = next_skb->len;
3147
3148         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
3149
3150         if (next_skb_size && !tcp_skb_shift(skb, next_skb, 1, next_skb_size))
3151                 return false;
3152
3153         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
3154
3155         /* Update sequence range on original skb. */
3156         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
3157
3158         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
3159         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
3160
3161         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
3162          * packet counting does not break.
3163          */
3164         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
3165         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
3166
3167         /* changed transmit queue under us so clear hints */
3168         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
3169         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
3170                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
3171
3172         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
3173
3174         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
3175
3176         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(next_skb, sk);
3177         return true;
3178 }
3179
3180 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
3181 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
3182 {
3183         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
3184                 return false;
3185         if (skb_cloned(skb))
3186                 return false;
3187         /* Some heuristics for collapsing over SACK'd could be invented */
3188         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
3189                 return false;
3190
3191         return true;
3192 }
3193
3194 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
3195  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
3196  */
3197 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
3198                                      int space)
3199 {
3200         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3201         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
3202         bool first = true;
3203
3204         if (!READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse))
3205                 return;
3206         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3207                 return;
3208
3209         skb_rbtree_walk_from_safe(skb, tmp) {
3210                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
3211                         break;
3212
3213                 if (!tcp_skb_can_collapse(to, skb))
3214                         break;
3215
3216                 space -= skb->len;
3217
3218                 if (first) {
3219                         first = false;
3220                         continue;
3221                 }
3222
3223                 if (space < 0)
3224                         break;
3225
3226                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
3227                         break;
3228
3229                 if (!tcp_collapse_retrans(sk, to))
3230                         break;
3231         }
3232 }
3233
3234 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
3235  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
3236  * error occurred which prevented the send.
3237  */
3238 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3239 {
3240         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3241         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3242         unsigned int cur_mss;
3243         int diff, len, err;
3244         int avail_wnd;
3245
3246         /* Inconclusive MTU probe */
3247         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
3248                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
3249
3250         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
3251                 return -EBUSY;
3252
3253         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
3254                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
3255                         WARN_ON_ONCE(1);
3256                         return -EINVAL;
3257                 }
3258                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
3259                         return -ENOMEM;
3260         }
3261
3262         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3263                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3264
3265         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
3266         avail_wnd = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3267
3268         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
3269          * new window, do not retransmit it. The exception is the
3270          * case, when window is shrunk to zero. In this case
3271          * our retransmit of one segment serves as a zero window probe.
3272          */
3273         if (avail_wnd <= 0) {
3274                 if (TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
3275                         return -EAGAIN;
3276                 avail_wnd = cur_mss;
3277         }
3278
3279         len = cur_mss * segs;
3280         if (len > avail_wnd) {
3281                 len = rounddown(avail_wnd, cur_mss);
3282                 if (!len)
3283                         len = avail_wnd;
3284         }
3285         if (skb->len > len) {
3286                 if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb, len,
3287                                  cur_mss, GFP_ATOMIC))
3288                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
3289         } else {
3290                 if (skb_unclone_keeptruesize(skb, GFP_ATOMIC))
3291                         return -ENOMEM;
3292
3293                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
3294                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
3295                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
3296                 if (diff)
3297                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
3298                 avail_wnd = min_t(int, avail_wnd, cur_mss);
3299                 if (skb->len < avail_wnd)
3300                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, avail_wnd);
3301         }
3302
3303         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
3304         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
3305                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
3306
3307         /* Update global and local TCP statistics. */
3308         segs = tcp_skb_pcount(skb);
3309         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
3310         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3311                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3312         tp->total_retrans += segs;
3313         tp->bytes_retrans += skb->len;
3314
3315         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
3316          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
3317          * beyond what csum_start can cover.
