4c46fa7c451df041fc7bf73d977b16dade0417ee
[pandora-kernel.git] / net / ipv4 / tcp_input.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:
23  *              Pedro Roque     :       Fast Retransmit/Recovery.
24  *                                      Two receive queues.
25  *                                      Retransmit queue handled by TCP.
26  *                                      Better retransmit timer handling.
27  *                                      New congestion avoidance.
28  *                                      Header prediction.
29  *                                      Variable renaming.
30  *
31  *              Eric            :       Fast Retransmit.
32  *              Randy Scott     :       MSS option defines.
33  *              Eric Schenk     :       Fixes to slow start algorithm.
34  *              Eric Schenk     :       Yet another double ACK bug.
35  *              Eric Schenk     :       Delayed ACK bug fixes.
36  *              Eric Schenk     :       Floyd style fast retrans war avoidance.
37  *              David S. Miller :       Don't allow zero congestion window.
38  *              Eric Schenk     :       Fix retransmitter so that it sends
39  *                                      next packet on ack of previous packet.
40  *              Andi Kleen      :       Moved open_request checking here
41  *                                      and process RSTs for open_requests.
42  *              Andi Kleen      :       Better prune_queue, and other fixes.
43  *              Andrey Savochkin:       Fix RTT measurements in the presence of
44  *                                      timestamps.
45  *              Andrey Savochkin:       Check sequence numbers correctly when
46  *                                      removing SACKs due to in sequence incoming
47  *                                      data segments.
48  *              Andi Kleen:             Make sure we never ack data there is not
49  *                                      enough room for. Also make this condition
50  *                                      a fatal error if it might still happen.
51  *              Andi Kleen:             Add tcp_measure_rcv_mss to make
52  *                                      connections with MSS<min(MTU,ann. MSS)
53  *                                      work without delayed acks.
54  *              Andi Kleen:             Process packets with PSH set in the
55  *                                      fast path.
56  *              J Hadi Salim:           ECN support
57  *              Andrei Gurtov,
58  *              Pasi Sarolahti,
59  *              Panu Kuhlberg:          Experimental audit of TCP (re)transmission
60  *                                      engine. Lots of bugs are found.
61  *              Pasi Sarolahti:         F-RTO for dealing with spurious RTOs
62  */
63
64 #include <linux/mm.h>
65 #include <linux/slab.h>
66 #include <linux/module.h>
67 #include <linux/sysctl.h>
68 #include <linux/kernel.h>
69 #include <net/dst.h>
70 #include <net/tcp.h>
71 #include <net/inet_common.h>
72 #include <linux/ipsec.h>
73 #include <asm/unaligned.h>
74 #include <net/netdma.h>
75
76 int sysctl_tcp_timestamps __read_mostly = 1;
77 int sysctl_tcp_window_scaling __read_mostly = 1;
78 int sysctl_tcp_sack __read_mostly = 1;
79 int sysctl_tcp_fack __read_mostly = 1;
80 int sysctl_tcp_reordering __read_mostly = TCP_FASTRETRANS_THRESH;
81 EXPORT_SYMBOL(sysctl_tcp_reordering);
82 int sysctl_tcp_ecn __read_mostly = 2;
83 EXPORT_SYMBOL(sysctl_tcp_ecn);
84 int sysctl_tcp_dsack __read_mostly = 1;
85 int sysctl_tcp_app_win __read_mostly = 31;
86 int sysctl_tcp_adv_win_scale __read_mostly = 2;
87 EXPORT_SYMBOL(sysctl_tcp_adv_win_scale);
88
89 int sysctl_tcp_stdurg __read_mostly;
90 int sysctl_tcp_rfc1337 __read_mostly;
91 int sysctl_tcp_max_orphans __read_mostly = NR_FILE;
92 int sysctl_tcp_frto __read_mostly = 2;
93 int sysctl_tcp_frto_response __read_mostly;
94 int sysctl_tcp_nometrics_save __read_mostly;
95
96 int sysctl_tcp_thin_dupack __read_mostly;
97
98 int sysctl_tcp_moderate_rcvbuf __read_mostly = 1;
99 int sysctl_tcp_abc __read_mostly;
100
101 #define FLAG_DATA               0x01 /* Incoming frame contained data.          */
102 #define FLAG_WIN_UPDATE         0x02 /* Incoming ACK was a window update.       */
103 #define FLAG_DATA_ACKED         0x04 /* This ACK acknowledged new data.         */
104 #define FLAG_RETRANS_DATA_ACKED 0x08 /* "" "" some of which was retransmitted.  */
105 #define FLAG_SYN_ACKED          0x10 /* This ACK acknowledged SYN.              */
106 #define FLAG_DATA_SACKED        0x20 /* New SACK.                               */
107 #define FLAG_ECE                0x40 /* ECE in this ACK                         */
108 #define FLAG_DATA_LOST          0x80 /* SACK detected data lossage.             */
109 #define FLAG_SLOWPATH           0x100 /* Do not skip RFC checks for window update.*/
110 #define FLAG_ONLY_ORIG_SACKED   0x200 /* SACKs only non-rexmit sent before RTO */
111 #define FLAG_SND_UNA_ADVANCED   0x400 /* Snd_una was changed (!= FLAG_DATA_ACKED) */
112 #define FLAG_DSACKING_ACK       0x800 /* SACK blocks contained D-SACK info */
113 #define FLAG_NONHEAD_RETRANS_ACKED      0x1000 /* Non-head rexmitted data was ACKed */
114 #define FLAG_SACK_RENEGING      0x2000 /* snd_una advanced to a sacked seq */
115
116 #define FLAG_ACKED              (FLAG_DATA_ACKED|FLAG_SYN_ACKED)
117 #define FLAG_NOT_DUP            (FLAG_DATA|FLAG_WIN_UPDATE|FLAG_ACKED)
118 #define FLAG_CA_ALERT           (FLAG_DATA_SACKED|FLAG_ECE)
119 #define FLAG_FORWARD_PROGRESS   (FLAG_ACKED|FLAG_DATA_SACKED)
120 #define FLAG_ANY_PROGRESS       (FLAG_FORWARD_PROGRESS|FLAG_SND_UNA_ADVANCED)
121
122 #define TCP_REMNANT (TCP_FLAG_FIN|TCP_FLAG_URG|TCP_FLAG_SYN|TCP_FLAG_PSH)
123 #define TCP_HP_BITS (~(TCP_RESERVED_BITS|TCP_FLAG_PSH))
124
125 /* Adapt the MSS value used to make delayed ack decision to the
126  * real world.
127  */
128 static void tcp_measure_rcv_mss(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
129 {
130         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
131         const unsigned int lss = icsk->icsk_ack.last_seg_size;
132         unsigned int len;
133
134         icsk->icsk_ack.last_seg_size = 0;
135
136         /* skb->len may jitter because of SACKs, even if peer
137          * sends good full-sized frames.
138          */
139         len = skb_shinfo(skb)->gso_size ? : skb->len;
140         if (len >= icsk->icsk_ack.rcv_mss) {
141                 icsk->icsk_ack.rcv_mss = len;
142         } else {
143                 /* Otherwise, we make more careful check taking into account,
144                  * that SACKs block is variable.
145                  *
146                  * "len" is invariant segment length, including TCP header.
147                  */
148                 len += skb->data - skb_transport_header(skb);
149                 if (len >= TCP_MSS_DEFAULT + sizeof(struct tcphdr) ||
150                     /* If PSH is not set, packet should be
151                      * full sized, provided peer TCP is not badly broken.
152                      * This observation (if it is correct 8)) allows
153                      * to handle super-low mtu links fairly.
154                      */
155                     (len >= TCP_MIN_MSS + sizeof(struct tcphdr) &&
156                      !(tcp_flag_word(tcp_hdr(skb)) & TCP_REMNANT))) {
157                         /* Subtract also invariant (if peer is RFC compliant),
158                          * tcp header plus fixed timestamp option length.
159                          * Resulting "len" is MSS free of SACK jitter.
160                          */
161                         len -= tcp_sk(sk)->tcp_header_len;
162                         icsk->icsk_ack.last_seg_size = len;
163                         if (len == lss) {
164                                 icsk->icsk_ack.rcv_mss = len;
165                                 return;
166                         }
167                 }
168                 if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED)
169                         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_PUSHED2;
170                 icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_PUSHED;
171         }
172 }
173
174 static void tcp_incr_quickack(struct sock *sk)
175 {
176         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
177         unsigned quickacks = tcp_sk(sk)->rcv_wnd / (2 * icsk->icsk_ack.rcv_mss);
178
179         if (quickacks == 0)
180                 quickacks = 2;
181         if (quickacks > icsk->icsk_ack.quick)
182                 icsk->icsk_ack.quick = min(quickacks, TCP_MAX_QUICKACKS);
183 }
184
185 static void tcp_enter_quickack_mode(struct sock *sk)
186 {
187         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
188         tcp_incr_quickack(sk);
189         icsk->icsk_ack.pingpong = 0;
190         icsk->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
191 }
192
193 /* Send ACKs quickly, if "quick" count is not exhausted
194  * and the session is not interactive.
195  */
196
197 static inline int tcp_in_quickack_mode(const struct sock *sk)
198 {
199         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
200         return icsk->icsk_ack.quick && !icsk->icsk_ack.pingpong;
201 }
202
203 static inline void TCP_ECN_queue_cwr(struct tcp_sock *tp)
204 {
205         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK)
206                 tp->ecn_flags |= TCP_ECN_QUEUE_CWR;
207 }
208
209 static inline void TCP_ECN_accept_cwr(struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb)
210 {
211         if (tcp_hdr(skb)->cwr)
212                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_DEMAND_CWR;
213 }
214
215 static inline void TCP_ECN_withdraw_cwr(struct tcp_sock *tp)
216 {
217         tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_DEMAND_CWR;
218 }
219
220 static inline void TCP_ECN_check_ce(struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb)
221 {
222         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
223                 return;
224
225         switch (TCP_SKB_CB(skb)->ip_dsfield & INET_ECN_MASK) {
226         case INET_ECN_NOT_ECT:
227                 /* Funny extension: if ECT is not set on a segment,
228                  * and we already seen ECT on a previous segment,
229                  * it is probably a retransmit.
230                  */
231                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_SEEN)
232                         tcp_enter_quickack_mode((struct sock *)tp);
233                 break;
234         case INET_ECN_CE:
235                 tp->ecn_flags |= TCP_ECN_DEMAND_CWR;
236                 /* fallinto */
237         default:
238                 tp->ecn_flags |= TCP_ECN_SEEN;
239         }
240 }
241
242 static inline void TCP_ECN_rcv_synack(struct tcp_sock *tp, const struct tcphdr *th)
243 {
244         if ((tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) && (!th->ece || th->cwr))
245                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_OK;
246 }
247
248 static inline void TCP_ECN_rcv_syn(struct tcp_sock *tp, const struct tcphdr *th)
249 {
250         if ((tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) && (!th->ece || !th->cwr))
251                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_OK;
252 }
253
254 static inline int TCP_ECN_rcv_ecn_echo(const struct tcp_sock *tp, const struct tcphdr *th)
255 {
256         if (th->ece && !th->syn && (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
257                 return 1;
258         return 0;
259 }
260
261 /* Buffer size and advertised window tuning.
262  *
263  * 1. Tuning sk->sk_sndbuf, when connection enters established state.
264  */
265
266 static void tcp_fixup_sndbuf(struct sock *sk)
267 {
268         int sndmem = SKB_TRUESIZE(tcp_sk(sk)->rx_opt.mss_clamp + MAX_TCP_HEADER);
269
270         sndmem *= TCP_INIT_CWND;
271         if (sk->sk_sndbuf < sndmem)
272                 sk->sk_sndbuf = min(sndmem, sysctl_tcp_wmem[2]);
273 }
274
275 /* 2. Tuning advertised window (window_clamp, rcv_ssthresh)
276  *
277  * All tcp_full_space() is split to two parts: "network" buffer, allocated
278  * forward and advertised in receiver window (tp->rcv_wnd) and
279  * "application buffer", required to isolate scheduling/application
280  * latencies from network.
281  * window_clamp is maximal advertised window. It can be less than
282  * tcp_full_space(), in this case tcp_full_space() - window_clamp
283  * is reserved for "application" buffer. The less window_clamp is
284  * the smoother our behaviour from viewpoint of network, but the lower
285  * throughput and the higher sensitivity of the connection to losses. 8)
286  *
287  * rcv_ssthresh is more strict window_clamp used at "slow start"
288  * phase to predict further behaviour of this connection.
289  * It is used for two goals:
290  * - to enforce header prediction at sender, even when application
291  *   requires some significant "application buffer". It is check #1.
292  * - to prevent pruning of receive queue because of misprediction
293  *   of receiver window. Check #2.
294  *
295  * The scheme does not work when sender sends good segments opening
296  * window and then starts to feed us spaghetti. But it should work
297  * in common situations. Otherwise, we have to rely on queue collapsing.
298  */
299
300 /* Slow part of check#2. */
301 static int __tcp_grow_window(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
302 {
303         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
304         /* Optimize this! */
305         int truesize = tcp_win_from_space(skb->truesize) >> 1;
306         int window = tcp_win_from_space(sysctl_tcp_rmem[2]) >> 1;
307
308         while (tp->rcv_ssthresh <= window) {
309                 if (truesize <= skb->len)
310                         return 2 * inet_csk(sk)->icsk_ack.rcv_mss;
311
312                 truesize >>= 1;
313                 window >>= 1;
314         }
315         return 0;
316 }
317
318 static void tcp_grow_window(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
319 {
320         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
321
322         /* Check #1 */
323         if (tp->rcv_ssthresh < tp->window_clamp &&
324             (int)tp->rcv_ssthresh < tcp_space(sk) &&
325             !tcp_memory_pressure) {
326                 int incr;
327
328                 /* Check #2. Increase window, if skb with such overhead
329                  * will fit to rcvbuf in future.
330                  */
331                 if (tcp_win_from_space(skb->truesize) <= skb->len)
332                         incr = 2 * tp->advmss;
333                 else
334                         incr = __tcp_grow_window(sk, skb);
335
336                 if (incr) {
337                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh + incr,
338                                                tp->window_clamp);
339                         inet_csk(sk)->icsk_ack.quick |= 1;
340                 }
341         }
342 }
343
344 /* 3. Tuning rcvbuf, when connection enters established state. */
345
346 static void tcp_fixup_rcvbuf(struct sock *sk)
347 {
348         u32 mss = tcp_sk(sk)->advmss;
349         u32 icwnd = TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND;
350         int rcvmem;
351
352         /* Limit to 10 segments if mss <= 1460,
353          * or 14600/mss segments, with a minimum of two segments.
354          */
355         if (mss > 1460)
356                 icwnd = max_t(u32, (1460 * TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND) / mss, 2);
357
358         rcvmem = SKB_TRUESIZE(mss + MAX_TCP_HEADER);
359         while (tcp_win_from_space(rcvmem) < mss)
360                 rcvmem += 128;
361
362         rcvmem *= icwnd;
363
364         if (sk->sk_rcvbuf < rcvmem)
365                 sk->sk_rcvbuf = min(rcvmem, sysctl_tcp_rmem[2]);
366 }
367
368 /* 4. Try to fixup all. It is made immediately after connection enters
369  *    established state.
