Merge tag 'asoc-v3.15' into asoc-linus
[sfrench/cifs-2.6.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 /*
2  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
3  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
4  *              interface as the means of communication with the user level.
5  *
6  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
7  *
8  * Authors:     Ross Biro
9  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
10  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
11  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
12  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
13  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
14  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
15  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
16  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
17  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
18  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
19  */
20
21 /*
22  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
23  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
24  *                              :       Segment collapse on retransmit
25  *                              :       AF independence
26  *
27  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
28  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
29  *                                      during syn/ack processing.
30  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
31  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
32  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
33  *              J Hadi Salim    :       ECN support
34  *
35  */
36
37 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
38
39 #include <net/tcp.h>
40
41 #include <linux/compiler.h>
42 #include <linux/gfp.h>
43 #include <linux/module.h>
44
45 /* People can turn this off for buggy TCP's found in printers etc. */
46 int sysctl_tcp_retrans_collapse __read_mostly = 1;
47
48 /* People can turn this on to work with those rare, broken TCPs that
49  * interpret the window field as a signed quantity.
50  */
51 int sysctl_tcp_workaround_signed_windows __read_mostly = 0;
52
53 /* Default TSQ limit of two TSO segments */
54 int sysctl_tcp_limit_output_bytes __read_mostly = 131072;
55
56 /* This limits the percentage of the congestion window which we
57  * will allow a single TSO frame to consume.  Building TSO frames
58  * which are too large can cause TCP streams to be bursty.
59  */
60 int sysctl_tcp_tso_win_divisor __read_mostly = 3;
61
62 int sysctl_tcp_mtu_probing __read_mostly = 0;
63 int sysctl_tcp_base_mss __read_mostly = TCP_BASE_MSS;
64
65 /* By default, RFC2861 behavior.  */
66 int sysctl_tcp_slow_start_after_idle __read_mostly = 1;
67
68 unsigned int sysctl_tcp_notsent_lowat __read_mostly = UINT_MAX;
69 EXPORT_SYMBOL(sysctl_tcp_notsent_lowat);
70
71 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
72                            int push_one, gfp_t gfp);
73
74 /* Account for new data that has been sent to the network. */
75 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
76 {
77         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
78         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
79         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
80
81         tcp_advance_send_head(sk, skb);
82         tp->snd_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
83
84         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
85         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_EARLY_RETRANS ||
86             icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE) {
87                 tcp_rearm_rto(sk);
88         }
89 }
90
91 /* SND.NXT, if window was not shrunk.
92  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
93  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
94  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
95  * invalid. OK, let's make this for now:
96  */
97 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
98 {
99         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
100
101         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt))
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 static void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
142 {
143         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
144         s32 delta = tcp_time_stamp - tp->lsndtime;
145         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, dst);
146         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
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         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
156         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
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_time_stamp;
166         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
167
168         if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
169             (!tp->packets_out && (s32)(now - tp->lsndtime) > icsk->icsk_rto))
170                 tcp_cwnd_restart(sk, __sk_dst_get(sk));
171
172         tp->lsndtime = now;
173
174         /* If it is a reply for ato after last received
175          * packet, enter pingpong mode.
176          */
177         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato &&
178             (!dst || !dst_metric(dst, RTAX_QUICKACK)))
179                         icsk->icsk_ack.pingpong = 1;
180 }
181
182 /* Account for an ACK we sent. */
183 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts)
184 {
185         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
186         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
187 }
188
189
190 u32 tcp_default_init_rwnd(u32 mss)
191 {
192         /* Initial receive window should be twice of TCP_INIT_CWND to
193          * enable proper sending of new unsent data during fast recovery
194          * (RFC 3517, Section 4, NextSeg() rule (2)). Further place a
195          * limit when mss is larger than 1460.
196          */
197         u32 init_rwnd = TCP_INIT_CWND * 2;
198
199         if (mss > 1460)
200                 init_rwnd = max((1460 * init_rwnd) / mss, 2U);
201         return init_rwnd;
202 }
203
204 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
205  * Based on the assumption that the given amount of space
206  * will be offered. Store the results in the tp structure.
207  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
208  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
209  * This MUST be enforced by all callers.
210  */
211 void tcp_select_initial_window(int __space, __u32 mss,
212                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
213                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
214                                __u32 init_rcv_wnd)
215 {
216         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
217
218         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
219         if (*window_clamp == 0)
220                 (*window_clamp) = (65535 << 14);
221         space = min(*window_clamp, space);
222
223         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
224         if (space > mss)
225                 space = (space / mss) * mss;
226
227         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
228          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
229          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
230          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
231          * unless the remote has sent us a window scaling option,
232          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
233          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
234          */
235         if (sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
236                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
237         else
238                 (*rcv_wnd) = space;
239
240         (*rcv_wscale) = 0;
241         if (wscale_ok) {
242                 /* Set window scaling on max possible window
243                  * See RFC1323 for an explanation of the limit to 14
244                  */
245                 space = max_t(u32, sysctl_tcp_rmem[2], sysctl_rmem_max);
246                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
247                 while (space > 65535 && (*rcv_wscale) < 14) {
248                         space >>= 1;
249                         (*rcv_wscale)++;
250                 }
251         }
252
253         if (mss > (1 << *rcv_wscale)) {
254                 if (!init_rcv_wnd) /* Use default unless specified otherwise */
255                         init_rcv_wnd = tcp_default_init_rwnd(mss);
256                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
257         }
258
259         /* Set the clamp no higher than max representable value */
260         (*window_clamp) = min(65535U << (*rcv_wscale), *window_clamp);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
263
264 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
265  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
266  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
267  * frame.
268  */
269 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
270 {
271         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
272         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
273         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
274
275         /* Never shrink the offered window */
276         if (new_win < cur_win) {
277                 /* Danger Will Robinson!
278                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
279                  * we will not be able to advertise a zero
280                  * window in time.  --DaveM
281                  *
282                  * Relax Will Robinson.
283                  */
284                 new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
285         }
286         tp->rcv_wnd = new_win;
287         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
288
289         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
290          * scaled window.
291          */
292         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale && sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
293                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
294         else
295                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
296
297         /* RFC1323 scaling applied */
298         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
299
300         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
301         if (new_win == 0)
302                 tp->pred_flags = 0;
303
304         return new_win;
305 }
306
307 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
308 static inline void TCP_ECN_send_synack(const struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
309 {
310         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
311         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
312                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
313 }
314
315 /* Packet ECN state for a SYN.  */
316 static inline void TCP_ECN_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
317 {
318         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
319
320         tp->ecn_flags = 0;
321         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn == 1) {
322                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
323                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
324         }
325 }
326
327 static __inline__ void
328 TCP_ECN_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
329 {
330         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
331                 th->ece = 1;
332 }
333
334 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
335  * be sent.
336  */
337 static inline void TCP_ECN_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
338                                 int tcp_header_len)
339 {
340         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
341
342         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
343                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
344                 if (skb->len != tcp_header_len &&
345                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
346                         INET_ECN_xmit(sk);
347                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
348                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
349                                 tcp_hdr(skb)->cwr = 1;
350                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
351                         }
352                 } else {
353                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
354                         INET_ECN_dontxmit(sk);
355                 }
356                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
357                         tcp_hdr(skb)->ece = 1;
358         }
359 }
360
361 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
362  * auto increment end seqno.
363  */
364 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
365 {
366         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
367
368         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
369         skb->csum = 0;
370
371         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
372         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
373
374         shinfo->gso_segs = 1;
375         shinfo->gso_size = 0;
376         shinfo->gso_type = 0;
377
378         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
379         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
380                 seq++;
381         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
382 }
383
384 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
385 {
386         return tp->snd_una != tp->snd_up;
387 }
388
389 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
390 #define OPTION_TS               (1 << 1)
391 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
392 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
393 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE (1 << 8)
394
395 struct tcp_out_options {
396         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
397         u16 mss;                /* 0 to disable */
398         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
399         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
400         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
401         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
402         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
403         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
404 };
405
406 /* Write previously computed TCP options to the packet.
407  *
408  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
409  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
410  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
411  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
412  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
413  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
414  * particular reason why the ordering would need to be changed).
415  *
416  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
417  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
418  */
419 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
420                               struct tcp_out_options *opts)
421 {
422         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
423
424         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
425                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
426                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
427                 /* overload cookie hash location */
428                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
429                 ptr += 4;
430         }
431
432         if (unlikely(opts->mss)) {
433                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
434                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
435                                opts->mss);
436         }
437
438         if (likely(OPTION_TS & options)) {
439                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
440                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
441                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
442                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
443                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
444                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
445                 } else {
446                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
447                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
448                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
449                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
450                 }
451                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
452                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
453         }
454
455         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
456                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
457                                (TCPOPT_NOP << 16) |
458                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
459                                TCPOLEN_SACK_PERM);
460         }
461
462         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
463                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
464                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
465                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
466                                opts->ws);
467         }
468
469         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
470                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
471                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
472                 int this_sack;
473
474                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
475                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
476                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
477                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
478                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
479
480                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
481                      ++this_sack) {
482                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
483                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
484                 }
485
486                 tp->rx_opt.dsack = 0;
487         }
488
489         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
490                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
491
492                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_EXP << 24) |
493                                ((TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len) << 16) |
494                                TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
495
496                 memcpy(ptr, foc->val, foc->len);
497                 if ((foc->len & 3) == 2) {
498                         u8 *align = ((u8 *)ptr) + foc->len;
499                         align[0] = align[1] = TCPOPT_NOP;
500                 }
501                 ptr += (foc->len + 3) >> 2;
502         }
503 }
504
505 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
506  * network wire format yet.