3318          */
3319         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
3320                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
3321                 struct sk_buff *nskb;
3322
3323                 tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3324                         nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3325                         if (nskb) {
3326                                 nskb->dev = NULL;
3327                                 err = tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC);
3328                         } else {
3329                                 err = -ENOBUFS;
3330                         }
3331                 } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3332
3333                 if (!err) {
3334                         tcp_update_skb_after_send(sk, skb, tp->tcp_wstamp_ns);
3335                         tcp_rate_skb_sent(sk, skb);
3336                 }
3337         } else {
3338                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3339         }
3340
3341         /* To avoid taking spuriously low RTT samples based on a timestamp
3342          * for a transmit that never happened, always mark EVER_RETRANS
3343          */
3344         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
3345
3346         if (BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB_FLAG))
3347                 tcp_call_bpf_3arg(sk, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB,
3348                                   TCP_SKB_CB(skb)->seq, segs, err);
3349
3350         if (likely(!err)) {
3351                 trace_tcp_retransmit_skb(sk, skb);
3352         } else if (err != -EBUSY) {
3353                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL, segs);
3354         }
3355         return err;
3356 }
3357
3358 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3359 {
3360         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3361         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
3362
3363         if (err == 0) {
3364 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
3365                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
3366                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
3367                 }
3368 #endif
3369                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
3370                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
3371         }
3372
3373         /* Save stamp of the first (attempted) retransmit. */
3374         if (!tp->retrans_stamp)
3375                 tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
3376
3377         if (tp->undo_retrans < 0)
3378                 tp->undo_retrans = 0;
3379         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
3380         return err;
3381 }
3382
3383 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
3384  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
3385  * resending the rest of the retransmit queue, until either
3386  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
3387  */
3388 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
3389 {
3390         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3391         struct sk_buff *skb, *rtx_head, *hole = NULL;
3392         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3393         bool rearm_timer = false;
3394         u32 max_segs;
3395         int mib_idx;
3396
3397         if (!tp->packets_out)
3398                 return;
3399
3400         rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);
3401         skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;
3402         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
3403         skb_rbtree_walk_from(skb) {
3404                 __u8 sacked;
3405                 int segs;
3406
3407                 if (tcp_pacing_check(sk))
3408                         break;
3409
3410                 /* we could do better than to assign each time */
3411                 if (!hole)
3412                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
3413
3414                 segs = tcp_snd_cwnd(tp) - tcp_packets_in_flight(tp);
3415                 if (segs <= 0)
3416                         break;
3417                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
3418                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
3419                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
3420                  */
3421                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
3422
3423                 if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {
3424                         break;
3425                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
3426                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
3427                                 hole = skb;
3428                         continue;
3429
3430                 } else {
3431                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
3432                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
3433                         else
3434                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
3435                 }
3436
3437                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
3438                         continue;
3439
3440                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
3441                         break;
3442
3443                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
3444                         break;
3445
3446                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
3447
3448                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
3449                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
3450
3451                 if (skb == rtx_head &&
3452                     icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_REO_TIMEOUT)
3453                         rearm_timer = true;
3454
3455         }
3456         if (rearm_timer)
3457                 tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3458                                      inet_csk(sk)->icsk_rto,
3459                                      TCP_RTO_MAX);
3460 }
3461
3462 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
3463  * connection tear down and (memory) recovery.
3464  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
3465  * or even be forced to close flow without any FIN.
3466  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
3467  * with edge trigger epoll()
3468  */
3469 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
3470 {
3471         int delta, amt;
3472
3473         delta = size - sk->sk_forward_alloc;
3474         if (delta <= 0)
3475                 return;
3476         amt = sk_mem_pages(delta);
3477         sk_forward_alloc_add(sk, amt << PAGE_SHIFT);
3478         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
3479
3480         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
3481                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt,
3482                                         gfp_memcg_charge() | __GFP_NOFAIL);
3483 }
3484
3485 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3486  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3487  */
3488 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3489 {
3490         struct sk_buff *skb, *tskb, *tail = tcp_write_queue_tail(sk);
3491         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3492
3493         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3494          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3495          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3496          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3497          */
3498         tskb = tail;
3499         if (!tskb && tcp_under_memory_pressure(sk))
3500                 tskb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
3501
3502         if (tskb) {
3503                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3504                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3505                 tp->write_seq++;
3506                 if (!tail) {
3507                         /* This means tskb was already sent.
3508                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3509                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3510                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3511                          * does not change tp->snd_nxt.