370  */
371 static void tcp_init_buffer_space(struct sock *sk)
372 {
373         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
374         int maxwin;
375
376         if (!(sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK))
377                 tcp_fixup_rcvbuf(sk);
378         if (!(sk->sk_userlocks & SOCK_SNDBUF_LOCK))
379                 tcp_fixup_sndbuf(sk);
380
381         tp->rcvq_space.space = tp->rcv_wnd;
382
383         maxwin = tcp_full_space(sk);
384
385         if (tp->window_clamp >= maxwin) {
386                 tp->window_clamp = maxwin;
387
388                 if (sysctl_tcp_app_win && maxwin > 4 * tp->advmss)
389                         tp->window_clamp = max(maxwin -
390                                                (maxwin >> sysctl_tcp_app_win),
391                                                4 * tp->advmss);
392         }
393
394         /* Force reservation of one segment. */
395         if (sysctl_tcp_app_win &&
396             tp->window_clamp > 2 * tp->advmss &&
397             tp->window_clamp + tp->advmss > maxwin)
398                 tp->window_clamp = max(2 * tp->advmss, maxwin - tp->advmss);
399
400         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh, tp->window_clamp);
401         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
402 }
403
404 /* 5. Recalculate window clamp after socket hit its memory bounds. */
405 static void tcp_clamp_window(struct sock *sk)
406 {
407         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
408         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
409
410         icsk->icsk_ack.quick = 0;
411
412         if (sk->sk_rcvbuf < sysctl_tcp_rmem[2] &&
413             !(sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK) &&
414             !tcp_memory_pressure &&
415             atomic_long_read(&tcp_memory_allocated) < sysctl_tcp_mem[0]) {
416                 sk->sk_rcvbuf = min(atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc),
417                                     sysctl_tcp_rmem[2]);
418         }
419         if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) > sk->sk_rcvbuf)
420                 tp->rcv_ssthresh = min(tp->window_clamp, 2U * tp->advmss);
421 }
422
423 /* Initialize RCV_MSS value.
424  * RCV_MSS is an our guess about MSS used by the peer.
425  * We haven't any direct information about the MSS.
426  * It's better to underestimate the RCV_MSS rather than overestimate.
427  * Overestimations make us ACKing less frequently than needed.
428  * Underestimations are more easy to detect and fix by tcp_measure_rcv_mss().
429  */
430 void tcp_initialize_rcv_mss(struct sock *sk)
431 {
432         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
433         unsigned int hint = min_t(unsigned int, tp->advmss, tp->mss_cache);
434
435         hint = min(hint, tp->rcv_wnd / 2);
436         hint = min(hint, TCP_MSS_DEFAULT);
437         hint = max(hint, TCP_MIN_MSS);
438
439         inet_csk(sk)->icsk_ack.rcv_mss = hint;
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(tcp_initialize_rcv_mss);
442
443 /* Receiver "autotuning" code.
444  *
445  * The algorithm for RTT estimation w/o timestamps is based on
446  * Dynamic Right-Sizing (DRS) by Wu Feng and Mike Fisk of LANL.
447  * <http://public.lanl.gov/radiant/pubs.html#DRS>
448  *
449  * More detail on this code can be found at
450  * <http://staff.psc.edu/jheffner/>,
451  * though this reference is out of date.  A new paper
452  * is pending.
453  */
454 static void tcp_rcv_rtt_update(struct tcp_sock *tp, u32 sample, int win_dep)
455 {
456         u32 new_sample = tp->rcv_rtt_est.rtt;
457         long m = sample;
458
459         if (m == 0)
460                 m = 1;
461
462         if (new_sample != 0) {
463                 /* If we sample in larger samples in the non-timestamp
464                  * case, we could grossly overestimate the RTT especially
465                  * with chatty applications or bulk transfer apps which
466                  * are stalled on filesystem I/O.
467                  *
468                  * Also, since we are only going for a minimum in the
469                  * non-timestamp case, we do not smooth things out
470                  * else with timestamps disabled convergence takes too
471                  * long.
472                  */
473                 if (!win_dep) {
474                         m -= (new_sample >> 3);
475                         new_sample += m;
476                 } else {
477                         m <<= 3;
478                         if (m < new_sample)
479                                 new_sample = m;
480                 }
481         } else {
482                 /* No previous measure. */
483                 new_sample = m << 3;
484         }
485
486         if (tp->rcv_rtt_est.rtt != new_sample)
487                 tp->rcv_rtt_est.rtt = new_sample;
488 }
489
490 static inline void tcp_rcv_rtt_measure(struct tcp_sock *tp)
491 {
492         if (tp->rcv_rtt_est.time == 0)
493                 goto new_measure;
494         if (before(tp->rcv_nxt, tp->rcv_rtt_est.seq))
495                 return;
496         tcp_rcv_rtt_update(tp, jiffies - tp->rcv_rtt_est.time, 1);
497
498 new_measure:
499         tp->rcv_rtt_est.seq = tp->rcv_nxt + tp->rcv_wnd;
500         tp->rcv_rtt_est.time = tcp_time_stamp;
501 }
502
503 static inline void tcp_rcv_rtt_measure_ts(struct sock *sk,
504                                           const struct sk_buff *skb)
505 {
506         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
507         if (tp->rx_opt.rcv_tsecr &&
508             (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq -
509              TCP_SKB_CB(skb)->seq >= inet_csk(sk)->icsk_ack.rcv_mss))
510                 tcp_rcv_rtt_update(tp, tcp_time_stamp - tp->rx_opt.rcv_tsecr, 0);
511 }
512
513 /*
514  * This function should be called every time data is copied to user space.
515  * It calculates the appropriate TCP receive buffer space.
516  */
517 void tcp_rcv_space_adjust(struct sock *sk)
518 {
519         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
520         int time;
521         int space;
522
523         if (tp->rcvq_space.time == 0)
524                 goto new_measure;
525
526         time = tcp_time_stamp - tp->rcvq_space.time;
527         if (time < (tp->rcv_rtt_est.rtt >> 3) || tp->rcv_rtt_est.rtt == 0)
528                 return;
529
530         space = 2 * (tp->copied_seq - tp->rcvq_space.seq);
531
532         space = max(tp->rcvq_space.space, space);
533
534         if (tp->rcvq_space.space != space) {
535                 int rcvmem;
536
537                 tp->rcvq_space.space = space;
538
539                 if (sysctl_tcp_moderate_rcvbuf &&
540                     !(sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK)) {
541                         int new_clamp = space;
542
543                         /* Receive space grows, normalize in order to
544                          * take into account packet headers and sk_buff
545                          * structure overhead.
546                          */
547                         space /= tp->advmss;
548                         if (!space)
549                                 space = 1;
550                         rcvmem = SKB_TRUESIZE(tp->advmss + MAX_TCP_HEADER);
551                         while (tcp_win_from_space(rcvmem) < tp->advmss)
552                                 rcvmem += 128;
553                         space *= rcvmem;
554                         space = min(space, sysctl_tcp_rmem[2]);
555                         if (space > sk->sk_rcvbuf) {
556                                 sk->sk_rcvbuf = space;
557
558                                 /* Make the window clamp follow along.  */
559                                 tp->window_clamp = new_clamp;
560                         }
561                 }
562         }
563
564 new_measure:
565         tp->rcvq_space.seq = tp->copied_seq;
566         tp->rcvq_space.time = tcp_time_stamp;
567 }
568
569 /* There is something which you must keep in mind when you analyze the
570  * behavior of the tp->ato delayed ack timeout interval.  When a
571  * connection starts up, we want to ack as quickly as possible.  The
572  * problem is that "good" TCP's do slow start at the beginning of data
573  * transmission.  The means that until we send the first few ACK's the
574  * sender will sit on his end and only queue most of his data, because
575  * he can only send snd_cwnd unacked packets at any given time.  For
576  * each ACK we send, he increments snd_cwnd and transmits more of his
577  * queue.  -DaveM
578  */
579 static void tcp_event_data_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
580 {
581         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
582         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
583         u32 now;
584
585         inet_csk_schedule_ack(sk);
586
587         tcp_measure_rcv_mss(sk, skb);
588
589         tcp_rcv_rtt_measure(tp);
590
591         now = tcp_time_stamp;
592
593         if (!icsk->icsk_ack.ato) {
594                 /* The _first_ data packet received, initialize
595                  * delayed ACK engine.
596                  */
597                 tcp_incr_quickack(sk);
598                 icsk->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
599         } else {
600                 int m = now - icsk->icsk_ack.lrcvtime;
601
602                 if (m <= TCP_ATO_MIN / 2) {
603                         /* The fastest case is the first. */
604                         icsk->icsk_ack.ato = (icsk->icsk_ack.ato >> 1) + TCP_ATO_MIN / 2;
605                 } else if (m < icsk->icsk_ack.ato) {
606                         icsk->icsk_ack.ato = (icsk->icsk_ack.ato >> 1) + m;
607                         if (icsk->icsk_ack.ato > icsk->icsk_rto)
608                                 icsk->icsk_ack.ato = icsk->icsk_rto;
609                 } else if (m > icsk->icsk_rto) {
610                         /* Too long gap. Apparently sender failed to
611                          * restart window, so that we send ACKs quickly.
612                          */
613                         tcp_incr_quickack(sk);
614                         sk_mem_reclaim(sk);
615                 }
616         }
617         icsk->icsk_ack.lrcvtime = now;
618
619         TCP_ECN_check_ce(tp, skb);
620
621         if (skb->len >= 128)
622                 tcp_grow_window(sk, skb);
623 }
624
625 /* Called to compute a smoothed rtt estimate. The data fed to this
626  * routine either comes from timestamps, or from segments that were
627  * known _not_ to have been retransmitted [see Karn/Partridge
628  * Proceedings SIGCOMM 87]. The algorithm is from the SIGCOMM 88
629  * piece by Van Jacobson.
630  * NOTE: the next three routines used to be one big routine.
631  * To save cycles in the RFC 1323 implementation it was better to break
632  * it up into three procedures. -- erics
633  */
634 static void tcp_rtt_estimator(struct sock *sk, const __u32 mrtt)
635 {
636         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
637         long m = mrtt; /* RTT */
638
639         /*      The following amusing code comes from Jacobson's
640          *      article in SIGCOMM '88.  Note that rtt and mdev
641          *      are scaled versions of rtt and mean deviation.
642          *      This is designed to be as fast as possible
643          *      m stands for "measurement".
644          *
645          *      On a 1990 paper the rto value is changed to:
646          *      RTO = rtt + 4 * mdev
647          *
648          * Funny. This algorithm seems to be very broken.
649          * These formulae increase RTO, when it should be decreased, increase
650          * too slowly, when it should be increased quickly, decrease too quickly
651          * etc. I guess in BSD RTO takes ONE value, so that it is absolutely
652          * does not matter how to _calculate_ it. Seems, it was trap
653          * that VJ failed to avoid. 8)
654          */
655         if (m == 0)
656                 m = 1;
657         if (tp->srtt != 0) {
658                 m -= (tp->srtt >> 3);   /* m is now error in rtt est */
659                 tp->srtt += m;          /* rtt = 7/8 rtt + 1/8 new */
660                 if (m < 0) {
661                         m = -m;         /* m is now abs(error) */
662                         m -= (tp->mdev >> 2);   /* similar update on mdev */
663                         /* This is similar to one of Eifel findings.
664                          * Eifel blocks mdev updates when rtt decreases.
665                          * This solution is a bit different: we use finer gain
666                          * for mdev in this case (alpha*beta).
667                          * Like Eifel it also prevents growth of rto,
668                          * but also it limits too fast rto decreases,
669                          * happening in pure Eifel.
670                          */
671                         if (m > 0)
672                                 m >>= 3;
673                 } else {
674                         m -= (tp->mdev >> 2);   /* similar update on mdev */
675                 }
676                 tp->mdev += m;          /* mdev = 3/4 mdev + 1/4 new */
677                 if (tp->mdev > tp->mdev_max) {
678                         tp->mdev_max = tp->mdev;
679                         if (tp->mdev_max > tp->rttvar)
680                                 tp->rttvar = tp->mdev_max;
681                 }
682                 if (after(tp->snd_una, tp->rtt_seq)) {
683                         if (tp->mdev_max < tp->rttvar)
684                                 tp->rttvar -= (tp->rttvar - tp->mdev_max) >> 2;
685                         tp->rtt_seq = tp->snd_nxt;
686                         tp->mdev_max = tcp_rto_min(sk);
687                 }
688         } else {
689                 /* no previous measure. */
690                 tp->srtt = m << 3;      /* take the measured time to be rtt */
691                 tp->mdev = m << 1;      /* make sure rto = 3*rtt */
692                 tp->mdev_max = tp->rttvar = max(tp->mdev, tcp_rto_min(sk));
693                 tp->rtt_seq = tp->snd_nxt;
694         }
695 }
696
697 /* Calculate rto without backoff.  This is the second half of Van Jacobson's
698  * routine referred to above.
699  */
700 static inline void tcp_set_rto(struct sock *sk)
701 {
702         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
703         /* Old crap is replaced with new one. 8)
704          *
705          * More seriously:
706          * 1. If rtt variance happened to be less 50msec, it is hallucination.
707          *    It cannot be less due to utterly erratic ACK generation made
708          *    at least by solaris and freebsd. "Erratic ACKs" has _nothing_
709          *    to do with delayed acks, because at cwnd>2 true delack timeout
710          *    is invisible. Actually, Linux-2.4 also generates erratic
711          *    ACKs in some circumstances.
712          */
713         inet_csk(sk)->icsk_rto = __tcp_set_rto(tp);
714
715         /* 2. Fixups made earlier cannot be right.
716          *    If we do not estimate RTO correctly without them,
717          *    all the algo is pure shit and should be replaced
718          *    with correct one. It is exactly, which we pretend to do.
719          */
720
721         /* NOTE: clamping at TCP_RTO_MIN is not required, current algo
722          * guarantees that rto is higher.
723          */
724         tcp_bound_rto(sk);
725 }
726
727 /* Save metrics learned by this TCP session.
728    This function is called only, when TCP finishes successfully
729    i.e. when it enters TIME-WAIT or goes from LAST-ACK to CLOSE.
730  */
731 void tcp_update_metrics(struct sock *sk)
732 {
733         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
734         struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
735
736         if (sysctl_tcp_nometrics_save)
737                 return;
738
739         dst_confirm(dst);
740
741         if (dst && (dst->flags & DST_HOST)) {
742                 const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
743                 int m;
744                 unsigned long rtt;
745
746                 if (icsk->icsk_backoff || !tp->srtt) {
747                         /* This session failed to estimate rtt. Why?
748                          * Probably, no packets returned in time.
749                          * Reset our results.