507  */
508 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
509                                 struct tcp_out_options *opts,
510                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
511 {
512         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
513         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
514         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
515
516 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
517         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
518         if (*md5) {
519                 opts->options |= OPTION_MD5;
520                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
521         }
522 #else
523         *md5 = NULL;
524 #endif
525
526         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
527          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
528          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
529          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
530          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
531          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
532          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
533          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
534          * going out.  */
535         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
536         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
537
538         if (likely(sysctl_tcp_timestamps && *md5 == NULL)) {
539                 opts->options |= OPTION_TS;
540                 opts->tsval = TCP_SKB_CB(skb)->when + tp->tsoffset;
541                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
542                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
543         }
544         if (likely(sysctl_tcp_window_scaling)) {
545                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
546                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
547                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
548         }
549         if (likely(sysctl_tcp_sack)) {
550                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
551                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
552                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
553         }
554
555         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
556                 u32 need = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + fastopen->cookie.len;
557                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
558                 if (remaining >= need) {
559                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
560                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
561                         remaining -= need;
562                         tp->syn_fastopen = 1;
563                 }
564         }
565
566         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
567 }
568
569 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
570 static unsigned int tcp_synack_options(struct sock *sk,
571                                    struct request_sock *req,
572                                    unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
573                                    struct tcp_out_options *opts,
574                                    struct tcp_md5sig_key **md5,
575                                    struct tcp_fastopen_cookie *foc)
576 {
577         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
578         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
579
580 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
581         *md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->md5_lookup(sk, req);
582         if (*md5) {
583                 opts->options |= OPTION_MD5;
584                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
585
586                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
587                  * options. There was discussion about disabling SACK
588                  * rather than TS in order to fit in better with old,
589                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
590                  */
591                 ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
592         }
593 #else
594         *md5 = NULL;
595 #endif
596
597         /* We always send an MSS option. */
598         opts->mss = mss;
599         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
600
601         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
602                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
603                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
604                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
605         }
606         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
607                 opts->options |= OPTION_TS;
608                 opts->tsval = TCP_SKB_CB(skb)->when;
609                 opts->tsecr = req->ts_recent;
610                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
611         }
612         if (likely(ireq->sack_ok)) {
613                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
614                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
615                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
616         }
617         if (foc != NULL) {
618                 u32 need = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
619                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
620                 if (remaining >= need) {
621                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
622                         opts->fastopen_cookie = foc;
623                         remaining -= need;
624                 }
625         }
626
627         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
628 }
629
630 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
631  * final wire format yet.
632  */
633 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
634                                         struct tcp_out_options *opts,
635                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
636 {
637         struct tcp_skb_cb *tcb = skb ? TCP_SKB_CB(skb) : NULL;
638         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
639         unsigned int size = 0;
640         unsigned int eff_sacks;
641
642         opts->options = 0;
643
644 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
645         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
646         if (unlikely(*md5)) {
647                 opts->options |= OPTION_MD5;
648                 size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
649         }
650 #else
651         *md5 = NULL;
652 #endif
653
654         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
655                 opts->options |= OPTION_TS;
656                 opts->tsval = tcb ? tcb->when + tp->tsoffset : 0;
657                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
658                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
659         }
660
661         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
662         if (unlikely(eff_sacks)) {
663                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
664                 opts->num_sack_blocks =
665                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
666                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
667                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
668                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
669                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
670         }
671
672         return size;
673 }
674
675
676 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
677  *
678  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
679  * to reduce RTT and bufferbloat.
680  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
681  *
682  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
683  * needs to be reallocated in a driver.
684  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
685  *
686  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
687  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
688  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
689  */
690 struct tsq_tasklet {
691         struct tasklet_struct   tasklet;
692         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
693 };
694 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
695
696 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
697 {
698         if ((1 << sk->sk_state) &
699             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
700              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK))
701                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tcp_sk(sk)->nonagle,
702                                0, GFP_ATOMIC);
703 }
704 /*
705  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
706  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
707  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
708  * interrupt us (non NAPI drivers)
709  */
710 static void tcp_tasklet_func(unsigned long data)
711 {
712         struct tsq_tasklet *tsq = (struct tsq_tasklet *)data;
713         LIST_HEAD(list);
714         unsigned long flags;
715         struct list_head *q, *n;
716         struct tcp_sock *tp;
717         struct sock *sk;
718
719         local_irq_save(flags);
720         list_splice_init(&tsq->head, &list);
721         local_irq_restore(flags);
722
723         list_for_each_safe(q, n, &list) {
724                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
725                 list_del(&tp->tsq_node);
726
727                 sk = (struct sock *)tp;
728                 bh_lock_sock(sk);
729
730                 if (!sock_owned_by_user(sk)) {
731                         tcp_tsq_handler(sk);
732                 } else {
733                         /* defer the work to tcp_release_cb() */
734                         set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &tp->tsq_flags);
735                 }
736                 bh_unlock_sock(sk);
737
738                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &tp->tsq_flags);
739                 sk_free(sk);
740         }
741 }
742
743 #define TCP_DEFERRED_ALL ((1UL << TCP_TSQ_DEFERRED) |           \
744                           (1UL << TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED) |   \
745                           (1UL << TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED) |  \
746                           (1UL << TCP_MTU_REDUCED_DEFERRED))
747 /**
748  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
749  * @sk: socket
750  *
751  * called from release_sock() to perform protocol dependent
752  * actions before socket release.
753  */
754 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
755 {
756         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
757         unsigned long flags, nflags;
758
759         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
760         do {
761                 flags = tp->tsq_flags;
762                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
763                         return;
764                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
765         } while (cmpxchg(&tp->tsq_flags, flags, nflags) != flags);
766
767         if (flags & (1UL << TCP_TSQ_DEFERRED))
768                 tcp_tsq_handler(sk);
769
770         /* Here begins the tricky part :
771          * We are called from release_sock() with :
772          * 1) BH disabled
773          * 2) sk_lock.slock spinlock held
774          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
775          *
776          * But following code is meant to be called from BH handlers,
777          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
778          */
779         sock_release_ownership(sk);
780
781         if (flags & (1UL << TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED)) {
782                 tcp_write_timer_handler(sk);
783                 __sock_put(sk);
784         }
785         if (flags & (1UL << TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED)) {
786                 tcp_delack_timer_handler(sk);
787                 __sock_put(sk);
788         }
789         if (flags & (1UL << TCP_MTU_REDUCED_DEFERRED)) {
790                 sk->sk_prot->mtu_reduced(sk);
791                 __sock_put(sk);
792         }
793 }
794 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
795
796 void __init tcp_tasklet_init(void)
797 {
798         int i;
799
800         for_each_possible_cpu(i) {
801                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
802
803                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
804                 tasklet_init(&tsq->tasklet,
805                              tcp_tasklet_func,
806                              (unsigned long)tsq);
807         }
808 }
809
810 /*
811  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
812  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
813  * hold qdisc lock.
814  */
815 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
816 {
817         struct sock *sk = skb->sk;
818         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
819
820         if (test_and_clear_bit(TSQ_THROTTLED, &tp->tsq_flags) &&
821             !test_and_set_bit(TSQ_QUEUED, &tp->tsq_flags)) {
822                 unsigned long flags;
823                 struct tsq_tasklet *tsq;
824
825                 /* Keep a ref on socket.
826                  * This last ref will be released in tcp_tasklet_func()
827                  */
828                 atomic_sub(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc);
829
830                 /* queue this socket to tasklet queue */
831                 local_irq_save(flags);
832                 tsq = &__get_cpu_var(tsq_tasklet);
833                 list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
834                 tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
835                 local_irq_restore(flags);
836         } else {
837                 sock_wfree(skb);
838         }
839 }
840
841 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
842  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
843  * transmission and possible later retransmissions.
844  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
845  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
846  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
847  * device.
848  *
849  * We are working here with either a clone of the original
850  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
851  */
852 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
853                             gfp_t gfp_mask)
854 {
855         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
856         struct inet_sock *inet;
857         struct tcp_sock *tp;
858         struct tcp_skb_cb *tcb;
859         struct tcp_out_options opts;
860         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
861         struct tcp_md5sig_key *md5;
862         struct tcphdr *th;
863         int err;
864
865         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
866
867         if (clone_it) {
868                 const struct sk_buff *fclone = skb + 1;
869
870                 /* If congestion control is doing timestamping, we must
871                  * take such a timestamp before we potentially clone/copy.