3512                          */
3513                         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->snd_nxt + 1);
3514                         return;
3515                 }
3516         } else {
3517                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3518                 if (unlikely(!skb))
3519                         return;
3520
3521                 INIT_LIST_HEAD(&skb->tcp_tsorted_anchor);
3522                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3523                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3524                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3525                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3526                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3527                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3528         }
3529         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3530 }
3531
3532 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3533  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3534  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3535  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3536  */
3537 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3538 {
3539         struct sk_buff *skb;
3540
3541         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3542
3543         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3544         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3545         if (!skb) {
3546                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3547                 return;
3548         }
3549
3550         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3551         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3552         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3553                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3554         tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3555         /* Send it off. */
3556         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3557                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3558
3559         /* skb of trace_tcp_send_reset() keeps the skb that caused RST,
3560          * skb here is different to the troublesome skb, so use NULL
3561          */
3562         trace_tcp_send_reset(sk, NULL);
3563 }
3564
3565 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3566  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3567  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3568  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3569  * and rcv_wscale values will not be correct.
3570  */
3571 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3572 {
3573         struct sk_buff *skb;
3574
3575         skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
3576         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3577                 pr_err("%s: wrong queue state\n", __func__);
3578                 return -EFAULT;
3579         }
3580         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3581                 if (skb_cloned(skb)) {
3582                         struct sk_buff *nskb;
3583
3584                         tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3585                                 nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3586                         } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3587                         if (!nskb)
3588                                 return -ENOMEM;
3589                         INIT_LIST_HEAD(&nskb->tcp_tsorted_anchor);
3590                         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
3591                         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(skb, sk);
3592                         __skb_header_release(nskb);
3593                         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, nskb);
3594                         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
3595                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3596                         skb = nskb;
3597                 }
3598
3599                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3600                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3601         }
3602         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3603 }
3604
3605 /**
3606  * tcp_make_synack - Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3607  * @sk: listener socket
3608  * @dst: dst entry attached to the SYNACK. It is consumed and caller
3609  *       should not use it again.
3610  * @req: request_sock pointer
3611  * @foc: cookie for tcp fast open
3612  * @synack_type: Type of synack to prepare
3613  * @syn_skb: SYN packet just received.  It could be NULL for rtx case.
3614  */
3615 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3616                                 struct request_sock *req,
3617                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3618                                 enum tcp_synack_type synack_type,
3619                                 struct sk_buff *syn_skb)
3620 {
3621         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3622         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3623         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3624         struct tcp_out_options opts;
3625         struct sk_buff *skb;
3626         int tcp_header_size;
3627         struct tcphdr *th;
3628         int mss;
3629         u64 now;
3630
3631         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3632         if (unlikely(!skb)) {
3633                 dst_release(dst);
3634                 return NULL;
3635         }
3636         /* Reserve space for headers. */
3637         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3638
3639         switch (synack_type) {
3640         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3641                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3642                 break;
3643         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3644                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3645                  * to avoid false sharing.
3646                  */
3647                 break;
3648         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3649                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3650                  * cpu might call us concurrently.
3651                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3652                  */
3653                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3654                 break;
3655         }
3656         skb_dst_set(skb, dst);
3657
3658         mss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3659
3660         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3661         now = tcp_clock_ns();
3662 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3663         if (unlikely(synack_type == TCP_SYNACK_COOKIE && ireq->tstamp_ok))
3664                 skb_set_delivery_time(skb, cookie_init_timestamp(req, now),
3665                                       true);
3666         else
3667 #endif
3668         {
3669                 skb_set_delivery_time(skb, now, true);
3670                 if (!tcp_rsk(req)->snt_synack) /* Timestamp first SYNACK */
3671                         tcp_rsk(req)->snt_synack = tcp_skb_timestamp_us(skb);
3672         }
3673
3674 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3675         rcu_read_lock();
3676         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3677 #endif
3678         skb_set_hash(skb, READ_ONCE(tcp_rsk(req)->txhash), PKT_HASH_TYPE_L4);
3679         /* bpf program will be interested in the tcp_flags */
3680         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = TCPHDR_SYN | TCPHDR_ACK;
3681         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, md5,
3682                                              foc, synack_type,
3683                                              syn_skb) + sizeof(*th);
3684
3685         skb_push(skb, tcp_header_size);