750                          */
751                         if (!(dst_metric_locked(dst, RTAX_RTT)))
752                                 dst_metric_set(dst, RTAX_RTT, 0);
753                         return;
754                 }
755
756                 rtt = dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTT);
757                 m = rtt - tp->srtt;
758
759                 /* If newly calculated rtt larger than stored one,
760                  * store new one. Otherwise, use EWMA. Remember,
761                  * rtt overestimation is always better than underestimation.
762                  */
763                 if (!(dst_metric_locked(dst, RTAX_RTT))) {
764                         if (m <= 0)
765                                 set_dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTT, tp->srtt);
766                         else
767                                 set_dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTT, rtt - (m >> 3));
768                 }
769
770                 if (!(dst_metric_locked(dst, RTAX_RTTVAR))) {
771                         unsigned long var;
772                         if (m < 0)
773                                 m = -m;
774
775                         /* Scale deviation to rttvar fixed point */
776                         m >>= 1;
777                         if (m < tp->mdev)
778                                 m = tp->mdev;
779
780                         var = dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTTVAR);
781                         if (m >= var)
782                                 var = m;
783                         else
784                                 var -= (var - m) >> 2;
785
786                         set_dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTTVAR, var);
787                 }
788
789                 if (tcp_in_initial_slowstart(tp)) {
790                         /* Slow start still did not finish. */
791                         if (dst_metric(dst, RTAX_SSTHRESH) &&
792                             !dst_metric_locked(dst, RTAX_SSTHRESH) &&
793                             (tp->snd_cwnd >> 1) > dst_metric(dst, RTAX_SSTHRESH))
794                                 dst_metric_set(dst, RTAX_SSTHRESH, tp->snd_cwnd >> 1);
795                         if (!dst_metric_locked(dst, RTAX_CWND) &&
796                             tp->snd_cwnd > dst_metric(dst, RTAX_CWND))
797                                 dst_metric_set(dst, RTAX_CWND, tp->snd_cwnd);
798                 } else if (tp->snd_cwnd > tp->snd_ssthresh &&
799                            icsk->icsk_ca_state == TCP_CA_Open) {
800                         /* Cong. avoidance phase, cwnd is reliable. */
801                         if (!dst_metric_locked(dst, RTAX_SSTHRESH))
802                                 dst_metric_set(dst, RTAX_SSTHRESH,
803                                                max(tp->snd_cwnd >> 1, tp->snd_ssthresh));
804                         if (!dst_metric_locked(dst, RTAX_CWND))
805                                 dst_metric_set(dst, RTAX_CWND,
806                                                (dst_metric(dst, RTAX_CWND) +
807                                                 tp->snd_cwnd) >> 1);
808                 } else {
809                         /* Else slow start did not finish, cwnd is non-sense,
810                            ssthresh may be also invalid.
811                          */
812                         if (!dst_metric_locked(dst, RTAX_CWND))
813                                 dst_metric_set(dst, RTAX_CWND,
814                                                (dst_metric(dst, RTAX_CWND) +
815                                                 tp->snd_ssthresh) >> 1);
816                         if (dst_metric(dst, RTAX_SSTHRESH) &&
817                             !dst_metric_locked(dst, RTAX_SSTHRESH) &&
818                             tp->snd_ssthresh > dst_metric(dst, RTAX_SSTHRESH))
819                                 dst_metric_set(dst, RTAX_SSTHRESH, tp->snd_ssthresh);
820                 }
821
822                 if (!dst_metric_locked(dst, RTAX_REORDERING)) {
823                         if (dst_metric(dst, RTAX_REORDERING) < tp->reordering &&
824                             tp->reordering != sysctl_tcp_reordering)
825                                 dst_metric_set(dst, RTAX_REORDERING, tp->reordering);
826                 }
827         }
828 }
829
830 __u32 tcp_init_cwnd(const struct tcp_sock *tp, const struct dst_entry *dst)
831 {
832         __u32 cwnd = (dst ? dst_metric(dst, RTAX_INITCWND) : 0);
833
834         if (!cwnd)
835                 cwnd = TCP_INIT_CWND;
836         return min_t(__u32, cwnd, tp->snd_cwnd_clamp);
837 }
838
839 /* Set slow start threshold and cwnd not falling to slow start */
840 void tcp_enter_cwr(struct sock *sk, const int set_ssthresh)
841 {
842         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
843         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
844
845         tp->prior_ssthresh = 0;
846         tp->bytes_acked = 0;
847         if (icsk->icsk_ca_state < TCP_CA_CWR) {
848                 tp->undo_marker = 0;
849                 if (set_ssthresh)
850                         tp->snd_ssthresh = icsk->icsk_ca_ops->ssthresh(sk);
851                 tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd,
852                                    tcp_packets_in_flight(tp) + 1U);
853                 tp->snd_cwnd_cnt = 0;
854                 tp->high_seq = tp->snd_nxt;
855                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
856                 TCP_ECN_queue_cwr(tp);
857
858                 tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_CWR);
859         }
860 }
861
862 /*
863  * Packet counting of FACK is based on in-order assumptions, therefore TCP
864  * disables it when reordering is detected
865  */
866 static void tcp_disable_fack(struct tcp_sock *tp)
867 {
868         /* RFC3517 uses different metric in lost marker => reset on change */
869         if (tcp_is_fack(tp))
870                 tp->lost_skb_hint = NULL;
871         tp->rx_opt.sack_ok &= ~2;
872 }
873
874 /* Take a notice that peer is sending D-SACKs */
875 static void tcp_dsack_seen(struct tcp_sock *tp)
876 {
877         tp->rx_opt.sack_ok |= 4;
878 }
879
880 /* Initialize metrics on socket. */
881
882 static void tcp_init_metrics(struct sock *sk)
883 {
884         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
885         struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
886
887         if (dst == NULL)
888                 goto reset;
889
890         dst_confirm(dst);
891
892         if (dst_metric_locked(dst, RTAX_CWND))
893                 tp->snd_cwnd_clamp = dst_metric(dst, RTAX_CWND);
894         if (dst_metric(dst, RTAX_SSTHRESH)) {
895                 tp->snd_ssthresh = dst_metric(dst, RTAX_SSTHRESH);
896                 if (tp->snd_ssthresh > tp->snd_cwnd_clamp)
897                         tp->snd_ssthresh = tp->snd_cwnd_clamp;
898         } else {
899                 /* ssthresh may have been reduced unnecessarily during.
900                  * 3WHS. Restore it back to its initial default.
901                  */
902                 tp->snd_ssthresh = TCP_INFINITE_SSTHRESH;
903         }
904         if (dst_metric(dst, RTAX_REORDERING) &&
905             tp->reordering != dst_metric(dst, RTAX_REORDERING)) {
906                 tcp_disable_fack(tp);
907                 tp->reordering = dst_metric(dst, RTAX_REORDERING);
908         }
909
910         if (dst_metric(dst, RTAX_RTT) == 0 || tp->srtt == 0)
911                 goto reset;
912
913         /* Initial rtt is determined from SYN,SYN-ACK.
914          * The segment is small and rtt may appear much
915          * less than real one. Use per-dst memory
916          * to make it more realistic.
917          *
918          * A bit of theory. RTT is time passed after "normal" sized packet
919          * is sent until it is ACKed. In normal circumstances sending small
920          * packets force peer to delay ACKs and calculation is correct too.
921          * The algorithm is adaptive and, provided we follow specs, it
922          * NEVER underestimate RTT. BUT! If peer tries to make some clever
923          * tricks sort of "quick acks" for time long enough to decrease RTT
924          * to low value, and then abruptly stops to do it and starts to delay
925          * ACKs, wait for troubles.
926          */
927         if (dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTT) > tp->srtt) {
928                 tp->srtt = dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTT);
929                 tp->rtt_seq = tp->snd_nxt;
930         }
931         if (dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTTVAR) > tp->mdev) {
932                 tp->mdev = dst_metric_rtt(dst, RTAX_RTTVAR);
933                 tp->mdev_max = tp->rttvar = max(tp->mdev, tcp_rto_min(sk));
934         }
935         tcp_set_rto(sk);
936 reset:
937         if (tp->srtt == 0) {
938                 /* RFC2988bis: We've failed to get a valid RTT sample from
939                  * 3WHS. This is most likely due to retransmission,
940                  * including spurious one. Reset the RTO back to 3secs
941                  * from the more aggressive 1sec to avoid more spurious
942                  * retransmission.
943                  */
944                 tp->mdev = tp->mdev_max = tp->rttvar = TCP_TIMEOUT_FALLBACK;
945                 inet_csk(sk)->icsk_rto = TCP_TIMEOUT_FALLBACK;
946         }
947         /* Cut cwnd down to 1 per RFC5681 if SYN or SYN-ACK has been
948          * retransmitted. In light of RFC2988bis' more aggressive 1sec
949          * initRTO, we only reset cwnd when more than 1 SYN/SYN-ACK
950          * retransmission has occurred.
951          */
952         if (tp->total_retrans > 1)
953                 tp->snd_cwnd = 1;
954         else
955                 tp->snd_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, dst);
956         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
957 }
958
959 static void tcp_update_reordering(struct sock *sk, const int metric,
960                                   const int ts)
961 {
962         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
963         if (metric > tp->reordering) {
964                 int mib_idx;
965
966                 tp->reordering = min(TCP_MAX_REORDERING, metric);
967
968                 /* This exciting event is worth to be remembered. 8) */
969                 if (ts)
970                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPTSREORDER;
971                 else if (tcp_is_reno(tp))
972                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPRENOREORDER;
973                 else if (tcp_is_fack(tp))
974                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPFACKREORDER;
975                 else
976                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPSACKREORDER;
977
978                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), mib_idx);
979 #if FASTRETRANS_DEBUG > 1
980                 printk(KERN_DEBUG "Disorder%d %d %u f%u s%u rr%d\n",
981                        tp->rx_opt.sack_ok, inet_csk(sk)->icsk_ca_state,
982                        tp->reordering,
983                        tp->fackets_out,
984                        tp->sacked_out,
985                        tp->undo_marker ? tp->undo_retrans : 0);
986 #endif
987                 tcp_disable_fack(tp);
988         }
989 }
990
991 /* This must be called before lost_out is incremented */
992 static void tcp_verify_retransmit_hint(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
993 {
994         if ((tp->retransmit_skb_hint == NULL) ||
995             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq,
996                    TCP_SKB_CB(tp->retransmit_skb_hint)->seq))
997                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
998
999         if (!tp->lost_out ||
1000             after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->retransmit_high))
1001                 tp->retransmit_high = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1002 }
1003
1004 static void tcp_skb_mark_lost(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
1005 {
1006         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & (TCPCB_LOST|TCPCB_SACKED_ACKED))) {
1007                 tcp_verify_retransmit_hint(tp, skb);
1008
1009                 tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);
1010                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;
1011         }
1012 }
1013
1014 static void tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(struct tcp_sock *tp,
1015                                             struct sk_buff *skb)
1016 {
1017         tcp_verify_retransmit_hint(tp, skb);
1018
1019         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & (TCPCB_LOST|TCPCB_SACKED_ACKED))) {
1020                 tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);
1021                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;
1022         }
1023 }
1024
1025 /* This procedure tags the retransmission queue when SACKs arrive.
1026  *
1027  * We have three tag bits: SACKED(S), RETRANS(R) and LOST(L).
1028  * Packets in queue with these bits set are counted in variables
1029  * sacked_out, retrans_out and lost_out, correspondingly.
1030  *
1031  * Valid combinations are:
1032  * Tag  InFlight        Description
1033  * 0    1               - orig segment is in flight.
1034  * S    0               - nothing flies, orig reached receiver.
1035  * L    0               - nothing flies, orig lost by net.
1036  * R    2               - both orig and retransmit are in flight.
1037  * L|R  1               - orig is lost, retransmit is in flight.
1038  * S|R  1               - orig reached receiver, retrans is still in flight.
1039  * (L|S|R is logically valid, it could occur when L|R is sacked,
1040  *  but it is equivalent to plain S and code short-curcuits it to S.
1041  *  L|S is logically invalid, it would mean -1 packet in flight 8))
1042  *
1043  * These 6 states form finite state machine, controlled by the following events:
1044  * 1. New ACK (+SACK) arrives. (tcp_sacktag_write_queue())
1045  * 2. Retransmission. (tcp_retransmit_skb(), tcp_xmit_retransmit_queue())
1046  * 3. Loss detection event of one of three flavors:
1047  *      A. Scoreboard estimator decided the packet is lost.
1048  *         A'. Reno "three dupacks" marks head of queue lost.
1049  *         A''. Its FACK modfication, head until snd.fack is lost.
1050  *      B. SACK arrives sacking data transmitted after never retransmitted
1051  *         hole was sent out.
1052  *      C. SACK arrives sacking SND.NXT at the moment, when the
1053  *         segment was retransmitted.
1054  * 4. D-SACK added new rule: D-SACK changes any tag to S.
1055  *
1056  * It is pleasant to note, that state diagram turns out to be commutative,
1057  * so that we are allowed not to be bothered by order of our actions,
1058  * when multiple events arrive simultaneously. (see the function below).
1059  *
1060  * Reordering detection.
1061  * --------------------
1062  * Reordering metric is maximal distance, which a packet can be displaced
1063  * in packet stream. With SACKs we can estimate it:
1064  *
1065  * 1. SACK fills old hole and the corresponding segment was not
1066  *    ever retransmitted -> reordering. Alas, we cannot use it
1067  *    when segment was retransmitted.
1068  * 2. The last flaw is solved with D-SACK. D-SACK arrives
1069  *    for retransmitted and already SACKed segment -> reordering..
1070  * Both of these heuristics are not used in Loss state, when we cannot
1071  * account for retransmits accurately.
1072  *
1073  * SACK block validation.
1074  * ----------------------
1075  *
1076  * SACK block range validation checks that the received SACK block fits to
1077  * the expected sequence limits, i.e., it is between SND.UNA and SND.NXT.
1078  * Note that SND.UNA is not included to the range though being valid because
1079  * it means that the receiver is rather inconsistent with itself reporting
1080  * SACK reneging when it should advance SND.UNA. Such SACK block this is
1081  * perfectly valid, however, in light of RFC2018 which explicitly states
1082  * that "SACK block MUST reflect the newest segment.  Even if the newest
1083  * segment is going to be discarded ...", not that it looks very clever
1084  * in case of head skb. Due to potentional receiver driven attacks, we
1085  * choose to avoid immediate execution of a walk in write queue due to
1086  * reneging and defer head skb's loss recovery to standard loss recovery
1087  * procedure that will eventually trigger (nothing forbids us doing this).
1088  *
1089  * Implements also blockage to start_seq wrap-around. Problem lies in the
1090  * fact that though start_seq (s) is before end_seq (i.e., not reversed),
1091  * there's no guarantee that it will be before snd_nxt (n). The problem
1092  * happens when start_seq resides between end_seq wrap (e_w) and snd_nxt
1093  * wrap (s_w):
1094  *
1095  *         <- outs wnd ->                          <- wrapzone ->
1096  *         u     e      n                         u_w   e_w  s n_w
1097  *         |     |      |                          |     |   |  |
1098  * |<------------+------+----- TCP seqno space --------------+---------->|
1099  * ...-- <2^31 ->|                                           |<--------...