872                  */
873                 if (icsk->icsk_ca_ops->flags & TCP_CONG_RTT_STAMP)
874                         __net_timestamp(skb);
875
876                 if (unlikely(skb->fclone == SKB_FCLONE_ORIG &&
877                              fclone->fclone == SKB_FCLONE_CLONE))
878                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
879                                       LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
880
881                 if (unlikely(skb_cloned(skb)))
882                         skb = pskb_copy(skb, gfp_mask);
883                 else
884                         skb = skb_clone(skb, gfp_mask);
885                 if (unlikely(!skb))
886                         return -ENOBUFS;
887         }
888
889         inet = inet_sk(sk);
890         tp = tcp_sk(sk);
891         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
892         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
893
894         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))
895                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
896         else
897                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
898                                                            &md5);
899         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
900
901         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
902                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
903
904         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
905          * another queue.
906          */
907         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) == 0;
908
909         skb_push(skb, tcp_header_size);
910         skb_reset_transport_header(skb);
911
912         skb_orphan(skb);
913         skb->sk = sk;
914         skb->destructor = tcp_wfree;
915         atomic_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
916
917         /* Build TCP header and checksum it. */
918         th = tcp_hdr(skb);
919         th->source              = inet->inet_sport;
920         th->dest                = inet->inet_dport;
921         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
922         th->ack_seq             = htonl(tp->rcv_nxt);
923         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
924                                         tcb->tcp_flags);
925
926         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
927                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
928                  * is never scaled.
929                  */
930                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
931         } else {
932                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
933         }
934         th->check               = 0;
935         th->urg_ptr             = 0;
936
937         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
938         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
939                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
940                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
941                         th->urg = 1;
942                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
943                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
944                         th->urg = 1;
945                 }
946         }
947
948         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
949         if (likely((tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN) == 0))
950                 TCP_ECN_send(sk, skb, tcp_header_size);
951
952 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
953         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
954         if (md5) {
955                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
956                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
957                                                md5, sk, NULL, skb);
958         }
959 #endif
960
961         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
962
963         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
964                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb));
965
966         if (skb->len != tcp_header_size)
967                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
968
969         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
970                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
971                               tcp_skb_pcount(skb));
972
973         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(skb, &inet->cork.fl);
974         if (likely(err <= 0))
975                 return err;
976
977         tcp_enter_cwr(sk, 1);
978
979         return net_xmit_eval(err);
980 }
981
982 /* This routine just queues the buffer for sending.
983  *
984  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
985  * otherwise socket can stall.
986  */
987 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
988 {
989         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
990
991         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
992         tp->write_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
993         skb_header_release(skb);
994         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
995         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
996         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
997 }
998
999 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1000 static void tcp_set_skb_tso_segs(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1001                                  unsigned int mss_now)
1002 {
1003         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1004
1005         /* Make sure we own this skb before messing gso_size/gso_segs */
1006         WARN_ON_ONCE(skb_cloned(skb));
1007
1008         if (skb->len <= mss_now || skb->ip_summed == CHECKSUM_NONE) {
1009                 /* Avoid the costly divide in the normal
1010                  * non-TSO case.
1011                  */
1012                 shinfo->gso_segs = 1;
1013                 shinfo->gso_size = 0;
1014                 shinfo->gso_type = 0;
1015         } else {
1016                 shinfo->gso_segs = DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now);
1017                 shinfo->gso_size = mss_now;
1018                 shinfo->gso_type = sk->sk_gso_type;
1019         }
1020 }
1021
1022 /* When a modification to fackets out becomes necessary, we need to check
1023  * skb is counted to fackets_out or not.
1024  */
1025 static void tcp_adjust_fackets_out(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
1026                                    int decr)
1027 {
1028         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1029
1030         if (!tp->sacked_out || tcp_is_reno(tp))
1031                 return;
1032
1033         if (after(tcp_highest_sack_seq(tp), TCP_SKB_CB(skb)->seq))
1034                 tp->fackets_out -= decr;
1035 }
1036
1037 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1038  * tweaks to fix counters
1039  */
1040 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1041 {
1042         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1043
1044         tp->packets_out -= decr;
1045
1046         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1047                 tp->sacked_out -= decr;
1048         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1049                 tp->retrans_out -= decr;
1050         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1051                 tp->lost_out -= decr;
1052
1053         /* Reno case is special. Sigh... */
1054         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1055                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1056
1057         tcp_adjust_fackets_out(sk, skb, decr);
1058
1059         if (tp->lost_skb_hint &&
1060             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1061             (tcp_is_fack(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)))
1062                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1063
1064         tcp_verify_left_out(tp);
1065 }
1066
1067 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1068  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1069  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1070  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1071  */
1072 int tcp_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len,
1073                  unsigned int mss_now)
1074 {
1075         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1076         struct sk_buff *buff;
1077         int nsize, old_factor;
1078         int nlen;
1079         u8 flags;
1080
1081         if (WARN_ON(len > skb->len))
1082                 return -EINVAL;
1083
1084         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1085         if (nsize < 0)
1086                 nsize = 0;
1087
1088         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1089                 return -ENOMEM;
1090
1091         /* Get a new skb... force flag on. */
1092         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, GFP_ATOMIC);
1093         if (buff == NULL)
1094                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1095
1096         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1097         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1098         nlen = skb->len - len - nsize;
1099         buff->truesize += nlen;
1100         skb->truesize -= nlen;
1101
1102         /* Correct the sequence numbers. */
1103         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1104         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1105         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1106
1107         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1108         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1109         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1110         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1111         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1112
1113         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags && skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL) {
1114                 /* Copy and checksum data tail into the new buffer. */
1115                 buff->csum = csum_partial_copy_nocheck(skb->data + len,
1116                                                        skb_put(buff, nsize),
1117                                                        nsize, 0);
1118
1119                 skb_trim(skb, len);
1120
1121                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, buff->csum, len);
1122         } else {
1123                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1124                 skb_split(skb, buff, len);
1125         }
1126
1127         buff->ip_summed = skb->ip_summed;
1128
1129         /* Looks stupid, but our code really uses when of
1130          * skbs, which it never sent before. --ANK
1131          */
1132         TCP_SKB_CB(buff)->when = TCP_SKB_CB(skb)->when;
1133         buff->tstamp = skb->tstamp;
1134
1135         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1136
1137         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1138         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1139         tcp_set_skb_tso_segs(sk, buff, mss_now);
1140
1141         /* If this packet has been sent out already, we must
1142          * adjust the various packet counters.
1143          */
1144         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1145                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1146                         tcp_skb_pcount(buff);
1147
1148                 if (diff)
1149                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1150         }
1151
1152         /* Link BUFF into the send queue. */
1153         skb_header_release(buff);
1154         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1155
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 /* This is similar to __pskb_pull_head() (it will go to core/skbuff.c
1160  * eventually). The difference is that pulled data not copied, but
1161  * immediately discarded.
1162  */
1163 static void __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1164 {
1165         struct skb_shared_info *shinfo;
1166         int i, k, eat;
1167
1168         eat = min_t(int, len, skb_headlen(skb));
1169         if (eat) {
1170                 __skb_pull(skb, eat);
1171                 len -= eat;
1172                 if (!len)
1173                         return;
1174         }
1175         eat = len;
1176         k = 0;
1177         shinfo = skb_shinfo(skb);
1178         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1179                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1180
1181                 if (size <= eat) {
1182                         skb_frag_unref(skb, i);
1183                         eat -= size;
1184                 } else {
1185                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1186                         if (eat) {
1187                                 shinfo->frags[k].page_offset += eat;
1188                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1189                                 eat = 0;
1190                         }
1191                         k++;
1192                 }
1193         }
1194         shinfo->nr_frags = k;
1195
1196         skb_reset_tail_pointer(skb);
1197         skb->data_len -= len;
1198         skb->len = skb->data_len;
1199 }
1200
1201 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1202 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1203 {
1204         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1205                 return -ENOMEM;
1206
1207         __pskb_trim_head(skb, len);
1208
1209         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1210         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1211
1212         skb->truesize        -= len;
1213         sk->sk_wmem_queued   -= len;
1214         sk_mem_uncharge(sk, len);
1215         sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1216
1217         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1218         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1219                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, tcp_skb_mss(skb));
1220
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1225 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1226 {
1227         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1228         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1229         int mss_now;
1230
1231         /* Calculate base mss without TCP options:
1232            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1233          */
1234         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1235
1236         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1237         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1238                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1239
1240                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1241                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1242         }
1243
1244         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1245         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1246                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1247
1248         /* Now subtract optional transport overhead */
1249         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1250
1251         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1252         if (mss_now < 48)
1253                 mss_now = 48;
1254         return mss_now;
1255 }
1256
1257 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1258 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1259 {
1260         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1261         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1262                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1263 }
1264
1265 /* Inverse of above */
1266 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1267 {
1268         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1269         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1270         int mtu;
1271
1272         mtu = mss +
1273               tp->tcp_header_len +
1274               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1275               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1276
1277         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1278         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1279                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1280
1281                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1282                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1283         }
1284         return mtu;
1285 }
1286
1287 /* MTU probing init per socket */
1288 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1289 {
1290         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1291         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1292
1293         icsk->icsk_mtup.enabled = sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1294         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1295                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1296         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, sysctl_tcp_base_mss);
1297         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1300
1301 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1302
1303    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1304    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1305
1306    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1307    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1308    It also does not include TCP options.