3686         skb_reset_transport_header(skb);
3687
3688         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3689         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3690         th->syn = 1;
3691         th->ack = 1;
3692         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3693         th->source = htons(ireq->ir_num);
3694         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3695         skb->mark = ireq->ir_mark;
3696         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3697         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3698         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3699         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3700
3701         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3702         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3703         tcp_options_write(th, NULL, &opts);
3704         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3705         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3706
3707 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3708         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3709         if (md5)
3710                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3711                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3712         rcu_read_unlock();
3713 #endif
3714
3715         bpf_skops_write_hdr_opt((struct sock *)sk, skb, req, syn_skb,
3716                                 synack_type, &opts);
3717
3718         skb_set_delivery_time(skb, now, true);
3719         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
3720
3721         return skb;
3722 }
3723 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3724
3725 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3726 {
3727         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3728         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3729         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3730
3731         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3732                 return;
3733
3734         rcu_read_lock();
3735         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3736         if (likely(ca && bpf_try_module_get(ca, ca->owner))) {
3737                 bpf_module_put(icsk->icsk_ca_ops, icsk->icsk_ca_ops->owner);
3738                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3739                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3740         }
3741         rcu_read_unlock();
3742 }
3743
3744 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3745 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3746 {
3747         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3748         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3749         __u8 rcv_wscale;
3750         u32 rcv_wnd;
3751
3752         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3753          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3754          */
3755         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr);
3756         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps))
3757                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
3758
3759         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3760         if (tp->rx_opt.user_mss)
3761                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3762         tp->max_window = 0;
3763         tcp_mtup_init(sk);
3764         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3765
3766         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3767
3768         if (!tp->window_clamp)
3769                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3770         tp->advmss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3771
3772         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3773
3774         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3775         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3776             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3777                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3778
3779         rcv_wnd = tcp_rwnd_init_bpf(sk);
3780         if (rcv_wnd == 0)
3781                 rcv_wnd = dst_metric(dst, RTAX_INITRWND);
3782
3783         tcp_select_initial_window(sk, tcp_full_space(sk),
3784                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3785                                   &tp->rcv_wnd,
3786                                   &tp->window_clamp,
3787                                   READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling),
3788                                   &rcv_wscale,
3789                                   rcv_wnd);
3790
3791         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3792         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3793
3794         WRITE_ONCE(sk->sk_err, 0);
3795         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3796         tp->snd_wnd = 0;
3797         tcp_init_wl(tp, 0);
3798         tcp_write_queue_purge(sk);
3799         tp->snd_una = tp->write_seq;
3800         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3801         tp->snd_up = tp->write_seq;
3802         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3803
3804         if (likely(!tp->repair))
3805                 tp->rcv_nxt = 0;
3806         else
3807                 tp->rcv_tstamp = tcp_jiffies32;
3808         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3809         WRITE_ONCE(tp->copied_seq, tp->rcv_nxt);
3810
3811         inet_csk(sk)->icsk_rto = tcp_timeout_init(sk);
3812         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3813         tcp_clear_retrans(tp);
3814 }
3815
3816 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3817 {
3818         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3819         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3820
3821         tcb->end_seq += skb->len;
3822         __skb_header_release(skb);
3823         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
3824         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3825         WRITE_ONCE(tp->write_seq, tcb->end_seq);
3826         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3827 }
3828
3829 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3830  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3831  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3832  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3833  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3834  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3835  */
3836 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3837 {
3838         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3839         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3840         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3841         struct page_frag *pfrag = sk_page_frag(sk);
3842         struct sk_buff *syn_data;
3843         int space, err = 0;
3844
3845         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3846         if (!tcp_fastopen_cookie_check(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie))
3847                 goto fallback;
3848
3849         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3850          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3851          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3852          */
3853         tp->rx_opt.mss_clamp = tcp_mss_clamp(tp, tp->rx_opt.mss_clamp);
3854         /* Sync mss_cache after updating the mss_clamp */
3855         tcp_sync_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie);
3856
3857         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie) -
3858                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3859
3860         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3861
3862         if (space &&
3863             !skb_page_frag_refill(min_t(size_t, space, PAGE_SIZE),
3864                                   pfrag, sk->sk_allocation))
3865                 goto fallback;
3866         syn_data = tcp_stream_alloc_skb(sk, sk->sk_allocation, false);