1100  * ...---- >2^31 ------>|                                    |<--------...
1101  *
1102  * Current code wouldn't be vulnerable but it's better still to discard such
1103  * crazy SACK blocks. Doing this check for start_seq alone closes somewhat
1104  * similar case (end_seq after snd_nxt wrap) as earlier reversed check in
1105  * snd_nxt wrap -> snd_una region will then become "well defined", i.e.,
1106  * equal to the ideal case (infinite seqno space without wrap caused issues).
1107  *
1108  * With D-SACK the lower bound is extended to cover sequence space below
1109  * SND.UNA down to undo_marker, which is the last point of interest. Yet
1110  * again, D-SACK block must not to go across snd_una (for the same reason as
1111  * for the normal SACK blocks, explained above). But there all simplicity
1112  * ends, TCP might receive valid D-SACKs below that. As long as they reside
1113  * fully below undo_marker they do not affect behavior in anyway and can
1114  * therefore be safely ignored. In rare cases (which are more or less
1115  * theoretical ones), the D-SACK will nicely cross that boundary due to skb
1116  * fragmentation and packet reordering past skb's retransmission. To consider
1117  * them correctly, the acceptable range must be extended even more though
1118  * the exact amount is rather hard to quantify. However, tp->max_window can
1119  * be used as an exaggerated estimate.
1120  */
1121 static int tcp_is_sackblock_valid(struct tcp_sock *tp, int is_dsack,
1122                                   u32 start_seq, u32 end_seq)
1123 {
1124         /* Too far in future, or reversed (interpretation is ambiguous) */
1125         if (after(end_seq, tp->snd_nxt) || !before(start_seq, end_seq))
1126                 return 0;
1127
1128         /* Nasty start_seq wrap-around check (see comments above) */
1129         if (!before(start_seq, tp->snd_nxt))
1130                 return 0;
1131
1132         /* In outstanding window? ...This is valid exit for D-SACKs too.
1133          * start_seq == snd_una is non-sensical (see comments above)
1134          */
1135         if (after(start_seq, tp->snd_una))
1136                 return 1;
1137
1138         if (!is_dsack || !tp->undo_marker)
1139                 return 0;
1140
1141         /* ...Then it's D-SACK, and must reside below snd_una completely */
1142         if (after(end_seq, tp->snd_una))
1143                 return 0;
1144
1145         if (!before(start_seq, tp->undo_marker))
1146                 return 1;
1147
1148         /* Too old */
1149         if (!after(end_seq, tp->undo_marker))
1150                 return 0;
1151
1152         /* Undo_marker boundary crossing (overestimates a lot). Known already:
1153          *   start_seq < undo_marker and end_seq >= undo_marker.
1154          */
1155         return !before(start_seq, end_seq - tp->max_window);
1156 }
1157
1158 /* Check for lost retransmit. This superb idea is borrowed from "ratehalving".
1159  * Event "C". Later note: FACK people cheated me again 8), we have to account
1160  * for reordering! Ugly, but should help.
1161  *
1162  * Search retransmitted skbs from write_queue that were sent when snd_nxt was
1163  * less than what is now known to be received by the other end (derived from
1164  * highest SACK block). Also calculate the lowest snd_nxt among the remaining
1165  * retransmitted skbs to avoid some costly processing per ACKs.
1166  */
1167 static void tcp_mark_lost_retrans(struct sock *sk)
1168 {
1169         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1170         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1171         struct sk_buff *skb;
1172         int cnt = 0;
1173         u32 new_low_seq = tp->snd_nxt;
1174         u32 received_upto = tcp_highest_sack_seq(tp);
1175
1176         if (!tcp_is_fack(tp) || !tp->retrans_out ||
1177             !after(received_upto, tp->lost_retrans_low) ||
1178             icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery)
1179                 return;
1180
1181         tcp_for_write_queue(skb, sk) {
1182                 u32 ack_seq = TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq;
1183
1184                 if (skb == tcp_send_head(sk))
1185                         break;
1186                 if (cnt == tp->retrans_out)
1187                         break;
1188                 if (!after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))
1189                         continue;
1190
1191                 if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS))
1192                         continue;
1193
1194                 /* TODO: We would like to get rid of tcp_is_fack(tp) only
1195                  * constraint here (see above) but figuring out that at
1196                  * least tp->reordering SACK blocks reside between ack_seq
1197                  * and received_upto is not easy task to do cheaply with
1198                  * the available datastructures.
1199                  *
1200                  * Whether FACK should check here for tp->reordering segs
1201                  * in-between one could argue for either way (it would be
1202                  * rather simple to implement as we could count fack_count
1203                  * during the walk and do tp->fackets_out - fack_count).
1204                  */
1205                 if (after(received_upto, ack_seq)) {
1206                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;
1207                         tp->retrans_out -= tcp_skb_pcount(skb);
1208
1209                         tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(tp, skb);
1210                         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSTRETRANSMIT);
1211                 } else {
1212                         if (before(ack_seq, new_low_seq))
1213                                 new_low_seq = ack_seq;
1214                         cnt += tcp_skb_pcount(skb);
1215                 }
1216         }
1217
1218         if (tp->retrans_out)
1219                 tp->lost_retrans_low = new_low_seq;
1220 }
1221
1222 static int tcp_check_dsack(struct sock *sk, const struct sk_buff *ack_skb,
1223                            struct tcp_sack_block_wire *sp, int num_sacks,
1224                            u32 prior_snd_una)
1225 {
1226         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1227         u32 start_seq_0 = get_unaligned_be32(&sp[0].start_seq);
1228         u32 end_seq_0 = get_unaligned_be32(&sp[0].end_seq);
1229         int dup_sack = 0;
1230
1231         if (before(start_seq_0, TCP_SKB_CB(ack_skb)->ack_seq)) {
1232                 dup_sack = 1;
1233                 tcp_dsack_seen(tp);
1234                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPDSACKRECV);
1235         } else if (num_sacks > 1) {
1236                 u32 end_seq_1 = get_unaligned_be32(&sp[1].end_seq);
1237                 u32 start_seq_1 = get_unaligned_be32(&sp[1].start_seq);
1238
1239                 if (!after(end_seq_0, end_seq_1) &&
1240                     !before(start_seq_0, start_seq_1)) {
1241                         dup_sack = 1;
1242                         tcp_dsack_seen(tp);
1243                         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk),
1244                                         LINUX_MIB_TCPDSACKOFORECV);
1245                 }
1246         }
1247
1248         /* D-SACK for already forgotten data... Do dumb counting. */
1249         if (dup_sack && tp->undo_marker && tp->undo_retrans &&
1250             !after(end_seq_0, prior_snd_una) &&
1251             after(end_seq_0, tp->undo_marker))
1252                 tp->undo_retrans--;
1253
1254         return dup_sack;
1255 }
1256
1257 struct tcp_sacktag_state {
1258         int reord;
1259         int fack_count;
1260         int flag;
1261 };
1262
1263 /* Check if skb is fully within the SACK block. In presence of GSO skbs,
1264  * the incoming SACK may not exactly match but we can find smaller MSS
1265  * aligned portion of it that matches. Therefore we might need to fragment
1266  * which may fail and creates some hassle (caller must handle error case
1267  * returns).
1268  *
1269  * FIXME: this could be merged to shift decision code
1270  */
1271 static int tcp_match_skb_to_sack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1272                                  u32 start_seq, u32 end_seq)
1273 {
1274         int in_sack, err;
1275         unsigned int pkt_len;
1276         unsigned int mss;
1277
1278         in_sack = !after(start_seq, TCP_SKB_CB(skb)->seq) &&
1279                   !before(end_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1280
1281         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1 && !in_sack &&
1282             after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, start_seq)) {
1283                 mss = tcp_skb_mss(skb);
1284                 in_sack = !after(start_seq, TCP_SKB_CB(skb)->seq);
1285
1286                 if (!in_sack) {
1287                         pkt_len = start_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1288                         if (pkt_len < mss)
1289                                 pkt_len = mss;
1290                 } else {
1291                         pkt_len = end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1292                         if (pkt_len < mss)
1293                                 return -EINVAL;
1294                 }
1295
1296                 /* Round if necessary so that SACKs cover only full MSSes
1297                  * and/or the remaining small portion (if present)
1298                  */
1299                 if (pkt_len > mss) {
1300                         unsigned int new_len = (pkt_len / mss) * mss;
1301                         if (!in_sack && new_len < pkt_len) {
1302                                 new_len += mss;
1303                                 if (new_len > skb->len)
1304                                         return 0;
1305                         }
1306                         pkt_len = new_len;
1307                 }
1308                 err = tcp_fragment(sk, skb, pkt_len, mss);
1309                 if (err < 0)
1310                         return err;
1311         }
1312
1313         return in_sack;
1314 }
1315
1316 /* Mark the given newly-SACKed range as such, adjusting counters and hints. */
1317 static u8 tcp_sacktag_one(struct sock *sk,
1318                           struct tcp_sacktag_state *state, u8 sacked,
1319                           u32 start_seq, u32 end_seq,
1320                           int dup_sack, int pcount)
1321 {
1322         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1323         int fack_count = state->fack_count;
1324
1325         /* Account D-SACK for retransmitted packet. */
1326         if (dup_sack && (sacked & TCPCB_RETRANS)) {
1327                 if (tp->undo_marker && tp->undo_retrans &&
1328                     after(end_seq, tp->undo_marker))
1329                         tp->undo_retrans--;
1330                 if (sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1331                         state->reord = min(fack_count, state->reord);
1332         }
1333
1334         /* Nothing to do; acked frame is about to be dropped (was ACKed). */
1335         if (!after(end_seq, tp->snd_una))
1336                 return sacked;
1337
1338         if (!(sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)) {
1339                 if (sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
1340                         /* If the segment is not tagged as lost,
1341                          * we do not clear RETRANS, believing
1342                          * that retransmission is still in flight.
1343                          */
1344                         if (sacked & TCPCB_LOST) {
1345                                 sacked &= ~(TCPCB_LOST|TCPCB_SACKED_RETRANS);
1346                                 tp->lost_out -= pcount;
1347                                 tp->retrans_out -= pcount;
1348                         }
1349                 } else {
1350                         if (!(sacked & TCPCB_RETRANS)) {
1351                                 /* New sack for not retransmitted frame,
1352                                  * which was in hole. It is reordering.
1353                                  */
1354                                 if (before(start_seq,
1355                                            tcp_highest_sack_seq(tp)))
1356                                         state->reord = min(fack_count,
1357                                                            state->reord);
1358
1359                                 /* SACK enhanced F-RTO (RFC4138; Appendix B) */
1360                                 if (!after(end_seq, tp->frto_highmark))
1361                                         state->flag |= FLAG_ONLY_ORIG_SACKED;
1362                         }
1363
1364                         if (sacked & TCPCB_LOST) {
1365                                 sacked &= ~TCPCB_LOST;
1366                                 tp->lost_out -= pcount;
1367                         }
1368                 }
1369
1370                 sacked |= TCPCB_SACKED_ACKED;
1371                 state->flag |= FLAG_DATA_SACKED;
1372                 tp->sacked_out += pcount;
1373
1374                 fack_count += pcount;
1375
1376                 /* Lost marker hint past SACKed? Tweak RFC3517 cnt */
1377                 if (!tcp_is_fack(tp) && (tp->lost_skb_hint != NULL) &&
1378                     before(start_seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq))
1379                         tp->lost_cnt_hint += pcount;
1380
1381                 if (fack_count > tp->fackets_out)
1382                         tp->fackets_out = fack_count;
1383         }
1384
1385         /* D-SACK. We can detect redundant retransmission in S|R and plain R
1386          * frames and clear it. undo_retrans is decreased above, L|R frames
1387          * are accounted above as well.
1388          */
1389         if (dup_sack && (sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)) {
1390                 sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;
1391                 tp->retrans_out -= pcount;
1392         }
1393
1394         return sacked;
1395 }
1396
1397 /* Shift newly-SACKed bytes from this skb to the immediately previous
1398  * already-SACKed sk_buff. Mark the newly-SACKed bytes as such.
1399  */
1400 static int tcp_shifted_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1401                            struct tcp_sacktag_state *state,
1402                            unsigned int pcount, int shifted, int mss,
1403                            int dup_sack)
1404 {
1405         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1406         struct sk_buff *prev = tcp_write_queue_prev(sk, skb);
1407         u32 start_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;   /* start of newly-SACKed */
1408         u32 end_seq = start_seq + shifted;      /* end of newly-SACKed */
1409
1410         BUG_ON(!pcount);
1411
1412         /* Adjust counters and hints for the newly sacked sequence
1413          * range but discard the return value since prev is already
1414          * marked. We must tag the range first because the seq
1415          * advancement below implicitly advances
1416          * tcp_highest_sack_seq() when skb is highest_sack.
1417          */
1418         tcp_sacktag_one(sk, state, TCP_SKB_CB(skb)->sacked,
1419                         start_seq, end_seq, dup_sack, pcount);
1420
1421         if (skb == tp->lost_skb_hint)
1422                 tp->lost_cnt_hint += pcount;
1423
1424         TCP_SKB_CB(prev)->end_seq += shifted;
1425         TCP_SKB_CB(skb)->seq += shifted;
1426
1427         skb_shinfo(prev)->gso_segs += pcount;
1428         BUG_ON(skb_shinfo(skb)->gso_segs < pcount);
1429         skb_shinfo(skb)->gso_segs -= pcount;
1430
1431         /* When we're adding to gso_segs == 1, gso_size will be zero,
1432          * in theory this shouldn't be necessary but as long as DSACK
1433          * code can come after this skb later on it's better to keep
1434          * setting gso_size to something.
1435          */
1436         if (!skb_shinfo(prev)->gso_size) {
1437                 skb_shinfo(prev)->gso_size = mss;
1438                 skb_shinfo(prev)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1439         }
1440
1441         /* CHECKME: To clear or not to clear? Mimics normal skb currently */
1442         if (skb_shinfo(skb)->gso_segs <= 1) {
1443                 skb_shinfo(skb)->gso_size = 0;
1444                 skb_shinfo(skb)->gso_type = 0;
1445         }
1446
1447         /* Difference in this won't matter, both ACKed by the same cumul. ACK */
1448         TCP_SKB_CB(prev)->sacked |= (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS);
1449
1450         if (skb->len > 0) {
1451                 BUG_ON(!tcp_skb_pcount(skb));
1452                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_SACKSHIFTED);
1453                 return 0;
1454         }
1455
1456         /* Whole SKB was eaten :-) */
1457
1458         if (skb == tp->retransmit_skb_hint)
1459                 tp->retransmit_skb_hint = prev;
1460         if (skb == tp->scoreboard_skb_hint)
1461                 tp->scoreboard_skb_hint = prev;
1462         if (skb == tp->lost_skb_hint) {
1463                 tp->lost_skb_hint = prev;
1464                 tp->lost_cnt_hint -= tcp_skb_pcount(prev);
1465         }
1466
1467         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(prev)->tcp_flags;
1468         if (skb == tcp_highest_sack(sk))
1469                 tcp_advance_highest_sack(sk, skb);
1470
1471         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
1472         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
1473
1474         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_SACKMERGED);
1475
1476         return 1;
1477 }
1478
1479 /* I wish gso_size would have a bit more sane initialization than
1480  * something-or-zero which complicates things
1481  */
1482 static int tcp_skb_seglen(const struct sk_buff *skb)
1483 {
1484         return tcp_skb_pcount(skb) == 1 ? skb->len : tcp_skb_mss(skb);
1485 }
1486
1487 /* Shifting pages past head area doesn't work */
1488 static int skb_can_shift(const struct sk_buff *skb)
1489 {
1490         return !skb_headlen(skb) && skb_is_nonlinear(skb);
1491 }
1492
1493 /* Try collapsing SACK blocks spanning across multiple skbs to a single
1494  * skb.