1309
1310    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1311
1312    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1313    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1314    taking into account current pmtu, but never exceeds
1315    tp->rx_opt.mss_clamp.
1316
1317    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1318    DOES NOT include either tcp or ip options.
1319
1320    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1321    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1322  */
1323 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1324 {
1325         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1326         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1327         int mss_now;
1328
1329         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1330                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1331
1332         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1333         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1334
1335         /* And store cached results */
1336         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1337         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1338                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1339         tp->mss_cache = mss_now;
1340
1341         return mss_now;
1342 }
1343 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1344
1345 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1346  * and even PMTU discovery events into account.
1347  */
1348 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1349 {
1350         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1351         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1352         u32 mss_now;
1353         unsigned int header_len;
1354         struct tcp_out_options opts;
1355         struct tcp_md5sig_key *md5;
1356
1357         mss_now = tp->mss_cache;
1358
1359         if (dst) {
1360                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1361                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1362                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1363         }
1364
1365         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1366                      sizeof(struct tcphdr);
1367         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1368          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1369          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1370          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1371         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1372                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1373                 mss_now -= delta;
1374         }
1375
1376         return mss_now;
1377 }
1378
1379 /* Congestion window validation. (RFC2861) */
1380 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk)
1381 {
1382         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1383
1384         if (tp->packets_out >= tp->snd_cwnd) {
1385                 /* Network is feed fully. */
1386                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1387                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
1388         } else {
1389                 /* Network starves. */
1390                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1391                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1392
1393                 if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1394                     (s32)(tcp_time_stamp - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto)
1395                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1396         }
1397 }
1398
1399 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1400 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1401 {
1402         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1403                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1404 }
1405
1406 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1407  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1408  * The test is really :
1409  * if ((skb->len % mss) != 0)
1410  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1411  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1412  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1413  */
1414 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1415                                 const struct sk_buff *skb)
1416 {
1417         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1418                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1419 }
1420
1421 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1422  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1423  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1424  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1425  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1426  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1427  */
1428 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1429                             unsigned int mss_now, int nonagle)
1430 {
1431         return partial &&
1432                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1433                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1434 }
1435 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
1436 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
1437                                         const struct sk_buff *skb,
1438                                         unsigned int mss_now,
1439                                         unsigned int max_segs,
1440                                         int nonagle)
1441 {
1442         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1443         u32 partial, needed, window, max_len;
1444
1445         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1446         max_len = mss_now * max_segs;
1447
1448         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1449                 return max_len;
1450
1451         needed = min(skb->len, window);
1452
1453         if (max_len <= needed)
1454                 return max_len;
1455
1456         partial = needed % mss_now;
1457         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
1458          * to include this last segment in this skb.
1459          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
1460          */
1461         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, mss_now, nonagle))
1462                 return needed - partial;
1463
1464         return needed;
1465 }
1466
1467 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1468  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1469  */
1470 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1471                                          const struct sk_buff *skb)
1472 {
1473         u32 in_flight, cwnd;
1474
1475         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1476         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
1477             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1478                 return 1;
1479
1480         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1481         cwnd = tp->snd_cwnd;
1482         if (in_flight < cwnd)
1483                 return (cwnd - in_flight);
1484
1485         return 0;
1486 }
1487
1488 /* Initialize TSO state of a skb.
1489  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1490  * SKB onto the wire.
1491  */
1492 static int tcp_init_tso_segs(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1493                              unsigned int mss_now)
1494 {
1495         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1496
1497         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1498                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1499                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1500         }
1501         return tso_segs;
1502 }
1503
1504
1505 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
1506  * sent now.
1507  */
1508 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
1509                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
1510 {
1511         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1512          * write_queue (they have no chances to get new data).
1513          *
1514          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1515          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1516          */
1517         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1518                 return true;
1519
1520         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
1521         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
1522                 return true;
1523
1524         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, cur_mss, nonagle))
1525                 return true;
1526
1527         return false;
1528 }
1529
1530 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1531 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1532                              const struct sk_buff *skb,
1533                              unsigned int cur_mss)
1534 {
1535         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1536
1537         if (skb->len > cur_mss)
1538                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1539
1540         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1541 }
1542
1543 /* This checks if the data bearing packet SKB (usually tcp_send_head(sk))
1544  * should be put on the wire right now.  If so, it returns the number of
1545  * packets allowed by the congestion window.
1546  */
1547 static unsigned int tcp_snd_test(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1548                                  unsigned int cur_mss, int nonagle)
1549 {
1550         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1551         unsigned int cwnd_quota;
1552
1553         tcp_init_tso_segs(sk, skb, cur_mss);
1554
1555         if (!tcp_nagle_test(tp, skb, cur_mss, nonagle))
1556                 return 0;
1557
1558         cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1559         if (cwnd_quota && !tcp_snd_wnd_test(tp, skb, cur_mss))
1560                 cwnd_quota = 0;
1561
1562         return cwnd_quota;
1563 }
1564
1565 /* Test if sending is allowed right now. */
1566 bool tcp_may_send_now(struct sock *sk)
1567 {
1568         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1569         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
1570
1571         return skb &&
1572                 tcp_snd_test(sk, skb, tcp_current_mss(sk),
1573                              (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1574                               tp->nonagle : TCP_NAGLE_PUSH));
1575 }
1576
1577 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1578  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1579  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1580  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1581  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1582  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1583  */
1584 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1585                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1586 {
1587         struct sk_buff *buff;
1588         int nlen = skb->len - len;
1589         u8 flags;
1590
1591         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1592         if (skb->len != skb->data_len)
1593                 return tcp_fragment(sk, skb, len, mss_now);
1594
1595         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp);
1596         if (unlikely(buff == NULL))
1597                 return -ENOMEM;
1598
1599         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1600         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1601         buff->truesize += nlen;
1602         skb->truesize -= nlen;
1603
1604         /* Correct the sequence numbers. */
1605         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1606         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1607         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1608
1609         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1610         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1611         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1612         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1613
1614         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1615         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1616
1617         buff->ip_summed = skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1618         skb_split(skb, buff, len);
1619
1620         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1621         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1622         tcp_set_skb_tso_segs(sk, buff, mss_now);
1623
1624         /* Link BUFF into the send queue. */
1625         skb_header_release(buff);
1626         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1627
1628         return 0;
1629 }
1630
1631 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1632  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1633  *
1634  * This algorithm is from John Heffner.
1635  */
1636 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1637 {
1638         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1639         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1640         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
1641         int win_divisor;
1642
1643         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN)
1644                 goto send_now;
1645
1646         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
1647                 goto send_now;
1648
1649         /* Defer for less than two clock ticks. */
1650         if (tp->tso_deferred &&
1651             (((u32)jiffies << 1) >> 1) - (tp->tso_deferred >> 1) > 1)
1652                 goto send_now;
1653
1654         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1655
1656         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1 || (tp->snd_cwnd <= in_flight));
1657
1658         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1659
1660         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
1661         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
1662
1663         limit = min(send_win, cong_win);
1664
1665         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
1666         if (limit >= min_t(unsigned int, sk->sk_gso_max_size,
1667                            tp->xmit_size_goal_segs * tp->mss_cache))
1668                 goto send_now;
1669
1670         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
1671         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
1672                 goto send_now;
1673
1674         win_divisor = ACCESS_ONCE(sysctl_tcp_tso_win_divisor);
1675         if (win_divisor) {
1676                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
1677
1678                 /* If at least some fraction of a window is available,
1679                  * just use it.
1680                  */
1681                 chunk /= win_divisor;
1682                 if (limit >= chunk)
1683                         goto send_now;
1684         } else {
1685                 /* Different approach, try not to defer past a single
1686                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
1687                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
1688                  * then send now.
1689                  */
1690                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
1691                         goto send_now;
1692         }
1693
1694         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
1695          * Do not rearm the timer if already set to not break TCP ACK clocking.
1696          */
1697         if (!tp->tso_deferred)
1698                 tp->tso_deferred = 1 | (jiffies << 1);
1699
1700         return true;
1701
1702 send_now:
1703         tp->tso_deferred = 0;
1704         return false;
1705 }
1706
1707 /* Create a new MTU probe if we are ready.
1708  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
1709  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
1710  * changes resulting in larger path MTUs.