3867         if (!syn_data)
3868                 goto fallback;
3869         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3870         if (space) {
3871                 space = min_t(size_t, space, pfrag->size - pfrag->offset);
3872                 space = tcp_wmem_schedule(sk, space);
3873         }
3874         if (space) {
3875                 space = copy_page_from_iter(pfrag->page, pfrag->offset,
3876                                             space, &fo->data->msg_iter);
3877                 if (unlikely(!space)) {
3878                         tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(syn_data);
3879                         kfree_skb(syn_data);
3880                         goto fallback;
3881                 }
3882                 skb_fill_page_desc(syn_data, 0, pfrag->page,
3883                                    pfrag->offset, space);
3884                 page_ref_inc(pfrag->page);
3885                 pfrag->offset += space;
3886                 skb_len_add(syn_data, space);
3887                 skb_zcopy_set(syn_data, fo->uarg, NULL);
3888         }
3889         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3890         if (space == fo->size)
3891                 fo->data = NULL;
3892         fo->copied = space;
3893
3894         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3895         if (syn_data->len)
3896                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_BUSY);
3897
3898         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3899
3900         skb_set_delivery_time(syn, syn_data->skb_mstamp_ns, true);
3901
3902         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3903          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3904          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3905          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3906          */
3907         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3908         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3909         if (!err) {
3910                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3911                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, syn_data);
3912                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3913                 goto done;
3914         }
3915
3916         /* data was not sent, put it in write_queue */
3917         __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, syn_data);
3918         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3919
3920 fallback:
3921         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3922         if (fo->cookie.len > 0)
3923                 fo->cookie.len = 0;
3924         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3925         if (err)
3926                 tp->syn_fastopen = 0;
3927 done:
3928         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3929         return err;
3930 }
3931
3932 /* Build a SYN and send it off. */
3933 int tcp_connect(struct sock *sk)
3934 {
3935         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3936         struct sk_buff *buff;
3937         int err;
3938
3939         tcp_call_bpf(sk, BPF_SOCK_OPS_TCP_CONNECT_CB, 0, NULL);
3940
3941         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3942                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3943
3944         tcp_connect_init(sk);
3945
3946         if (unlikely(tp->repair)) {
3947                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3948                 return 0;
3949         }
3950
3951         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, sk->sk_allocation, true);
3952         if (unlikely(!buff))
3953                 return -ENOBUFS;
3954
3955         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3956         tcp_mstamp_refresh(tp);
3957         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp(tp);
3958         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3959         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3960         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
3961
3962         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3963         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3964               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3965         if (err == -ECONNREFUSED)
3966                 return err;
3967
3968         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3969          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3970          */
3971         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3972         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3973         buff = tcp_send_head(sk);
3974         if (unlikely(buff)) {
3975                 WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->seq);
3976                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3977         }
3978         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3979
3980         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3981         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3982                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3983         return 0;
3984 }
3985 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3986
3987 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3988  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3989  * for details.
3990  */
3991 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3992 {
3993         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3994         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3995         unsigned long timeout;
3996
3997         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3998                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3999                 int max_ato = HZ / 2;
4000
4001                 if (inet_csk_in_pingpong_mode(sk) ||
4002                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
4003                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
4004
4005                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
4006
4007                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
4008                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
4009                  * directly.
4010                  */
4011                 if (tp->srtt_us) {
4012                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
4013                                         TCP_DELACK_MIN);
4014
4015                         if (rtt < max_ato)
4016                                 max_ato = rtt;
4017                 }
4018
4019                 ato = min(ato, max_ato);
4020         }
4021
4022         ato = min_t(u32, ato, inet_csk(sk)->icsk_delack_max);
4023
4024         /* Stay within the limit we were given */
4025         timeout = jiffies + ato;
4026
4027         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
4028         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
4029                 /* If delack timer is about to expire, send ACK now. */
4030                 if (time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
4031                         tcp_send_ack(sk);
4032                         return;
4033                 }
4034
4035                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
4036                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
4037         }
4038         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
4039         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
4040         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
4041 }
4042
4043 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
4044 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
4045 {
4046         struct sk_buff *buff;
4047
4048         /* If we have been reset, we may not send again. */
4049         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
4050                 return;
4051
4052         /* We are not putting this on the write queue, so
4053          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
4054          * sock.