1495  */
1496 static struct sk_buff *tcp_shift_skb_data(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1497                                           struct tcp_sacktag_state *state,
1498                                           u32 start_seq, u32 end_seq,
1499                                           int dup_sack)
1500 {
1501         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1502         struct sk_buff *prev;
1503         int mss;
1504         int pcount = 0;
1505         int len;
1506         int in_sack;
1507
1508         if (!sk_can_gso(sk))
1509                 goto fallback;
1510
1511         /* Normally R but no L won't result in plain S */
1512         if (!dup_sack &&
1513             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & (TCPCB_LOST|TCPCB_SACKED_RETRANS)) == TCPCB_SACKED_RETRANS)
1514                 goto fallback;
1515         if (!skb_can_shift(skb))
1516                 goto fallback;
1517         /* This frame is about to be dropped (was ACKed). */
1518         if (!after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))
1519                 goto fallback;
1520
1521         /* Can only happen with delayed DSACK + discard craziness */
1522         if (unlikely(skb == tcp_write_queue_head(sk)))
1523                 goto fallback;
1524         prev = tcp_write_queue_prev(sk, skb);
1525
1526         if ((TCP_SKB_CB(prev)->sacked & TCPCB_TAGBITS) != TCPCB_SACKED_ACKED)
1527                 goto fallback;
1528
1529         in_sack = !after(start_seq, TCP_SKB_CB(skb)->seq) &&
1530                   !before(end_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1531
1532         if (in_sack) {
1533                 len = skb->len;
1534                 pcount = tcp_skb_pcount(skb);
1535                 mss = tcp_skb_seglen(skb);
1536
1537                 /* TODO: Fix DSACKs to not fragment already SACKed and we can
1538                  * drop this restriction as unnecessary
1539                  */
1540                 if (mss != tcp_skb_seglen(prev))
1541                         goto fallback;
1542         } else {
1543                 if (!after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, start_seq))
1544                         goto noop;
1545                 /* CHECKME: This is non-MSS split case only?, this will
1546                  * cause skipped skbs due to advancing loop btw, original
1547                  * has that feature too
1548                  */
1549                 if (tcp_skb_pcount(skb) <= 1)
1550                         goto noop;
1551
1552                 in_sack = !after(start_seq, TCP_SKB_CB(skb)->seq);
1553                 if (!in_sack) {
1554                         /* TODO: head merge to next could be attempted here
1555                          * if (!after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, end_seq)),
1556                          * though it might not be worth of the additional hassle
1557                          *
1558                          * ...we can probably just fallback to what was done
1559                          * previously. We could try merging non-SACKed ones
1560                          * as well but it probably isn't going to buy off
1561                          * because later SACKs might again split them, and
1562                          * it would make skb timestamp tracking considerably
1563                          * harder problem.
1564                          */
1565                         goto fallback;
1566                 }
1567
1568                 len = end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1569                 BUG_ON(len < 0);
1570                 BUG_ON(len > skb->len);
1571
1572                 /* MSS boundaries should be honoured or else pcount will
1573                  * severely break even though it makes things bit trickier.
1574                  * Optimize common case to avoid most of the divides
1575                  */
1576                 mss = tcp_skb_mss(skb);
1577
1578                 /* TODO: Fix DSACKs to not fragment already SACKed and we can
1579                  * drop this restriction as unnecessary
1580                  */
1581                 if (mss != tcp_skb_seglen(prev))
1582                         goto fallback;
1583
1584                 if (len == mss) {
1585                         pcount = 1;
1586                 } else if (len < mss) {
1587                         goto noop;
1588                 } else {
1589                         pcount = len / mss;
1590                         len = pcount * mss;
1591                 }
1592         }
1593
1594         /* tcp_sacktag_one() won't SACK-tag ranges below snd_una */
1595         if (!after(TCP_SKB_CB(skb)->seq + len, tp->snd_una))
1596                 goto fallback;
1597
1598         if (!skb_shift(prev, skb, len))
1599                 goto fallback;
1600         if (!tcp_shifted_skb(sk, skb, state, pcount, len, mss, dup_sack))
1601                 goto out;
1602
1603         /* Hole filled allows collapsing with the next as well, this is very
1604          * useful when hole on every nth skb pattern happens
1605          */
1606         if (prev == tcp_write_queue_tail(sk))
1607                 goto out;
1608         skb = tcp_write_queue_next(sk, prev);
1609
1610         if (!skb_can_shift(skb) ||
1611             (skb == tcp_send_head(sk)) ||
1612             ((TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_TAGBITS) != TCPCB_SACKED_ACKED) ||
1613             (mss != tcp_skb_seglen(skb)))
1614                 goto out;
1615
1616         len = skb->len;
1617         if (skb_shift(prev, skb, len)) {
1618                 pcount += tcp_skb_pcount(skb);
1619                 tcp_shifted_skb(sk, skb, state, tcp_skb_pcount(skb), len, mss, 0);
1620         }
1621
1622 out:
1623         state->fack_count += pcount;
1624         return prev;
1625
1626 noop:
1627         return skb;
1628
1629 fallback:
1630         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_SACKSHIFTFALLBACK);
1631         return NULL;
1632 }
1633
1634 static struct sk_buff *tcp_sacktag_walk(struct sk_buff *skb, struct sock *sk,
1635                                         struct tcp_sack_block *next_dup,
1636                                         struct tcp_sacktag_state *state,
1637                                         u32 start_seq, u32 end_seq,
1638                                         int dup_sack_in)
1639 {
1640         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1641         struct sk_buff *tmp;
1642
1643         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
1644                 int in_sack = 0;
1645                 int dup_sack = dup_sack_in;
1646
1647                 if (skb == tcp_send_head(sk))
1648                         break;
1649
1650                 /* queue is in-order => we can short-circuit the walk early */
1651                 if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, end_seq))
1652                         break;
1653
1654                 if ((next_dup != NULL) &&
1655                     before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, next_dup->end_seq)) {
1656                         in_sack = tcp_match_skb_to_sack(sk, skb,
1657                                                         next_dup->start_seq,
1658                                                         next_dup->end_seq);
1659                         if (in_sack > 0)
1660                                 dup_sack = 1;
1661                 }
1662
1663                 /* skb reference here is a bit tricky to get right, since
1664                  * shifting can eat and free both this skb and the next,
1665                  * so not even _safe variant of the loop is enough.
1666                  */
1667                 if (in_sack <= 0) {
1668                         tmp = tcp_shift_skb_data(sk, skb, state,
1669                                                  start_seq, end_seq, dup_sack);
1670                         if (tmp != NULL) {
1671                                 if (tmp != skb) {
1672                                         skb = tmp;
1673                                         continue;
1674                                 }
1675
1676                                 in_sack = 0;
1677                         } else {
1678                                 in_sack = tcp_match_skb_to_sack(sk, skb,
1679                                                                 start_seq,
1680                                                                 end_seq);
1681                         }
1682                 }
1683
1684                 if (unlikely(in_sack < 0))
1685                         break;
1686
1687                 if (in_sack) {
1688                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked =
1689                                 tcp_sacktag_one(sk,
1690                                                 state,
1691                                                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked,
1692                                                 TCP_SKB_CB(skb)->seq,
1693                                                 TCP_SKB_CB(skb)->end_seq,
1694                                                 dup_sack,
1695                                                 tcp_skb_pcount(skb));
1696
1697                         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq,
1698                                     tcp_highest_sack_seq(tp)))
1699                                 tcp_advance_highest_sack(sk, skb);
1700                 }
1701
1702                 state->fack_count += tcp_skb_pcount(skb);
1703         }
1704         return skb;
1705 }
1706
1707 /* Avoid all extra work that is being done by sacktag while walking in
1708  * a normal way
1709  */
1710 static struct sk_buff *tcp_sacktag_skip(struct sk_buff *skb, struct sock *sk,
1711                                         struct tcp_sacktag_state *state,
1712                                         u32 skip_to_seq)
1713 {
1714         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
1715                 if (skb == tcp_send_head(sk))
1716                         break;
1717
1718                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, skip_to_seq))
1719                         break;
1720
1721                 state->fack_count += tcp_skb_pcount(skb);
1722         }
1723         return skb;
1724 }
1725
1726 static struct sk_buff *tcp_maybe_skipping_dsack(struct sk_buff *skb,
1727                                                 struct sock *sk,
1728                                                 struct tcp_sack_block *next_dup,
1729                                                 struct tcp_sacktag_state *state,
1730                                                 u32 skip_to_seq)
1731 {
1732         if (next_dup == NULL)
1733                 return skb;
1734
1735         if (before(next_dup->start_seq, skip_to_seq)) {
1736                 skb = tcp_sacktag_skip(skb, sk, state, next_dup->start_seq);
1737                 skb = tcp_sacktag_walk(skb, sk, NULL, state,
1738                                        next_dup->start_seq, next_dup->end_seq,
1739                                        1);
1740         }
1741
1742         return skb;
1743 }
1744
1745 static int tcp_sack_cache_ok(const struct tcp_sock *tp, const struct tcp_sack_block *cache)
1746 {
1747         return cache < tp->recv_sack_cache + ARRAY_SIZE(tp->recv_sack_cache);
1748 }
1749
1750 static int
1751 tcp_sacktag_write_queue(struct sock *sk, const struct sk_buff *ack_skb,
1752                         u32 prior_snd_una)
1753 {
1754         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1755         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1756         const unsigned char *ptr = (skb_transport_header(ack_skb) +
1757                                     TCP_SKB_CB(ack_skb)->sacked);
1758         struct tcp_sack_block_wire *sp_wire = (struct tcp_sack_block_wire *)(ptr+2);
1759         struct tcp_sack_block sp[TCP_NUM_SACKS];
1760         struct tcp_sack_block *cache;
1761         struct tcp_sacktag_state state;
1762         struct sk_buff *skb;
1763         int num_sacks = min(TCP_NUM_SACKS, (ptr[1] - TCPOLEN_SACK_BASE) >> 3);
1764         int used_sacks;
1765         int found_dup_sack = 0;
1766         int i, j;
1767         int first_sack_index;
1768
1769         state.flag = 0;
1770         state.reord = tp->packets_out;
1771
1772         if (!tp->sacked_out) {
1773                 if (WARN_ON(tp->fackets_out))
1774                         tp->fackets_out = 0;
1775                 tcp_highest_sack_reset(sk);
1776         }
1777
1778         found_dup_sack = tcp_check_dsack(sk, ack_skb, sp_wire,
1779                                          num_sacks, prior_snd_una);
1780         if (found_dup_sack)
1781                 state.flag |= FLAG_DSACKING_ACK;
1782
1783         /* Eliminate too old ACKs, but take into
1784          * account more or less fresh ones, they can
1785          * contain valid SACK info.