1711  *
1712  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
1713  *         1 if a probe was sent,
1714  *         -1 otherwise
1715  */
1716 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
1717 {
1718         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1719         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1720         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
1721         int len;
1722         int probe_size;
1723         int size_needed;
1724         int copy;
1725         int mss_now;
1726
1727         /* Not currently probing/verifying,
1728          * not in recovery,
1729          * have enough cwnd, and
1730          * not SACKing (the variable headers throw things off) */
1731         if (!icsk->icsk_mtup.enabled ||
1732             icsk->icsk_mtup.probe_size ||
1733             inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
1734             tp->snd_cwnd < 11 ||
1735             tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack)
1736                 return -1;
1737
1738         /* Very simple search strategy: just double the MSS. */
1739         mss_now = tcp_current_mss(sk);
1740         probe_size = 2 * tp->mss_cache;
1741         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
1742         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high)) {
1743                 /* TODO: set timer for probe_converge_event */
1744                 return -1;
1745         }
1746
1747         /* Have enough data in the send queue to probe? */
1748         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
1749                 return -1;
1750
1751         if (tp->snd_wnd < size_needed)
1752                 return -1;
1753         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
1754                 return 0;
1755
1756         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
1757         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
1758                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
1759                         return -1;
1760                 else
1761                         return 0;
1762         }
1763
1764         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
1765         if ((nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC)) == NULL)
1766                 return -1;
1767         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
1768         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
1769
1770         skb = tcp_send_head(sk);
1771
1772         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1773         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
1774         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
1775         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
1776         nskb->csum = 0;
1777         nskb->ip_summed = skb->ip_summed;
1778
1779         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
1780
1781         len = 0;
1782         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
1783                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
1784                 if (nskb->ip_summed)
1785                         skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
1786                 else
1787                         nskb->csum = skb_copy_and_csum_bits(skb, 0,
1788                                                             skb_put(nskb, copy),
1789                                                             copy, nskb->csum);
1790
1791                 if (skb->len <= copy) {
1792                         /* We've eaten all the data from this skb.
1793                          * Throw it away. */
1794                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1795                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
1796                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
1797                 } else {
1798                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
1799                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
1800                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
1801                                 skb_pull(skb, copy);
1802                                 if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
1803                                         skb->csum = csum_partial(skb->data,
1804                                                                  skb->len, 0);
1805                         } else {
1806                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
1807                                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1808                         }
1809                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
1810                 }
1811
1812                 len += copy;
1813
1814                 if (len >= probe_size)
1815                         break;
1816         }
1817         tcp_init_tso_segs(sk, nskb, nskb->len);
1818
1819         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
1820          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit(). */
1821         TCP_SKB_CB(nskb)->when = tcp_time_stamp;
1822         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
1823                 /* Decrement cwnd here because we are sending
1824                  * effectively two packets. */
1825                 tp->snd_cwnd--;
1826                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
1827
1828                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
1829                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
1830                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
1831
1832                 return 1;
1833         }
1834
1835         return -1;
1836 }
1837
1838 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
1839  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
1840  * window for us.
1841  *
1842  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
1843  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
1844  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
1845  *
1846  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
1847  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
1848
1849  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
1850  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
1851  */
1852 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
1853                            int push_one, gfp_t gfp)
1854 {
1855         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1856         struct sk_buff *skb;
1857         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
1858         int cwnd_quota;
1859         int result;
1860
1861         sent_pkts = 0;
1862
1863         if (!push_one) {
1864                 /* Do MTU probing. */
1865                 result = tcp_mtu_probe(sk);
1866                 if (!result) {
1867                         return false;
1868                 } else if (result > 0) {
1869                         sent_pkts = 1;
1870                 }
1871         }
1872
1873         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
1874                 unsigned int limit;
1875
1876                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1877                 BUG_ON(!tso_segs);
1878
1879                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE)
1880                         goto repair; /* Skip network transmission */
1881
1882                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1883                 if (!cwnd_quota) {
1884                         if (push_one == 2)
1885                                 /* Force out a loss probe pkt. */
1886                                 cwnd_quota = 1;
1887                         else
1888                                 break;
1889                 }
1890
1891                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now)))
1892                         break;
1893
1894                 if (tso_segs == 1) {
1895                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
1896                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1897                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
1898                                 break;
1899                 } else {
1900                         if (!push_one && tcp_tso_should_defer(sk, skb))
1901                                 break;
1902                 }
1903
1904                 /* TCP Small Queues :
1905                  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
1906                  * This allows for :
1907                  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
1908                  *  - faster recovery
1909                  *  - high rates
1910                  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
1911                  * of queued bytes to ensure line rate.
1912                  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
1913                  */
1914                 limit = max_t(unsigned int, sysctl_tcp_limit_output_bytes,
1915                               sk->sk_pacing_rate >> 10);
1916
1917                 if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
1918                         set_bit(TSQ_THROTTLED, &tp->tsq_flags);
1919                         /* It is possible TX completion already happened
1920                          * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
1921                          * test again the condition.
1922                          * We abuse smp_mb__after_clear_bit() because
1923                          * there is no smp_mb__after_set_bit() yet
1924                          */
1925                         smp_mb__after_clear_bit();
1926                         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
1927                                 break;
1928                 }
1929
1930                 limit = mss_now;
1931                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
1932                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
1933                                                     min_t(unsigned int,
1934                                                           cwnd_quota,
1935                                                           sk->sk_gso_max_segs),
1936                                                     nonagle);
1937
1938                 if (skb->len > limit &&
1939                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
1940                         break;
1941
1942                 TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
1943
1944                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
1945                         break;
1946
1947 repair:
1948                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
1949                  * This call will increment packets_out.
1950                  */
1951                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
1952
1953                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
1954                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
1955
1956                 if (push_one)
1957                         break;
1958         }
1959
1960         if (likely(sent_pkts)) {
1961                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
1962                         tp->prr_out += sent_pkts;
1963
1964                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
1965                 if (push_one != 2)
1966                         tcp_schedule_loss_probe(sk);
1967                 tcp_cwnd_validate(sk);
1968                 return false;
1969         }
1970         return (push_one == 2) || (!tp->packets_out && tcp_send_head(sk));
1971 }
1972
1973 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk)
1974 {
1975         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1976         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1977         u32 timeout, tlp_time_stamp, rto_time_stamp;
1978         u32 rtt = tp->srtt >> 3;
1979
1980         if (WARN_ON(icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_EARLY_RETRANS))
1981                 return false;
1982         /* No consecutive loss probes. */
1983         if (WARN_ON(icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)) {
1984                 tcp_rearm_rto(sk);
1985                 return false;
1986         }
1987         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
1988          * finishes.
1989          */
1990         if (sk->sk_state == TCP_SYN_RECV)
1991                 return false;
1992
1993         /* TLP is only scheduled when next timer event is RTO. */
1994         if (icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_RETRANS)
1995                 return false;
1996
1997         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
1998          * in Open state, that are either limited by cwnd or application.
1999          */
2000         if (sysctl_tcp_early_retrans < 3 || !tp->srtt || !tp->packets_out ||
2001             !tcp_is_sack(tp) || inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
2002                 return false;
2003
2004         if ((tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp)) &&
2005              tcp_send_head(sk))
2006                 return false;
2007
2008         /* Probe timeout is at least 1.5*rtt + TCP_DELACK_MAX to account
2009          * for delayed ack when there's one outstanding packet.
2010          */
2011         timeout = rtt << 1;
2012         if (tp->packets_out == 1)
2013                 timeout = max_t(u32, timeout,
2014                                 (rtt + (rtt >> 1) + TCP_DELACK_MAX));
2015         timeout = max_t(u32, timeout, msecs_to_jiffies(10));
2016
2017         /* If RTO is shorter, just schedule TLP in its place. */
2018         tlp_time_stamp = tcp_time_stamp + timeout;
2019         rto_time_stamp = (u32)inet_csk(sk)->icsk_timeout;
2020         if ((s32)(tlp_time_stamp - rto_time_stamp) > 0) {
2021                 s32 delta = rto_time_stamp - tcp_time_stamp;
2022                 if (delta > 0)
2023                         timeout = delta;
2024         }
2025
2026         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout,
2027                                   TCP_RTO_MAX);
2028         return true;
2029 }
2030
2031 /* When probe timeout (PTO) fires, send a new segment if one exists, else
2032  * retransmit the last segment.
2033  */
2034 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2035 {
2036         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2037         struct sk_buff *skb;
2038         int pcount;
2039         int mss = tcp_current_mss(sk);
2040         int err = -1;
2041
2042         if (tcp_send_head(sk) != NULL) {
2043                 err = tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2044                 goto rearm_timer;
2045         }
2046
2047         /* At most one outstanding TLP retransmission. */
2048         if (tp->tlp_high_seq)
2049                 goto rearm_timer;
2050
2051         /* Retransmit last segment. */
2052         skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2053         if (WARN_ON(!skb))
2054                 goto rearm_timer;
2055
2056         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2057         if (WARN_ON(!pcount))
2058                 goto rearm_timer;
2059
2060         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2061                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, skb, (pcount - 1) * mss, mss)))
2062                         goto rearm_timer;
2063                 skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2064         }
2065
2066         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2067                 goto rearm_timer;
2068
2069         /* Probe with zero data doesn't trigger fast recovery. */
2070         if (skb->len > 0)
2071                 err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb);
2072
2073         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2074         if (likely(!err))
2075                 tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2076
2077 rearm_timer:
2078         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2079                                   inet_csk(sk)->icsk_rto,
2080                                   TCP_RTO_MAX);
2081
2082         if (likely(!err))
2083                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk),
2084                                  LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2085         return;
2086 }
2087
2088 /* Push out any pending frames which were held back due to
2089  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2090  * The socket must be locked by the caller.
2091  */
2092 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2093                                int nonagle)
2094 {
2095         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2096          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2097          * all will be happy.