4055          */
4056         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
4057                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
4058         if (unlikely(!buff)) {
4059                 struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
4060                 unsigned long delay;
4061
4062                 delay = TCP_DELACK_MAX << icsk->icsk_ack.retry;
4063                 if (delay < TCP_RTO_MAX)
4064                         icsk->icsk_ack.retry++;
4065                 inet_csk_schedule_ack(sk);
4066                 icsk->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
4067                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK, delay, TCP_RTO_MAX);
4068                 return;
4069         }
4070
4071         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
4072         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
4073         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
4074
4075         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
4076          * too much.
4077          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
4078          */
4079         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
4080
4081         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
4082         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
4083 }
4084 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
4085
4086 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
4087 {
4088         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
4089 }
4090
4091 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
4092  * number. It assumes the other end will try to ack it.
4093  *
4094  * Question: what should we make while urgent mode?
4095  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
4096  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
4097  *
4098  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
4099  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
4100  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
4101  */
4102 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
4103 {
4104         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4105         struct sk_buff *skb;
4106
4107         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
4108         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
4109                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
4110         if (!skb)
4111                 return -1;
4112
4113         /* Reserve space for headers and set control bits. */
4114         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
4115         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
4116          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
4117          * send it.
4118          */
4119         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
4120         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
4121         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
4122 }
4123
4124 /* Called from setsockopt( ... TCP_REPAIR ) */
4125 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
4126 {
4127         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
4128                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
4129                 tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
4130                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
4131         }
4132 }
4133
4134 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
4135 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
4136 {
4137         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4138         struct sk_buff *skb;
4139
4140         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
4141                 return -1;
4142
4143         skb = tcp_send_head(sk);
4144         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
4145                 int err;
4146                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
4147                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
4148
4149                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
4150                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
4151
4152                 /* We are probing the opening of a window
4153                  * but the window size is != 0
4154                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
4155                  */
4156                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
4157                     skb->len > mss) {
4158                         seg_size = min(seg_size, mss);
4159                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
4160                         if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
4161                                          skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
4162                                 return -1;
4163                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
4164                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
4165
4166                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
4167                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
4168                 if (!err)
4169                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
4170                 return err;
4171         } else {
4172                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
4173                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
4174                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
4175         }
4176 }
4177
4178 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
4179  * a partial packet else a zero probe.
4180  */
4181 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
4182 {
4183         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
4184         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4185         struct net *net = sock_net(sk);
4186         unsigned long timeout;
4187         int err;
4188
4189         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
4190
4191         if (tp->packets_out || tcp_write_queue_empty(sk)) {
4192                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
4193                 icsk->icsk_probes_out = 0;
4194                 icsk->icsk_backoff = 0;
4195                 icsk->icsk_probes_tstamp = 0;
4196                 return;
4197         }
4198
4199         icsk->icsk_probes_out++;
4200         if (err <= 0) {
4201                 if (icsk->icsk_backoff < READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_retries2))
4202                         icsk->icsk_backoff++;
4203                 timeout = tcp_probe0_when(sk, TCP_RTO_MAX);
4204         } else {
4205                 /* If packet was not sent due to local congestion,
4206                  * Let senders fight for local resources conservatively.
4207                  */
4208                 timeout = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
4209         }
4210
4211         timeout = tcp_clamp_probe0_to_user_timeout(sk, timeout);
4212         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0, timeout, TCP_RTO_MAX);
4213 }
4214
4215 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
4216 {
4217         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
4218         struct flowi fl;
4219         int res;
4220
4221         /* Paired with WRITE_ONCE() in sock_setsockopt() */
4222         if (READ_ONCE(sk->sk_txrehash) == SOCK_TXREHASH_ENABLED)
4223                 WRITE_ONCE(tcp_rsk(req)->txhash, net_tx_rndhash());
4224         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL,
4225                                   NULL);
4226         if (!res) {
4227                 TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
4228                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
4229                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk))) {
4230                         /* sk has const attribute because listeners are lockless.
4231                          * However in this case, we are dealing with a passive fastopen
4232                          * socket thus we can change total_retrans value.
4233                          */
4234                         tcp_sk_rw(sk)->total_retrans++;
4235                 }
4236                 trace_tcp_retransmit_synack(sk, req);
4237         }
4238         return res;
4239 }
4240 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);