1786          */
1787         if (before(TCP_SKB_CB(ack_skb)->ack_seq, prior_snd_una - tp->max_window))
1788                 return 0;
1789
1790         if (!tp->packets_out)
1791                 goto out;
1792
1793         used_sacks = 0;
1794         first_sack_index = 0;
1795         for (i = 0; i < num_sacks; i++) {
1796                 int dup_sack = !i && found_dup_sack;
1797
1798                 sp[used_sacks].start_seq = get_unaligned_be32(&sp_wire[i].start_seq);
1799                 sp[used_sacks].end_seq = get_unaligned_be32(&sp_wire[i].end_seq);
1800
1801                 if (!tcp_is_sackblock_valid(tp, dup_sack,
1802                                             sp[used_sacks].start_seq,
1803                                             sp[used_sacks].end_seq)) {
1804                         int mib_idx;
1805
1806                         if (dup_sack) {
1807                                 if (!tp->undo_marker)
1808                                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPDSACKIGNOREDNOUNDO;
1809                                 else
1810                                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPDSACKIGNOREDOLD;
1811                         } else {
1812                                 /* Don't count olds caused by ACK reordering */
1813                                 if ((TCP_SKB_CB(ack_skb)->ack_seq != tp->snd_una) &&
1814                                     !after(sp[used_sacks].end_seq, tp->snd_una))
1815                                         continue;
1816                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSACKDISCARD;
1817                         }
1818
1819                         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), mib_idx);
1820                         if (i == 0)
1821                                 first_sack_index = -1;
1822                         continue;
1823                 }
1824
1825                 /* Ignore very old stuff early */
1826                 if (!after(sp[used_sacks].end_seq, prior_snd_una))
1827                         continue;
1828
1829                 used_sacks++;
1830         }
1831
1832         /* order SACK blocks to allow in order walk of the retrans queue */
1833         for (i = used_sacks - 1; i > 0; i--) {
1834                 for (j = 0; j < i; j++) {
1835                         if (after(sp[j].start_seq, sp[j + 1].start_seq)) {
1836                                 swap(sp[j], sp[j + 1]);
1837
1838                                 /* Track where the first SACK block goes to */
1839                                 if (j == first_sack_index)
1840                                         first_sack_index = j + 1;
1841                         }
1842                 }
1843         }
1844
1845         skb = tcp_write_queue_head(sk);
1846         state.fack_count = 0;
1847         i = 0;
1848
1849         if (!tp->sacked_out) {
1850                 /* It's already past, so skip checking against it */
1851                 cache = tp->recv_sack_cache + ARRAY_SIZE(tp->recv_sack_cache);
1852         } else {
1853                 cache = tp->recv_sack_cache;
1854                 /* Skip empty blocks in at head of the cache */
1855                 while (tcp_sack_cache_ok(tp, cache) && !cache->start_seq &&
1856                        !cache->end_seq)
1857                         cache++;
1858         }
1859
1860         while (i < used_sacks) {
1861                 u32 start_seq = sp[i].start_seq;
1862                 u32 end_seq = sp[i].end_seq;
1863                 int dup_sack = (found_dup_sack && (i == first_sack_index));
1864                 struct tcp_sack_block *next_dup = NULL;
1865
1866                 if (found_dup_sack && ((i + 1) == first_sack_index))
1867                         next_dup = &sp[i + 1];
1868
1869                 /* Event "B" in the comment above. */
1870                 if (after(end_seq, tp->high_seq))
1871                         state.flag |= FLAG_DATA_LOST;
1872
1873                 /* Skip too early cached blocks */
1874                 while (tcp_sack_cache_ok(tp, cache) &&
1875                        !before(start_seq, cache->end_seq))
1876                         cache++;
1877
1878                 /* Can skip some work by looking recv_sack_cache? */
1879                 if (tcp_sack_cache_ok(tp, cache) && !dup_sack &&
1880                     after(end_seq, cache->start_seq)) {
1881
1882                         /* Head todo? */
1883                         if (before(start_seq, cache->start_seq)) {
1884                                 skb = tcp_sacktag_skip(skb, sk, &state,
1885                                                        start_seq);
1886                                 skb = tcp_sacktag_walk(skb, sk, next_dup,
1887                                                        &state,
1888                                                        start_seq,
1889                                                        cache->start_seq,
1890                                                        dup_sack);
1891                         }
1892
1893                         /* Rest of the block already fully processed? */
1894                         if (!after(end_seq, cache->end_seq))
1895                                 goto advance_sp;
1896
1897                         skb = tcp_maybe_skipping_dsack(skb, sk, next_dup,
1898                                                        &state,
1899                                                        cache->end_seq);
1900
1901                         /* ...tail remains todo... */
1902                         if (tcp_highest_sack_seq(tp) == cache->end_seq) {
1903                                 /* ...but better entrypoint exists! */
1904                                 skb = tcp_highest_sack(sk);
1905                                 if (skb == NULL)
1906                                         break;
1907                                 state.fack_count = tp->fackets_out;
1908                                 cache++;
1909                                 goto walk;
1910                         }
1911
1912                         skb = tcp_sacktag_skip(skb, sk, &state, cache->end_seq);
1913                         /* Check overlap against next cached too (past this one already) */
1914                         cache++;
1915                         continue;
1916                 }
1917
1918                 if (!before(start_seq, tcp_highest_sack_seq(tp))) {
1919                         skb = tcp_highest_sack(sk);
1920                         if (skb == NULL)
1921                                 break;
1922                         state.fack_count = tp->fackets_out;
1923                 }
1924                 skb = tcp_sacktag_skip(skb, sk, &state, start_seq);
1925
1926 walk:
1927                 skb = tcp_sacktag_walk(skb, sk, next_dup, &state,
1928                                        start_seq, end_seq, dup_sack);
1929
1930 advance_sp:
1931                 /* SACK enhanced FRTO (RFC4138, Appendix B): Clearing correct
1932                  * due to in-order walk
1933                  */
1934                 if (after(end_seq, tp->frto_highmark))
1935                         state.flag &= ~FLAG_ONLY_ORIG_SACKED;
1936
1937                 i++;
1938         }
1939
1940         /* Clear the head of the cache sack blocks so we can skip it next time */
1941         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(tp->recv_sack_cache) - used_sacks; i++) {
1942                 tp->recv_sack_cache[i].start_seq = 0;
1943                 tp->recv_sack_cache[i].end_seq = 0;
1944         }
1945         for (j = 0; j < used_sacks; j++)
1946                 tp->recv_sack_cache[i++] = sp[j];
1947
1948         tcp_mark_lost_retrans(sk);
1949
1950         tcp_verify_left_out(tp);
1951
1952         if ((state.reord < tp->fackets_out) &&
1953             ((icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss) || tp->undo_marker) &&
1954             (!tp->frto_highmark || after(tp->snd_una, tp->frto_highmark)))
1955                 tcp_update_reordering(sk, tp->fackets_out - state.reord, 0);
1956
1957 out:
1958
1959 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
1960         WARN_ON((int)tp->sacked_out < 0);
1961         WARN_ON((int)tp->lost_out < 0);
1962         WARN_ON((int)tp->retrans_out < 0);
1963         WARN_ON((int)tcp_packets_in_flight(tp) < 0);
1964 #endif
1965         return state.flag;
1966 }
1967
1968 /* Limits sacked_out so that sum with lost_out isn't ever larger than
1969  * packets_out. Returns zero if sacked_out adjustement wasn't necessary.
1970  */
1971 static int tcp_limit_reno_sacked(struct tcp_sock *tp)
1972 {
1973         u32 holes;
1974
1975         holes = max(tp->lost_out, 1U);
1976         holes = min(holes, tp->packets_out);
1977
1978         if ((tp->sacked_out + holes) > tp->packets_out) {
1979                 tp->sacked_out = tp->packets_out - holes;
1980                 return 1;
1981         }
1982         return 0;
1983 }
1984
1985 /* If we receive more dupacks than we expected counting segments
1986  * in assumption of absent reordering, interpret this as reordering.
1987  * The only another reason could be bug in receiver TCP.
1988  */
1989 static void tcp_check_reno_reordering(struct sock *sk, const int addend)
1990 {
1991         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1992         if (tcp_limit_reno_sacked(tp))
1993                 tcp_update_reordering(sk, tp->packets_out + addend, 0);
1994 }
1995
1996 /* Emulate SACKs for SACKless connection: account for a new dupack. */
1997
1998 static void tcp_add_reno_sack(struct sock *sk)
1999 {
2000         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2001         tp->sacked_out++;
2002         tcp_check_reno_reordering(sk, 0);
2003         tcp_verify_left_out(tp);
2004 }
2005
2006 /* Account for ACK, ACKing some data in Reno Recovery phase. */
2007
2008 static void tcp_remove_reno_sacks(struct sock *sk, int acked)
2009 {
2010         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2011
2012         if (acked > 0) {
2013                 /* One ACK acked hole. The rest eat duplicate ACKs. */
2014                 if (acked - 1 >= tp->sacked_out)
2015                         tp->sacked_out = 0;
2016                 else
2017                         tp->sacked_out -= acked - 1;
2018         }
2019         tcp_check_reno_reordering(sk, acked);
2020         tcp_verify_left_out(tp);
2021 }
2022
2023 static inline void tcp_reset_reno_sack(struct tcp_sock *tp)
2024 {
2025         tp->sacked_out = 0;
2026 }
2027
2028 static int tcp_is_sackfrto(const struct tcp_sock *tp)
2029 {
2030         return (sysctl_tcp_frto == 0x2) && !tcp_is_reno(tp);
2031 }
2032
2033 /* F-RTO can only be used if TCP has never retransmitted anything other than
2034  * head (SACK enhanced variant from Appendix B of RFC4138 is more robust here)
2035  */
2036 int tcp_use_frto(struct sock *sk)
2037 {
2038         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2039         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2040         struct sk_buff *skb;
2041
2042         if (!sysctl_tcp_frto)
2043                 return 0;
2044
2045         /* MTU probe and F-RTO won't really play nicely along currently */
2046         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
2047                 return 0;
2048
2049         if (tcp_is_sackfrto(tp))
2050                 return 1;
2051
2052         /* Avoid expensive walking of rexmit queue if possible */
2053         if (tp->retrans_out > 1)
2054                 return 0;
2055
2056         skb = tcp_write_queue_head(sk);
2057         if (tcp_skb_is_last(sk, skb))
2058                 return 1;
2059         skb = tcp_write_queue_next(sk, skb);    /* Skips head */
2060         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2061                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2062                         break;
2063                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_RETRANS)
2064                         return 0;
2065                 /* Short-circuit when first non-SACKed skb has been checked */
2066                 if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
2067                         break;
2068         }
2069         return 1;
2070 }
2071
2072 /* RTO occurred, but do not yet enter Loss state. Instead, defer RTO
2073  * recovery a bit and use heuristics in tcp_process_frto() to detect if
2074  * the RTO was spurious. Only clear SACKED_RETRANS of the head here to
2075  * keep retrans_out counting accurate (with SACK F-RTO, other than head
2076  * may still have that bit set); TCPCB_LOST and remaining SACKED_RETRANS
2077  * bits are handled if the Loss state is really to be entered (in
2078  * tcp_enter_frto_loss).
2079  *
2080  * Do like tcp_enter_loss() would; when RTO expires the second time it
2081  * does:
2082  *  "Reduce ssthresh if it has not yet been made inside this window."
2083  */
2084 void tcp_enter_frto(struct sock *sk)
2085 {
2086         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2087         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2088         struct sk_buff *skb;
2089
2090         if ((!tp->frto_counter && icsk->icsk_ca_state <= TCP_CA_Disorder) ||
2091             tp->snd_una == tp->high_seq ||
2092             ((icsk->icsk_ca_state == TCP_CA_Loss || tp->frto_counter) &&
2093              !icsk->icsk_retransmits)) {
2094                 tp->prior_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
2095                 /* Our state is too optimistic in ssthresh() call because cwnd
2096                  * is not reduced until tcp_enter_frto_loss() when previous F-RTO
2097                  * recovery has not yet completed. Pattern would be this: RTO,
2098                  * Cumulative ACK, RTO (2xRTO for the same segment does not end
2099                  * up here twice).
2100                  * RFC4138 should be more specific on what to do, even though
2101                  * RTO is quite unlikely to occur after the first Cumulative ACK
2102                  * due to back-off and complexity of triggering events ...
2103                  */
2104                 if (tp->frto_counter) {
2105                         u32 stored_cwnd;
2106                         stored_cwnd = tp->snd_cwnd;
2107                         tp->snd_cwnd = 2;
2108                         tp->snd_ssthresh = icsk->icsk_ca_ops->ssthresh(sk);
2109                         tp->snd_cwnd = stored_cwnd;
2110                 } else {
2111                         tp->snd_ssthresh = icsk->icsk_ca_ops->ssthresh(sk);
2112                 }
2113                 /* ... in theory, cong.control module could do "any tricks" in
2114                  * ssthresh(), which means that ca_state, lost bits and lost_out
2115                  * counter would have to be faked before the call occurs. We
2116                  * consider that too expensive, unlikely and hacky, so modules
2117                  * using these in ssthresh() must deal these incompatibility
2118                  * issues if they receives CA_EVENT_FRTO and frto_counter != 0
2119                  */
2120                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_FRTO);
2121         }
2122
2123         tp->undo_marker = tp->snd_una;
2124         tp->undo_retrans = 0;
2125
2126         skb = tcp_write_queue_head(sk);
2127         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_RETRANS)
2128                 tp->undo_marker = 0;
2129         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2130                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;
2131                 tp->retrans_out -= tcp_skb_pcount(skb);
2132         }
2133         tcp_verify_left_out(tp);
2134
2135         /* Too bad if TCP was application limited */
2136         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, tcp_packets_in_flight(tp) + 1);
2137
2138         /* Earlier loss recovery underway (see RFC4138; Appendix B).
2139          * The last condition is necessary at least in tp->frto_counter case.
2140          */
2141         if (tcp_is_sackfrto(tp) && (tp->frto_counter ||
2142             ((1 << icsk->icsk_ca_state) & (TCPF_CA_Recovery|TCPF_CA_Loss))) &&
2143             after(tp->high_seq, tp->snd_una)) {
2144                 tp->frto_highmark = tp->high_seq;
2145         } else {
2146                 tp->frto_highmark = tp->snd_nxt;
2147         }
2148         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Disorder);
2149         tp->high_seq = tp->snd_nxt;
2150         tp->frto_counter = 1;
2151 }
2152
2153 /* Enter Loss state after F-RTO was applied. Dupack arrived after RTO,
2154  * which indicates that we should follow the traditional RTO recovery,
2155  * i.e. mark everything lost and do go-back-N retransmission.
2156  */
2157 static void tcp_enter_frto_loss(struct sock *sk, int allowed_segments, int flag)
2158 {
2159         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2160         struct sk_buff *skb;
2161
2162         tp->lost_out = 0;
2163         tp->retrans_out = 0;
2164         if (tcp_is_reno(tp))
2165                 tcp_reset_reno_sack(tp);
2166
2167         tcp_for_write_queue(skb, sk) {
2168                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2169                         break;
2170
2171                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_LOST;
2172                 /*
2173                  * Count the retransmission made on RTO correctly (only when
2174                  * waiting for the first ACK and did not get it)...
2175                  */
2176                 if ((tp->frto_counter == 1) && !(flag & FLAG_DATA_ACKED)) {
2177                         /* For some reason this R-bit might get cleared? */
2178                         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
2179                                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
2180                         /* ...enter this if branch just for the first segment */
2181                         flag |= FLAG_DATA_ACKED;
2182                 } else {
2183                         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_RETRANS)
2184                                 tp->undo_marker = 0;
2185                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;
2186                 }
2187
2188                 /* Marking forward transmissions that were made after RTO lost
2189                  * can cause unnecessary retransmissions in some scenarios,
2190                  * SACK blocks will mitigate that in some but not in all cases.
2191                  * We used to not mark them but it was causing break-ups with
2192                  * receivers that do only in-order receival.
2193                  *
2194                  * TODO: we could detect presence of such receiver and select
2195                  * different behavior per flow.
2196                  */
2197                 if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)) {
2198                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;
2199                         tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);
2200                         tp->retransmit_high = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2201                 }
2202         }
2203         tcp_verify_left_out(tp);
2204
2205         tp->snd_cwnd = tcp_packets_in_flight(tp) + allowed_segments;
2206         tp->snd_cwnd_cnt = 0;
2207         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2208         tp->frto_counter = 0;
2209         tp->bytes_acked = 0;
2210
2211         tp->reordering = min_t(unsigned int, tp->reordering,
2212                                sysctl_tcp_reordering);
2213         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Loss);
2214         tp->high_seq = tp->snd_nxt;
2215         TCP_ECN_queue_cwr(tp);
2216
2217         tcp_clear_all_retrans_hints(tp);
2218 }
2219
2220 static void tcp_clear_retrans_partial(struct tcp_sock *tp)
2221 {
2222         tp->retrans_out = 0;
2223         tp->lost_out = 0;
2224
2225         tp->undo_marker = 0;
2226         tp->undo_retrans = 0;
2227 }
2228
2229 void tcp_clear_retrans(struct tcp_sock *tp)
2230 {
2231         tcp_clear_retrans_partial(tp);
2232
2233         tp->fackets_out = 0;
2234         tp->sacked_out = 0;
2235 }
2236
2237 /* Enter Loss state. If "how" is not zero, forget all SACK information
2238  * and reset tags completely, otherwise preserve SACKs. If receiver
2239  * dropped its ofo queue, we will know this due to reneging detection.