2098          */
2099         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2100                 return;
2101
2102         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2103                            sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC)))
2104                 tcp_check_probe_timer(sk);
2105 }
2106
2107 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2108  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2109  */
2110 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2111 {
2112         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2113
2114         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2115
2116         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2117 }
2118
2119 /* This function returns the amount that we can raise the
2120  * usable window based on the following constraints
2121  *
2122  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2123  * 2. We limit memory per socket
2124  *
2125  * RFC 1122:
2126  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2127  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2128  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2129  *
2130  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2131  * it at least MSS bytes.
2132  *
2133  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2134  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2135  *
2136  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2137  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2138  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2139  * window to always advance by a single byte.
2140  *
2141  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2142  * then this will not be a problem.
2143  *
2144  * BSD seems to make the following compromise:
2145  *
2146  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2147  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2148  *      then set the window to 0.
2149  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2150  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2151  *      and from being larger than the largest representable value.
2152  *
2153  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2154  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2155  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2156  * those cases where the window is constrained on the sender side
2157  * because the pipeline is full.
2158  *
2159  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2160  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2161  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2162  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2163  * of having a fixed window size at almost all times.
2164  *
2165  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2166  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2167  *
2168  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2169  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2170  */
2171 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2172 {
2173         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2174         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2175         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2176          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2177          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2178          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2179          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2180          */
2181         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
2182         int free_space = tcp_space(sk);
2183         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, tcp_full_space(sk));
2184         int window;
2185
2186         if (mss > full_space)
2187                 mss = full_space;
2188
2189         if (free_space < (full_space >> 1)) {
2190                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
2191
2192                 if (sk_under_memory_pressure(sk))
2193                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
2194                                                4U * tp->advmss);
2195
2196                 if (free_space < mss)
2197                         return 0;
2198         }
2199
2200         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
2201                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
2202
2203         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
2204          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
2205          */
2206         window = tp->rcv_wnd;
2207         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
2208                 window = free_space;
2209
2210                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
2211                  * Import case: prevent zero window announcement if
2212                  * 1<<rcv_wscale > mss.
2213                  */
2214                 if (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) << tp->rx_opt.rcv_wscale) != window)
2215                         window = (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) + 1)
2216                                   << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2217         } else {
2218                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
2219                  * Window clamp already applied above.
2220                  * If our current window offering is within 1 mss of the
2221                  * free space we just keep it. This prevents the divide
2222                  * and multiply from happening most of the time.
2223                  * We also don't do any window rounding when the free space
2224                  * is too small.
2225                  */
2226                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
2227                         window = (free_space / mss) * mss;
2228                 else if (mss == full_space &&
2229                          free_space > window + (full_space >> 1))
2230                         window = free_space;
2231         }
2232
2233         return window;
2234 }
2235
2236 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
2237 static void tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2238 {
2239         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2240         struct sk_buff *next_skb = tcp_write_queue_next(sk, skb);
2241         int skb_size, next_skb_size;
2242
2243         skb_size = skb->len;
2244         next_skb_size = next_skb->len;
2245
2246         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
2247
2248         tcp_highest_sack_combine(sk, next_skb, skb);
2249
2250         tcp_unlink_write_queue(next_skb, sk);
2251
2252         skb_copy_from_linear_data(next_skb, skb_put(skb, next_skb_size),
2253                                   next_skb_size);
2254
2255         if (next_skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL)
2256                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
2257
2258         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
2259                 skb->csum = csum_block_add(skb->csum, next_skb->csum, skb_size);
2260
2261         /* Update sequence range on original skb. */
2262         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
2263
2264         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
2265         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
2266
2267         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
2268          * packet counting does not break.
2269          */
2270         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
2271
2272         /* changed transmit queue under us so clear hints */
2273         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2274         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2275                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2276
2277         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2278
2279         sk_wmem_free_skb(sk, next_skb);
2280 }
2281
2282 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2283 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
2284 {
2285         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2286                 return false;
2287         /* TODO: SACK collapsing could be used to remove this condition */
2288         if (skb_shinfo(skb)->nr_frags != 0)
2289                 return false;
2290         if (skb_cloned(skb))
2291                 return false;
2292         if (skb == tcp_send_head(sk))
2293                 return false;
2294         /* Some heurestics for collapsing over SACK'd could be invented */
2295         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2296                 return false;
2297
2298         return true;
2299 }
2300
2301 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2302  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2303  */
2304 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2305                                      int space)
2306 {
2307         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2308         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2309         bool first = true;
2310
2311         if (!sysctl_tcp_retrans_collapse)
2312                 return;
2313         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2314                 return;
2315
2316         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, tmp, sk) {
2317                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2318                         break;
2319
2320                 space -= skb->len;
2321
2322                 if (first) {
2323                         first = false;
2324                         continue;
2325                 }
2326
2327                 if (space < 0)
2328                         break;
2329                 /* Punt if not enough space exists in the first SKB for
2330                  * the data in the second
2331                  */
2332                 if (skb->len > skb_availroom(to))
2333                         break;
2334
2335                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2336                         break;
2337
2338                 tcp_collapse_retrans(sk, to);
2339         }
2340 }
2341
2342 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2343  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2344  * error occurred which prevented the send.
2345  */
2346 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2347 {
2348         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2349         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2350         unsigned int cur_mss;
2351         int err;
2352
2353         /* Inconslusive MTU probe */
2354         if (icsk->icsk_mtup.probe_size) {
2355                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2356         }
2357
2358         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2359          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2360          */
2361         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2362             min(sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2), sk->sk_sndbuf))
2363                 return -EAGAIN;
2364
2365         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2366                 if (before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))
2367                         BUG();
2368                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2369                         return -ENOMEM;
2370         }
2371
2372         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2373                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2374
2375         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2376
2377         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2378          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2379          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2380          * our retransmit serves as a zero window probe.
2381          */
2382         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
2383             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
2384                 return -EAGAIN;
2385
2386         if (skb->len > cur_mss) {
2387                 if (tcp_fragment(sk, skb, cur_mss, cur_mss))
2388                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
2389         } else {
2390                 int oldpcount = tcp_skb_pcount(skb);
2391
2392                 if (unlikely(oldpcount > 1)) {
2393                         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
2394                                 return -ENOMEM;
2395                         tcp_init_tso_segs(sk, skb, cur_mss);
2396                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, oldpcount - tcp_skb_pcount(skb));
2397                 }
2398         }
2399
2400         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
2401
2402         /* Make a copy, if the first transmission SKB clone we made
2403          * is still in somebody's hands, else make a clone.
2404          */
2405         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2406
2407         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
2408          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
2409          * beyond what csum_start can cover.
2410          */
2411         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
2412                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
2413                 struct sk_buff *nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER,
2414                                                    GFP_ATOMIC);
2415                 err = nskb ? tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC) :
2416                              -ENOBUFS;
2417         } else {
2418                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2419         }
2420
2421         if (likely(!err))
2422                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
2423         return err;
2424 }
2425
2426 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2427 {
2428         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2429         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb);
2430
2431         if (err == 0) {
2432                 /* Update global TCP statistics. */
2433                 TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
2434
2435                 tp->total_retrans++;
2436
2437 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
2438                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2439                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
2440                 }
2441 #endif
2442                 if (!tp->retrans_out)
2443                         tp->lost_retrans_low = tp->snd_nxt;
2444                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
2445                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
2446
2447                 /* Save stamp of the first retransmit. */
2448                 if (!tp->retrans_stamp)
2449                         tp->retrans_stamp = TCP_SKB_CB(skb)->when;
2450
2451                 tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
2452
2453                 /* snd_nxt is stored to detect loss of retransmitted segment,
2454                  * see tcp_input.c tcp_sacktag_write_queue().
2455                  */
2456                 TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq = tp->snd_nxt;
2457         } else {
2458                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL);
2459         }
2460         return err;
2461 }
2462
2463 /* Check if we forward retransmits are possible in the current
2464  * window/congestion state.
2465  */
2466 static bool tcp_can_forward_retransmit(struct sock *sk)
2467 {
2468         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2469         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2470
2471         /* Forward retransmissions are possible only during Recovery. */
2472         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery)
2473                 return false;
2474
2475         /* No forward retransmissions in Reno are possible. */
2476         if (tcp_is_reno(tp))
2477                 return false;
2478
2479         /* Yeah, we have to make difficult choice between forward transmission
2480          * and retransmission... Both ways have their merits...
2481          *
2482          * For now we do not retransmit anything, while we have some new
2483          * segments to send. In the other cases, follow rule 3 for
2484          * NextSeg() specified in RFC3517.
2485          */
2486
2487         if (tcp_may_send_now(sk))
2488                 return false;
2489
2490         return true;
2491 }
2492
2493 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
2494  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
2495  * resending the rest of the retransmit queue, until either
2496  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
2497  * If doing SACK, the first ACK which comes back for a timeout
2498  * based retransmit packet might feed us FACK information again.
2499  * If so, we use it to avoid unnecessarily retransmissions.
2500  */
2501 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
2502 {
2503         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2504         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2505         struct sk_buff *skb;
2506         struct sk_buff *hole = NULL;
2507         u32 last_lost;
2508         int mib_idx;
2509         int fwd_rexmitting = 0;
2510
2511         if (!tp->packets_out)
2512                 return;
2513
2514         if (!tp->lost_out)
2515                 tp->retransmit_high = tp->snd_una;
2516
2517         if (tp->retransmit_skb_hint) {
2518                 skb = tp->retransmit_skb_hint;
2519                 last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2520                 if (after(last_lost, tp->retransmit_high))
2521                         last_lost = tp->retransmit_high;
2522         } else {
2523                 skb = tcp_write_queue_head(sk);
2524                 last_lost = tp->snd_una;
2525         }
2526
2527         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2528                 __u8 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
2529
2530                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2531                         break;
2532                 /* we could do better than to assign each time */
2533                 if (hole == NULL)
2534                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
2535
2536                 /* Assume this retransmit will generate
2537                  * only one packet for congestion window
2538                  * calculation purposes.  This works because
2539                  * tcp_retransmit_skb() will chop up the
2540                  * packet to be MSS sized and all the
2541                  * packet counting works out.
2542                  */
2543                 if (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd)
2544                         return;
2545
2546                 if (fwd_rexmitting) {
2547 begin_fwd:
2548                         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_highest_sack_seq(tp)))
2549                                 break;
2550                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPFORWARDRETRANS;
2551
2552                 } else if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->retransmit_high)) {
2553                         tp->retransmit_high = last_lost;
2554                         if (!tcp_can_forward_retransmit(sk))
2555                                 break;
2556                         /* Backtrack if necessary to non-L'ed skb */
2557                         if (hole != NULL) {
2558                                 skb = hole;
2559                                 hole = NULL;
2560                         }
2561                         fwd_rexmitting = 1;
2562                         goto begin_fwd;
2563
2564                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
2565                         if (hole == NULL && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
2566                                 hole = skb;
2567                         continue;
2568
2569                 } else {
2570                         last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2571                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
2572                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
2573                         else
2574                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
2575                 }
2576
2577                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
2578                         continue;
2579
2580                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb))
2581                         return;
2582
2583                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), mib_idx);
2584
2585                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2586                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
2587
2588                 if (skb == tcp_write_queue_head(sk))
2589                         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2590                                                   inet_csk(sk)->icsk_rto,
2591                                                   TCP_RTO_MAX);
2592         }
2593 }
2594
2595 /* Send a fin.  The caller locks the socket for us.  This cannot be
2596  * allowed to fail queueing a FIN frame under any circumstances.
2597  */
2598 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
2599 {
2600         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2601         struct sk_buff *skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2602         int mss_now;
2603
2604         /* Optimization, tack on the FIN if we have a queue of
2605          * unsent frames.  But be careful about outgoing SACKS
2606          * and IP options.
2607          */
2608         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2609
2610         if (tcp_send_head(sk) != NULL) {
2611                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
2612                 TCP_SKB_CB(skb)->end_seq++;
2613                 tp->write_seq++;
2614         } else {
2615                 /* Socket is locked, keep trying until memory is available. */
2616                 for (;;) {
2617                         skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER,
2618                                                sk->sk_allocation);
2619                         if (skb)
2620                                 break;
2621                         yield();
2622                 }
2623
2624                 /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2625                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2626                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
2627                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
2628                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
2629                 tcp_queue_skb(sk, skb);
2630         }
2631         __tcp_push_pending_frames(sk, mss_now, TCP_NAGLE_OFF);
2632 }
2633
2634 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
2635  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
2636  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
2637  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
2638  */
2639 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
2640 {
2641         struct sk_buff *skb;
2642
2643         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
2644         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
2645         if (!skb) {
2646                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
2647                 return;
2648         }
2649
2650         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2651         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2652         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
2653                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
2654         /* Send it off. */
2655         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2656         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
2657                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
2658
2659         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
2660 }
2661
2662 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
2663  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
2664  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
2665  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
2666  * and rcv_wscale values will not be correct.
2667  */
2668 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
2669 {
2670         struct sk_buff *skb;
2671
2672         skb = tcp_write_queue_head(sk);
2673         if (skb == NULL || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
2674                 pr_debug("%s: wrong queue state\n", __func__);
2675                 return -EFAULT;
2676         }
2677         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
2678                 if (skb_cloned(skb)) {
2679                         struct sk_buff *nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
2680                         if (nskb == NULL)
2681                                 return -ENOMEM;
2682                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2683                         skb_header_release(nskb);
2684                         __tcp_add_write_queue_head(sk, nskb);
2685                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2686                         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
2687                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2688                         skb = nskb;
2689                 }
2690
2691                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
2692                 TCP_ECN_send_synack(tcp_sk(sk), skb);
2693         }
2694         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2695         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2696 }
2697
2698 /**
2699  * tcp_make_synack - Prepare a SYN-ACK.
2700  * sk: listener socket
2701  * dst: dst entry attached to the SYNACK
2702  * req: request_sock pointer
2703  *
2704  * Allocate one skb and build a SYNACK packet.
2705  * @dst is consumed : Caller should not use it again.
2706  */
2707 struct sk_buff *tcp_make_synack(struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
2708                                 struct request_sock *req,
2709                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc)
2710 {
2711         struct tcp_out_options opts;
2712         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
2713         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2714         struct tcphdr *th;
2715         struct sk_buff *skb;
2716         struct tcp_md5sig_key *md5;
2717         int tcp_header_size;
2718         int mss;
2719
2720         skb = sock_wmalloc(sk, MAX_TCP_HEADER + 15, 1, GFP_ATOMIC);
2721         if (unlikely(!skb)) {
2722                 dst_release(dst);
2723                 return NULL;
2724         }
2725         /* Reserve space for headers. */
2726         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2727
2728         skb_dst_set(skb, dst);
2729         security_skb_owned_by(skb, sk);
2730
2731         mss = dst_metric_advmss(dst);
2732         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < mss)
2733                 mss = tp->rx_opt.user_mss;
2734
2735         if (req->rcv_wnd == 0) { /* ignored for retransmitted syns */
2736                 __u8 rcv_wscale;
2737                 /* Set this up on the first call only */
2738                 req->window_clamp = tp->window_clamp ? : dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
2739
2740                 /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
2741                 if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
2742                     (req->window_clamp > tcp_full_space(sk) || req->window_clamp == 0))
2743                         req->window_clamp = tcp_full_space(sk);
2744
2745                 /* tcp_full_space because it is guaranteed to be the first packet */
2746                 tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
2747                         mss - (ireq->tstamp_ok ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0),
2748                         &req->rcv_wnd,
2749                         &req->window_clamp,
2750                         ireq->wscale_ok,
2751                         &rcv_wscale,
2752                         dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
2753                 ireq->rcv_wscale = rcv_wscale;
2754         }
2755
2756         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
2757 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
2758         if (unlikely(req->cookie_ts))
2759                 TCP_SKB_CB(skb)->when = cookie_init_timestamp(req);
2760         else
2761 #endif
2762         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2763         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, &md5,
2764                                              foc) + sizeof(*th);
2765
2766         skb_push(skb, tcp_header_size);
2767         skb_reset_transport_header(skb);
2768
2769         th = tcp_hdr(skb);
2770         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
2771         th->syn = 1;
2772         th->ack = 1;
2773         TCP_ECN_make_synack(req, th);
2774         th->source = htons(ireq->ir_num);
2775         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
2776         /* Setting of flags are superfluous here for callers (and ECE is
2777          * not even correctly set)
2778          */
2779         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_rsk(req)->snt_isn,
2780                              TCPHDR_SYN | TCPHDR_ACK);
2781
2782         th->seq = htonl(TCP_SKB_CB(skb)->seq);
2783         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
2784         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
2785
2786         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
2787         th->window = htons(min(req->rcv_wnd, 65535U));
2788         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
2789         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
2790         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS, tcp_skb_pcount(skb));
2791
2792 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2793         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
2794         if (md5) {
2795                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
2796                                                md5, NULL, req, skb);
2797         }
2798 #endif
2799
2800         return skb;
2801 }
2802 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
2803
2804 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
2805 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
2806 {
2807         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
2808         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2809         __u8 rcv_wscale;
2810
2811         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
2812          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
2813          */
2814         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr) +
2815                 (sysctl_tcp_timestamps ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0);
2816
2817 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2818         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk) != NULL)
2819                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
2820 #endif
2821
2822         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
2823         if (tp->rx_opt.user_mss)
2824                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
2825         tp->max_window = 0;
2826         tcp_mtup_init(sk);
2827         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
2828
2829         if (!tp->window_clamp)
2830                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
2831         tp->advmss = dst_metric_advmss(dst);
2832         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->advmss)
2833                 tp->advmss = tp->rx_opt.user_mss;
2834
2835         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
2836
2837         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
2838         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
2839             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
2840                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
2841
2842         tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
2843                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
2844                                   &tp->rcv_wnd,
2845                                   &tp->window_clamp,
2846                                   sysctl_tcp_window_scaling,
2847                                   &rcv_wscale,
2848                                   dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
2849
2850         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
2851         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
2852
2853         sk->sk_err = 0;
2854         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
2855         tp->snd_wnd = 0;
2856         tcp_init_wl(tp, 0);
2857         tp->snd_una = tp->write_seq;
2858         tp->snd_sml = tp->write_seq;
2859         tp->snd_up = tp->write_seq;
2860         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
2861