2240  */
2241 void tcp_enter_loss(struct sock *sk, int how)
2242 {
2243         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2244         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2245         struct sk_buff *skb;
2246
2247         /* Reduce ssthresh if it has not yet been made inside this window. */
2248         if (icsk->icsk_ca_state <= TCP_CA_Disorder || tp->snd_una == tp->high_seq ||
2249             (icsk->icsk_ca_state == TCP_CA_Loss && !icsk->icsk_retransmits)) {
2250                 tp->prior_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
2251                 tp->snd_ssthresh = icsk->icsk_ca_ops->ssthresh(sk);
2252                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_LOSS);
2253         }
2254         tp->snd_cwnd       = 1;
2255         tp->snd_cwnd_cnt   = 0;
2256         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2257
2258         tp->bytes_acked = 0;
2259         tcp_clear_retrans_partial(tp);
2260
2261         if (tcp_is_reno(tp))
2262                 tcp_reset_reno_sack(tp);
2263
2264         if (!how) {
2265                 /* Push undo marker, if it was plain RTO and nothing
2266                  * was retransmitted. */
2267                 tp->undo_marker = tp->snd_una;
2268         } else {
2269                 tp->sacked_out = 0;
2270                 tp->fackets_out = 0;
2271         }
2272         tcp_clear_all_retrans_hints(tp);
2273
2274         tcp_for_write_queue(skb, sk) {
2275                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2276                         break;
2277
2278                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_RETRANS)
2279                         tp->undo_marker = 0;
2280                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= (~TCPCB_TAGBITS)|TCPCB_SACKED_ACKED;
2281                 if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked&TCPCB_SACKED_ACKED) || how) {
2282                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_ACKED;
2283                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;
2284                         tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);
2285                         tp->retransmit_high = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2286                 }
2287         }
2288         tcp_verify_left_out(tp);
2289
2290         tp->reordering = min_t(unsigned int, tp->reordering,
2291                                sysctl_tcp_reordering);
2292         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Loss);
2293         tp->high_seq = tp->snd_nxt;
2294         TCP_ECN_queue_cwr(tp);
2295         /* Abort F-RTO algorithm if one is in progress */
2296         tp->frto_counter = 0;
2297 }
2298
2299 /* If ACK arrived pointing to a remembered SACK, it means that our
2300  * remembered SACKs do not reflect real state of receiver i.e.
2301  * receiver _host_ is heavily congested (or buggy).
2302  *
2303  * Do processing similar to RTO timeout.
2304  */
2305 static int tcp_check_sack_reneging(struct sock *sk, int flag)
2306 {
2307         if (flag & FLAG_SACK_RENEGING) {
2308                 struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2309                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSACKRENEGING);
2310
2311                 tcp_enter_loss(sk, 1);
2312                 icsk->icsk_retransmits++;
2313                 tcp_retransmit_skb(sk, tcp_write_queue_head(sk));
2314                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2315                                           icsk->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
2316                 return 1;
2317         }
2318         return 0;
2319 }
2320
2321 static inline int tcp_fackets_out(const struct tcp_sock *tp)
2322 {
2323         return tcp_is_reno(tp) ? tp->sacked_out + 1 : tp->fackets_out;
2324 }
2325
2326 /* Heurestics to calculate number of duplicate ACKs. There's no dupACKs
2327  * counter when SACK is enabled (without SACK, sacked_out is used for
2328  * that purpose).
2329  *
2330  * Instead, with FACK TCP uses fackets_out that includes both SACKed
2331  * segments up to the highest received SACK block so far and holes in
2332  * between them.
2333  *
2334  * With reordering, holes may still be in flight, so RFC3517 recovery
2335  * uses pure sacked_out (total number of SACKed segments) even though
2336  * it violates the RFC that uses duplicate ACKs, often these are equal
2337  * but when e.g. out-of-window ACKs or packet duplication occurs,
2338  * they differ. Since neither occurs due to loss, TCP should really
2339  * ignore them.
2340  */
2341 static inline int tcp_dupack_heuristics(const struct tcp_sock *tp)
2342 {
2343         return tcp_is_fack(tp) ? tp->fackets_out : tp->sacked_out + 1;
2344 }
2345
2346 static inline int tcp_skb_timedout(const struct sock *sk,
2347                                    const struct sk_buff *skb)
2348 {
2349         return tcp_time_stamp - TCP_SKB_CB(skb)->when > inet_csk(sk)->icsk_rto;
2350 }
2351
2352 static inline int tcp_head_timedout(const struct sock *sk)
2353 {
2354         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2355
2356         return tp->packets_out &&
2357                tcp_skb_timedout(sk, tcp_write_queue_head(sk));
2358 }
2359
2360 /* Linux NewReno/SACK/FACK/ECN state machine.
2361  * --------------------------------------
2362  *
2363  * "Open"       Normal state, no dubious events, fast path.
2364  * "Disorder"   In all the respects it is "Open",
2365  *              but requires a bit more attention. It is entered when
2366  *              we see some SACKs or dupacks. It is split of "Open"
2367  *              mainly to move some processing from fast path to slow one.
2368  * "CWR"        CWND was reduced due to some Congestion Notification event.
2369  *              It can be ECN, ICMP source quench, local device congestion.
2370  * "Recovery"   CWND was reduced, we are fast-retransmitting.
2371  * "Loss"       CWND was reduced due to RTO timeout or SACK reneging.
2372  *
2373  * tcp_fastretrans_alert() is entered:
2374  * - each incoming ACK, if state is not "Open"
2375  * - when arrived ACK is unusual, namely:
2376  *      * SACK
2377  *      * Duplicate ACK.
2378  *      * ECN ECE.
2379  *
2380  * Counting packets in flight is pretty simple.
2381  *
2382  *      in_flight = packets_out - left_out + retrans_out
2383  *
2384  *      packets_out is SND.NXT-SND.UNA counted in packets.
2385  *
2386  *      retrans_out is number of retransmitted segments.
2387  *
2388  *      left_out is number of segments left network, but not ACKed yet.
2389  *
2390  *              left_out = sacked_out + lost_out
2391  *
2392  *     sacked_out: Packets, which arrived to receiver out of order
2393  *                 and hence not ACKed. With SACKs this number is simply
2394  *                 amount of SACKed data. Even without SACKs
2395  *                 it is easy to give pretty reliable estimate of this number,
2396  *                 counting duplicate ACKs.
2397  *
2398  *       lost_out: Packets lost by network. TCP has no explicit
2399  *                 "loss notification" feedback from network (for now).
2400  *                 It means that this number can be only _guessed_.
2401  *                 Actually, it is the heuristics to predict lossage that
2402  *                 distinguishes different algorithms.
2403  *
2404  *      F.e. after RTO, when all the queue is considered as lost,
2405  *      lost_out = packets_out and in_flight = retrans_out.
2406  *
2407  *              Essentially, we have now two algorithms counting
2408  *              lost packets.
2409  *
2410  *              FACK: It is the simplest heuristics. As soon as we decided
2411  *              that something is lost, we decide that _all_ not SACKed
2412  *              packets until the most forward SACK are lost. I.e.
2413  *              lost_out = fackets_out - sacked_out and left_out = fackets_out.
2414  *              It is absolutely correct estimate, if network does not reorder
2415  *              packets. And it loses any connection to reality when reordering
2416  *              takes place. We use FACK by default until reordering
2417  *              is suspected on the path to this destination.
2418  *
2419  *              NewReno: when Recovery is entered, we assume that one segment
2420  *              is lost (classic Reno). While we are in Recovery and
2421  *              a partial ACK arrives, we assume that one more packet
2422  *              is lost (NewReno). This heuristics are the same in NewReno
2423  *              and SACK.
2424  *
2425  *  Imagine, that's all! Forget about all this shamanism about CWND inflation
2426  *  deflation etc. CWND is real congestion window, never inflated, changes
2427  *  only according to classic VJ rules.
2428  *
2429  * Really tricky (and requiring careful tuning) part of algorithm
2430  * is hidden in functions tcp_time_to_recover() and tcp_xmit_retransmit_queue().
2431  * The first determines the moment _when_ we should reduce CWND and,
2432  * hence, slow down forward transmission. In fact, it determines the moment
2433  * when we decide that hole is caused by loss, rather than by a reorder.
2434  *
2435  * tcp_xmit_retransmit_queue() decides, _what_ we should retransmit to fill
2436  * holes, caused by lost packets.
2437  *
2438  * And the most logically complicated part of algorithm is undo
2439  * heuristics. We detect false retransmits due to both too early
2440  * fast retransmit (reordering) and underestimated RTO, analyzing
2441  * timestamps and D-SACKs. When we detect that some segments were
2442  * retransmitted by mistake and CWND reduction was wrong, we undo
2443  * window reduction and abort recovery phase. This logic is hidden
2444  * inside several functions named tcp_try_undo_<something>.
2445  */
2446
2447 /* This function decides, when we should leave Disordered state
2448  * and enter Recovery phase, reducing congestion window.
2449  *
2450  * Main question: may we further continue forward transmission
2451  * with the same cwnd?
2452  */
2453 static int tcp_time_to_recover(struct sock *sk)
2454 {
2455         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2456         __u32 packets_out;
2457
2458         /* Do not perform any recovery during F-RTO algorithm */
2459         if (tp->frto_counter)
2460                 return 0;
2461
2462         /* Trick#1: The loss is proven. */
2463         if (tp->lost_out)
2464                 return 1;
2465
2466         /* Not-A-Trick#2 : Classic rule... */
2467         if (tcp_dupack_heuristics(tp) > tp->reordering)
2468                 return 1;
2469
2470         /* Trick#3 : when we use RFC2988 timer restart, fast
2471          * retransmit can be triggered by timeout of queue head.
2472          */
2473         if (tcp_is_fack(tp) && tcp_head_timedout(sk))
2474                 return 1;
2475
2476         /* Trick#4: It is still not OK... But will it be useful to delay
2477          * recovery more?
2478          */
2479         packets_out = tp->packets_out;
2480         if (packets_out <= tp->reordering &&
2481             tp->sacked_out >= max_t(__u32, packets_out/2, sysctl_tcp_reordering) &&
2482             !tcp_may_send_now(sk)) {
2483                 /* We have nothing to send. This connection is limited
2484                  * either by receiver window or by application.
2485                  */
2486                 return 1;
2487         }
2488
2489         /* If a thin stream is detected, retransmit after first
2490          * received dupack. Employ only if SACK is supported in order
2491          * to avoid possible corner-case series of spurious retransmissions
2492          * Use only if there are no unsent data.
2493          */
2494         if ((tp->thin_dupack || sysctl_tcp_thin_dupack) &&
2495             tcp_stream_is_thin(tp) && tcp_dupack_heuristics(tp) > 1 &&
2496             tcp_is_sack(tp) && !tcp_send_head(sk))
2497                 return 1;
2498
2499         return 0;
2500 }
2501
2502 /* New heuristics: it is possible only after we switched to restart timer
2503  * each time when something is ACKed. Hence, we can detect timed out packets
2504  * during fast retransmit without falling to slow start.
2505  *
2506  * Usefulness of this as is very questionable, since we should know which of
2507  * the segments is the next to timeout which is relatively expensive to find
2508  * in general case unless we add some data structure just for that. The
2509  * current approach certainly won't find the right one too often and when it
2510  * finally does find _something_ it usually marks large part of the window
2511  * right away (because a retransmission with a larger timestamp blocks the
2512  * loop from advancing). -ij
2513  */
2514 static void tcp_timeout_skbs(struct sock *sk)
2515 {
2516         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2517         struct sk_buff *skb;
2518
2519         if (!tcp_is_fack(tp) || !tcp_head_timedout(sk))
2520                 return;
2521
2522         skb = tp->scoreboard_skb_hint;
2523         if (tp->scoreboard_skb_hint == NULL)
2524                 skb = tcp_write_queue_head(sk);
2525
2526         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2527                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2528                         break;
2529                 if (!tcp_skb_timedout(sk, skb))
2530                         break;
2531
2532                 tcp_skb_mark_lost(tp, skb);
2533         }
2534
2535         tp->scoreboard_skb_hint = skb;
2536
2537         tcp_verify_left_out(tp);
2538 }
2539
2540 /* Mark head of queue up as lost. With RFC3517 SACK, the packets is
2541  * is against sacked "cnt", otherwise it's against facked "cnt"
2542  */
2543 static void tcp_mark_head_lost(struct sock *sk, int packets, int mark_head)
2544 {
2545         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2546         struct sk_buff *skb;
2547         int cnt, oldcnt;
2548         int err;
2549         unsigned int mss;
2550
2551         WARN_ON(packets > tp->packets_out);
2552         if (tp->lost_skb_hint) {
2553                 skb = tp->lost_skb_hint;
2554                 cnt = tp->lost_cnt_hint;
2555                 /* Head already handled? */
2556                 if (mark_head && skb != tcp_write_queue_head(sk))
2557                         return;
2558         } else {
2559                 skb = tcp_write_queue_head(sk);
2560                 cnt = 0;
2561         }
2562
2563         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2564                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2565                         break;
2566                 /* TODO: do this better */
2567                 /* this is not the most efficient way to do this... */
2568                 tp->lost_skb_hint = skb;
2569                 tp->lost_cnt_hint = cnt;
2570
2571                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->high_seq))
2572                         break;
2573
2574                 oldcnt = cnt;
2575                 if (tcp_is_fack(tp) || tcp_is_reno(tp) ||
2576                     (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
2577                         cnt += tcp_skb_pcount(skb);
2578
2579                 if (cnt > packets) {
2580                         if ((tcp_is_sack(tp) && !tcp_is_fack(tp)) ||
2581                             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED) ||
2582                             (oldcnt >= packets))
2583                                 break;
2584
2585                         mss = skb_shinfo(skb)->gso_size;
2586                         err = tcp_fragment(sk, skb, (packets - oldcnt) * mss, mss);
2587                         if (err < 0)
2588                                 break;
2589                         cnt = packets;
2590                 }
2591
2592                 tcp_skb_mark_lost(tp, skb);
2593
2594                 if (mark_head)
2595                         break;
2596         }
2597         tcp_verify_left_out(tp);
2598 }
2599
2600 /* Account newly detected lost packet(s) */
2601
2602 static void tcp_update_scoreboard(struct sock *sk, int fast_rexmit)
2603 {
2604         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2605
2606         if (tcp_is_reno(tp)) {
2607                 tcp_mark_head_lost(sk, 1, 1);
2608         } else if (tcp_is_fack(tp)) {
2609                 int lost = tp->fackets_out - tp->reordering;
2610                 if (lost <= 0)
2611                         lost = 1;
2612                 tcp_mark_head_lost(sk, lost, 0);
2613         } else {
2614                 int sacked_upto = tp->sacked_out - tp->reordering;
2615                 if (sacked_upto >= 0)
2616                         tcp_mark_head_lost(sk, sacked_upto, 0);
2617                 else if (fast_rexmit)
2618                         tcp_mark_head_lost(sk, 1, 1);
2619         }
2620
2621         tcp_timeout_skbs(sk);
2622 }
2623
2624 /* CWND moderation, preventing bursts due to too big ACKs
2625  * in dubious situations.
2626  */
2627 static inline void tcp_moderate_cwnd(struct tcp_sock *tp)
2628 {
2629         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd,
2630                            tcp_packets_in_flight(tp) + tcp_max_burst(tp));
2631         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2632 }
2633
2634 /* Lower bound on congestion window is slow start threshold
2635  * unless congestion avoidance choice decides to overide it.
2636  */
2637 static inline u32 tcp_cwnd_min(const struct sock *sk)
2638 {
2639         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
2640
2641         return ca_ops->min_cwnd ? ca_ops->min_cwnd(sk) : tcp_sk(sk)->snd_ssthresh;
2642 }
2643
2644 /* Decrease cwnd each second ack. */
2645 static void tcp_cwnd_down(struct sock *sk, int flag)
2646 {
2647         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2648         int decr = tp->snd_cwnd_cnt + 1;
2649
2650         if ((flag & (FLAG_ANY_PROGRESS | FLAG_DSACKING_ACK)) ||
2651             (tcp_is_reno(tp) && !(flag & FLAG_NOT_DUP))) {
2652                 tp->snd_cwnd_cnt = decr & 1;
2653                 decr >>= 1;
2654
2655                 if (decr && tp->snd_cwnd > tcp_cwnd_min(sk))
2656                         tp->snd_cwnd -= decr;
2657
2658                 tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, tcp_packets_in_flight(tp) + 1);
2659                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2660         }
2661 }
2662
2663 /* Nothing was retransmitted or returned timestamp is less
2664  * than timestamp of the first retransmission.