2862         if (likely(!tp->repair))
2863                 tp->rcv_nxt = 0;
2864         else
2865                 tp->rcv_tstamp = tcp_time_stamp;
2866         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
2867         tp->copied_seq = tp->rcv_nxt;
2868
2869         inet_csk(sk)->icsk_rto = TCP_TIMEOUT_INIT;
2870         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
2871         tcp_clear_retrans(tp);
2872 }
2873
2874 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2875 {
2876         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2877         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
2878
2879         tcb->end_seq += skb->len;
2880         skb_header_release(skb);
2881         __tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
2882         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
2883         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
2884         tp->write_seq = tcb->end_seq;
2885         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
2886 }
2887
2888 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
2889  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
2890  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
2891  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
2892  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
2893  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
2894  */
2895 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
2896 {
2897         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2898         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
2899         int syn_loss = 0, space, i, err = 0, iovlen = fo->data->msg_iovlen;
2900         struct sk_buff *syn_data = NULL, *data;
2901         unsigned long last_syn_loss = 0;
2902
2903         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
2904         tcp_fastopen_cache_get(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie,
2905                                &syn_loss, &last_syn_loss);
2906         /* Recurring FO SYN losses: revert to regular handshake temporarily */
2907         if (syn_loss > 1 &&
2908             time_before(jiffies, last_syn_loss + (60*HZ << syn_loss))) {
2909                 fo->cookie.len = -1;
2910                 goto fallback;
2911         }
2912
2913         if (sysctl_tcp_fastopen & TFO_CLIENT_NO_COOKIE)
2914                 fo->cookie.len = -1;
2915         else if (fo->cookie.len <= 0)
2916                 goto fallback;
2917
2918         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
2919          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
2920          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
2921          */
2922         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->rx_opt.mss_clamp)
2923                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
2924         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie) -
2925                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
2926
2927         space = min_t(size_t, space, fo->size);
2928
2929         /* limit to order-0 allocations */
2930         space = min_t(size_t, space, SKB_MAX_HEAD(MAX_TCP_HEADER));
2931
2932         syn_data = skb_copy_expand(syn, MAX_TCP_HEADER, space,
2933                                    sk->sk_allocation);
2934         if (syn_data == NULL)
2935                 goto fallback;
2936
2937         for (i = 0; i < iovlen && syn_data->len < space; ++i) {
2938                 struct iovec *iov = &fo->data->msg_iov[i];
2939                 unsigned char __user *from = iov->iov_base;
2940                 int len = iov->iov_len;
2941
2942                 if (syn_data->len + len > space)
2943                         len = space - syn_data->len;
2944                 else if (i + 1 == iovlen)
2945                         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
2946                         fo->data = NULL;
2947
2948                 if (skb_add_data(syn_data, from, len))
2949                         goto fallback;
2950         }
2951
2952         /* Queue a data-only packet after the regular SYN for retransmission */
2953         data = pskb_copy(syn_data, sk->sk_allocation);
2954         if (data == NULL)
2955                 goto fallback;
2956         TCP_SKB_CB(data)->seq++;
2957         TCP_SKB_CB(data)->tcp_flags &= ~TCPHDR_SYN;
2958         TCP_SKB_CB(data)->tcp_flags = (TCPHDR_ACK|TCPHDR_PSH);
2959         tcp_connect_queue_skb(sk, data);
2960         fo->copied = data->len;
2961
2962         if (tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 0, sk->sk_allocation) == 0) {
2963                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
2964                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPFASTOPENACTIVE);
2965                 goto done;
2966         }
2967         syn_data = NULL;
2968
2969 fallback:
2970         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
2971         if (fo->cookie.len > 0)
2972                 fo->cookie.len = 0;
2973         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
2974         if (err)
2975                 tp->syn_fastopen = 0;
2976         kfree_skb(syn_data);
2977 done:
2978         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
2979         return err;
2980 }
2981
2982 /* Build a SYN and send it off. */
2983 int tcp_connect(struct sock *sk)
2984 {
2985         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2986         struct sk_buff *buff;
2987         int err;
2988
2989         tcp_connect_init(sk);
2990
2991         if (unlikely(tp->repair)) {
2992                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
2993                 return 0;
2994         }
2995
2996         buff = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER + 15, sk->sk_allocation);
2997         if (unlikely(buff == NULL))
2998                 return -ENOBUFS;
2999
3000         /* Reserve space for headers. */
3001         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3002
3003         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3004         tp->retrans_stamp = TCP_SKB_CB(buff)->when = tcp_time_stamp;
3005         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3006         TCP_ECN_send_syn(sk, buff);
3007
3008         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3009         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3010               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3011         if (err == -ECONNREFUSED)
3012                 return err;
3013
3014         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3015          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3016          */
3017         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
3018         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3019         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3020
3021         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3022         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3023                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3024         return 0;
3025 }
3026 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3027
3028 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3029  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3030  * for details.
3031  */
3032 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3033 {
3034         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3035         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3036         unsigned long timeout;
3037
3038         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3039                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3040                 int max_ato = HZ / 2;
3041
3042                 if (icsk->icsk_ack.pingpong ||
3043                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3044                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3045
3046                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3047
3048                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3049                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3050                  * directly.
3051                  */
3052                 if (tp->srtt) {
3053                         int rtt = max(tp->srtt >> 3, TCP_DELACK_MIN);
3054
3055                         if (rtt < max_ato)
3056                                 max_ato = rtt;
3057                 }
3058
3059                 ato = min(ato, max_ato);
3060         }
3061
3062         /* Stay within the limit we were given */
3063         timeout = jiffies + ato;
3064
3065         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
3066         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
3067                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
3068                  * send ACK now.
3069                  */
3070                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
3071                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
3072                         tcp_send_ack(sk);
3073                         return;
3074                 }
3075
3076                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
3077                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
3078         }
3079         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
3080         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
3081         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
3082 }
3083
3084 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
3085 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
3086 {
3087         struct sk_buff *buff;
3088
3089         /* If we have been reset, we may not send again. */
3090         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3091                 return;
3092
3093         /* We are not putting this on the write queue, so
3094          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
3095          * sock.
3096          */
3097         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
3098         if (buff == NULL) {
3099                 inet_csk_schedule_ack(sk);
3100                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
3101                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
3102                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
3103                 return;
3104         }
3105
3106         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3107         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3108         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
3109
3110         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
3111         TCP_SKB_CB(buff)->when = tcp_time_stamp;
3112         tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
3113 }
3114
3115 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
3116  * number. It assumes the other end will try to ack it.
3117  *
3118  * Question: what should we make while urgent mode?
3119  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
3120  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
3121  *
3122  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
3123  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
3124  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
3125  */
3126 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent)
3127 {
3128         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3129         struct sk_buff *skb;
3130
3131         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
3132         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
3133         if (skb == NULL)
3134                 return -1;
3135
3136         /* Reserve space for headers and set control bits. */
3137         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3138         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
3139          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
3140          * send it.
3141          */
3142         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
3143         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
3144         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, GFP_ATOMIC);
3145 }
3146
3147 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
3148 {
3149         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
3150                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
3151                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0);
3152         }
3153 }
3154
3155 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
3156 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk)
3157 {
3158         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3159         struct sk_buff *skb;
3160
3161         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3162                 return -1;
3163
3164         if ((skb = tcp_send_head(sk)) != NULL &&
3165             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
3166                 int err;
3167                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
3168                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3169
3170                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
3171                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
3172
3173                 /* We are probing the opening of a window
3174                  * but the window size is != 0
3175                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
3176                  */
3177                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
3178                     skb->len > mss) {
3179                         seg_size = min(seg_size, mss);
3180                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3181                         if (tcp_fragment(sk, skb, seg_size, mss))
3182                                 return -1;
3183                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
3184                         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss);
3185
3186                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3187                 TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
3188                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3189                 if (!err)
3190                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
3191                 return err;
3192         } else {
3193                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
3194                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1);
3195                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0);
3196         }
3197 }
3198
3199 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
3200  * a partial packet else a zero probe.
3201  */
3202 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
3203 {
3204         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3205         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3206         int err;
3207
3208         err = tcp_write_wakeup(sk);
3209
3210         if (tp->packets_out || !tcp_send_head(sk)) {
3211                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
3212                 icsk->icsk_probes_out = 0;
3213                 icsk->icsk_backoff = 0;
3214                 return;
3215         }
3216
3217         if (err <= 0) {
3218                 if (icsk->icsk_backoff < sysctl_tcp_retries2)
3219                         icsk->icsk_backoff++;
3220                 icsk->icsk_probes_out++;
3221                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
3222                                           min(icsk->icsk_rto << icsk->icsk_backoff, TCP_RTO_MAX),
3223                                           TCP_RTO_MAX);
3224         } else {
3225                 /* If packet was not sent due to local congestion,
3226                  * do not backoff and do not remember icsk_probes_out.
3227                  * Let local senders to fight for local resources.
3228                  *
3229                  * Use accumulated backoff yet.
3230                  */
3231                 if (!icsk->icsk_probes_out)
3232                         icsk->icsk_probes_out = 1;
3233                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
3234                                           min(icsk->icsk_rto << icsk->icsk_backoff,
3235                                               TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL),
3236                                           TCP_RTO_MAX);
3237         }
3238 }