2665  */
2666 static inline int tcp_packet_delayed(const struct tcp_sock *tp)
2667 {
2668         return !tp->retrans_stamp ||
2669                 (tp->rx_opt.saw_tstamp && tp->rx_opt.rcv_tsecr &&
2670                  before(tp->rx_opt.rcv_tsecr, tp->retrans_stamp));
2671 }
2672
2673 /* Undo procedures. */
2674
2675 #if FASTRETRANS_DEBUG > 1
2676 static void DBGUNDO(struct sock *sk, const char *msg)
2677 {
2678         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2679         struct inet_sock *inet = inet_sk(sk);
2680
2681         if (sk->sk_family == AF_INET) {
2682                 printk(KERN_DEBUG "Undo %s %pI4/%u c%u l%u ss%u/%u p%u\n",
2683                        msg,
2684                        &inet->inet_daddr, ntohs(inet->inet_dport),
2685                        tp->snd_cwnd, tcp_left_out(tp),
2686                        tp->snd_ssthresh, tp->prior_ssthresh,
2687                        tp->packets_out);
2688         }
2689 #if defined(CONFIG_IPV6) || defined(CONFIG_IPV6_MODULE)
2690         else if (sk->sk_family == AF_INET6) {
2691                 struct ipv6_pinfo *np = inet6_sk(sk);
2692                 printk(KERN_DEBUG "Undo %s %pI6/%u c%u l%u ss%u/%u p%u\n",
2693                        msg,
2694                        &np->daddr, ntohs(inet->inet_dport),
2695                        tp->snd_cwnd, tcp_left_out(tp),
2696                        tp->snd_ssthresh, tp->prior_ssthresh,
2697                        tp->packets_out);
2698         }
2699 #endif
2700 }
2701 #else
2702 #define DBGUNDO(x...) do { } while (0)
2703 #endif
2704
2705 static void tcp_undo_cwr(struct sock *sk, const bool undo_ssthresh)
2706 {
2707         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2708
2709         if (tp->prior_ssthresh) {
2710                 const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2711
2712                 if (icsk->icsk_ca_ops->undo_cwnd)
2713                         tp->snd_cwnd = icsk->icsk_ca_ops->undo_cwnd(sk);
2714                 else
2715                         tp->snd_cwnd = max(tp->snd_cwnd, tp->snd_ssthresh << 1);
2716
2717                 if (undo_ssthresh && tp->prior_ssthresh > tp->snd_ssthresh) {
2718                         tp->snd_ssthresh = tp->prior_ssthresh;
2719                         TCP_ECN_withdraw_cwr(tp);
2720                 }
2721         } else {
2722                 tp->snd_cwnd = max(tp->snd_cwnd, tp->snd_ssthresh);
2723         }
2724         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2725 }
2726
2727 static inline int tcp_may_undo(const struct tcp_sock *tp)
2728 {
2729         return tp->undo_marker && (!tp->undo_retrans || tcp_packet_delayed(tp));
2730 }
2731
2732 /* People celebrate: "We love our President!" */
2733 static int tcp_try_undo_recovery(struct sock *sk)
2734 {
2735         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2736
2737         if (tcp_may_undo(tp)) {
2738                 int mib_idx;
2739
2740                 /* Happy end! We did not retransmit anything
2741                  * or our original transmission succeeded.
2742                  */
2743                 DBGUNDO(sk, inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Loss ? "loss" : "retrans");
2744                 tcp_undo_cwr(sk, true);
2745                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Loss)
2746                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPLOSSUNDO;
2747                 else
2748                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPFULLUNDO;
2749
2750                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), mib_idx);
2751                 tp->undo_marker = 0;
2752         }
2753         if (tp->snd_una == tp->high_seq && tcp_is_reno(tp)) {
2754                 /* Hold old state until something *above* high_seq
2755                  * is ACKed. For Reno it is MUST to prevent false
2756                  * fast retransmits (RFC2582). SACK TCP is safe. */
2757                 tcp_moderate_cwnd(tp);
2758                 return 1;
2759         }
2760         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Open);
2761         return 0;
2762 }
2763
2764 /* Try to undo cwnd reduction, because D-SACKs acked all retransmitted data */
2765 static void tcp_try_undo_dsack(struct sock *sk)
2766 {
2767         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2768
2769         if (tp->undo_marker && !tp->undo_retrans) {
2770                 DBGUNDO(sk, "D-SACK");
2771                 tcp_undo_cwr(sk, true);
2772                 tp->undo_marker = 0;
2773                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPDSACKUNDO);
2774         }
2775 }
2776
2777 /* We can clear retrans_stamp when there are no retransmissions in the
2778  * window. It would seem that it is trivially available for us in
2779  * tp->retrans_out, however, that kind of assumptions doesn't consider
2780  * what will happen if errors occur when sending retransmission for the
2781  * second time. ...It could the that such segment has only
2782  * TCPCB_EVER_RETRANS set at the present time. It seems that checking
2783  * the head skb is enough except for some reneging corner cases that
2784  * are not worth the effort.
2785  *
2786  * Main reason for all this complexity is the fact that connection dying
2787  * time now depends on the validity of the retrans_stamp, in particular,
2788  * that successive retransmissions of a segment must not advance
2789  * retrans_stamp under any conditions.
2790  */
2791 static int tcp_any_retrans_done(const struct sock *sk)
2792 {
2793         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2794         struct sk_buff *skb;
2795
2796         if (tp->retrans_out)
2797                 return 1;
2798
2799         skb = tcp_write_queue_head(sk);
2800         if (unlikely(skb && TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS))
2801                 return 1;
2802
2803         return 0;
2804 }
2805
2806 /* Undo during fast recovery after partial ACK. */
2807
2808 static int tcp_try_undo_partial(struct sock *sk, int acked)
2809 {
2810         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2811         /* Partial ACK arrived. Force Hoe's retransmit. */
2812         int failed = tcp_is_reno(tp) || (tcp_fackets_out(tp) > tp->reordering);
2813
2814         if (tcp_may_undo(tp)) {
2815                 /* Plain luck! Hole if filled with delayed
2816                  * packet, rather than with a retransmit.
2817                  */
2818                 if (!tcp_any_retrans_done(sk))
2819                         tp->retrans_stamp = 0;
2820
2821                 tcp_update_reordering(sk, tcp_fackets_out(tp) + acked, 1);
2822
2823                 DBGUNDO(sk, "Hoe");
2824                 tcp_undo_cwr(sk, false);
2825                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPPARTIALUNDO);
2826
2827                 /* So... Do not make Hoe's retransmit yet.
2828                  * If the first packet was delayed, the rest
2829                  * ones are most probably delayed as well.
2830                  */
2831                 failed = 0;
2832         }
2833         return failed;
2834 }
2835
2836 /* Undo during loss recovery after partial ACK. */
2837 static int tcp_try_undo_loss(struct sock *sk)
2838 {
2839         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2840
2841         if (tcp_may_undo(tp)) {
2842                 struct sk_buff *skb;
2843                 tcp_for_write_queue(skb, sk) {
2844                         if (skb == tcp_send_head(sk))
2845                                 break;
2846                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_LOST;
2847                 }
2848
2849                 tcp_clear_all_retrans_hints(tp);
2850
2851                 DBGUNDO(sk, "partial loss");
2852                 tp->lost_out = 0;
2853                 tcp_undo_cwr(sk, true);
2854                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSUNDO);
2855                 inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
2856                 tp->undo_marker = 0;
2857                 if (tcp_is_sack(tp))
2858                         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Open);
2859                 return 1;
2860         }
2861         return 0;
2862 }
2863
2864 static inline void tcp_complete_cwr(struct sock *sk)
2865 {
2866         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2867
2868         /* Do not moderate cwnd if it's already undone in cwr or recovery. */
2869         if (tp->undo_marker) {
2870                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_CWR)
2871                         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, tp->snd_ssthresh);
2872                 else /* PRR */
2873                         tp->snd_cwnd = tp->snd_ssthresh;
2874                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2875         }
2876         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_COMPLETE_CWR);
2877 }
2878
2879 static void tcp_try_keep_open(struct sock *sk)
2880 {
2881         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2882         int state = TCP_CA_Open;
2883
2884         if (tcp_left_out(tp) || tcp_any_retrans_done(sk) || tp->undo_marker)
2885                 state = TCP_CA_Disorder;
2886
2887         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state != state) {
2888                 tcp_set_ca_state(sk, state);
2889                 tp->high_seq = tp->snd_nxt;
2890         }
2891 }
2892
2893 static void tcp_try_to_open(struct sock *sk, int flag)
2894 {
2895         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2896
2897         tcp_verify_left_out(tp);
2898
2899         if (!tp->frto_counter && !tcp_any_retrans_done(sk))
2900                 tp->retrans_stamp = 0;
2901
2902         if (flag & FLAG_ECE)
2903                 tcp_enter_cwr(sk, 1);
2904
2905         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR) {
2906                 tcp_try_keep_open(sk);
2907                 tcp_moderate_cwnd(tp);
2908         } else {
2909                 tcp_cwnd_down(sk, flag);
2910         }
2911 }
2912
2913 static void tcp_mtup_probe_failed(struct sock *sk)
2914 {
2915         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2916
2917         icsk->icsk_mtup.search_high = icsk->icsk_mtup.probe_size - 1;
2918         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2919 }
2920
2921 static void tcp_mtup_probe_success(struct sock *sk)
2922 {
2923         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2924         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2925
2926         /* FIXME: breaks with very large cwnd */
2927         tp->prior_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
2928         tp->snd_cwnd = tp->snd_cwnd *
2929                        tcp_mss_to_mtu(sk, tp->mss_cache) /
2930                        icsk->icsk_mtup.probe_size;
2931         tp->snd_cwnd_cnt = 0;
2932         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
2933         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
2934
2935         icsk->icsk_mtup.search_low = icsk->icsk_mtup.probe_size;
2936         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2937         tcp_sync_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie);
2938 }
2939
2940 /* Do a simple retransmit without using the backoff mechanisms in
2941  * tcp_timer. This is used for path mtu discovery.
2942  * The socket is already locked here.
2943  */
2944 void tcp_simple_retransmit(struct sock *sk)
2945 {
2946         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2947         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2948         struct sk_buff *skb;
2949         unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
2950         u32 prior_lost = tp->lost_out;
2951
2952         tcp_for_write_queue(skb, sk) {
2953                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2954                         break;
2955                 if (tcp_skb_seglen(skb) > mss &&
2956                     !(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)) {
2957                         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2958                                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;
2959                                 tp->retrans_out -= tcp_skb_pcount(skb);
2960                         }
2961                         tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(tp, skb);
2962                 }
2963         }
2964
2965         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2966
2967         if (prior_lost == tp->lost_out)
2968                 return;
2969
2970         if (tcp_is_reno(tp))
2971                 tcp_limit_reno_sacked(tp);
2972
2973         tcp_verify_left_out(tp);
2974
2975         /* Don't muck with the congestion window here.
2976          * Reason is that we do not increase amount of _data_
2977          * in network, but units changed and effective
2978          * cwnd/ssthresh really reduced now.
2979          */
2980         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss) {
2981                 tp->high_seq = tp->snd_nxt;
2982                 tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
2983                 tp->prior_ssthresh = 0;
2984                 tp->undo_marker = 0;
2985                 tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Loss);
2986         }
2987         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(tcp_simple_retransmit);
2990
2991 /* This function implements the PRR algorithm, specifcally the PRR-SSRB
2992  * (proportional rate reduction with slow start reduction bound) as described in
2993  * http://www.ietf.org/id/draft-mathis-tcpm-proportional-rate-reduction-01.txt.
2994  * It computes the number of packets to send (sndcnt) based on packets newly
2995  * delivered:
2996  *   1) If the packets in flight is larger than ssthresh, PRR spreads the
2997  *      cwnd reductions across a full RTT.
2998  *   2) If packets in flight is lower than ssthresh (such as due to excess
2999  *      losses and/or application stalls), do not perform any further cwnd
3000  *      reductions, but instead slow start up to ssthresh.
3001  */
3002 static void tcp_update_cwnd_in_recovery(struct sock *sk, int newly_acked_sacked,
3003                                         int fast_rexmit, int flag)
3004 {
3005         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3006         int sndcnt = 0;
3007         int delta = tp->snd_ssthresh - tcp_packets_in_flight(tp);
3008
3009         if (tcp_packets_in_flight(tp) > tp->snd_ssthresh) {
3010                 u64 dividend = (u64)tp->snd_ssthresh * tp->prr_delivered +
3011                                tp->prior_cwnd - 1;
3012                 sndcnt = div_u64(dividend, tp->prior_cwnd) - tp->prr_out;
3013         } else {
3014                 sndcnt = min_t(int, delta,
3015                                max_t(int, tp->prr_delivered - tp->prr_out,
3016                                      newly_acked_sacked) + 1);
3017         }
3018
3019         sndcnt = max(sndcnt, (fast_rexmit ? 1 : 0));
3020         tp->snd_cwnd = tcp_packets_in_flight(tp) + sndcnt;
3021 }
3022
3023 /* Process an event, which can update packets-in-flight not trivially.
3024  * Main goal of this function is to calculate new estimate for left_out,
3025  * taking into account both packets sitting in receiver's buffer and
3026  * packets lost by network.
3027  *
3028  * Besides that it does CWND reduction, when packet loss is detected
3029  * and changes state of machine.
3030  *
3031  * It does _not_ decide what to send, it is made in function
3032  * tcp_xmit_retransmit_queue().
3033  */
3034 static void tcp_fastretrans_alert(struct sock *sk, int pkts_acked,
3035                                   int newly_acked_sacked, int flag)
3036 {
3037         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3038         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3039         int is_dupack = !(flag & (FLAG_SND_UNA_ADVANCED | FLAG_NOT_DUP));
3040         int do_lost = is_dupack || ((flag & FLAG_DATA_SACKED) &&
3041                                     (tcp_fackets_out(tp) > tp->reordering));
3042         int fast_rexmit = 0, mib_idx;
3043
3044         if (WARN_ON(!tp->packets_out && tp->sacked_out))
3045                 tp->sacked_out = 0;
3046         if (WARN_ON(!tp->sacked_out && tp->fackets_out))
3047                 tp->fackets_out = 0;
3048
3049         /* Now state machine starts.
3050          * A. ECE, hence prohibit cwnd undoing, the reduction is required. */
3051         if (flag & FLAG_ECE)
3052                 tp->prior_ssthresh = 0;
3053
3054         /* B. In all the states check for reneging SACKs. */
3055         if (tcp_check_sack_reneging(sk, flag))
3056                 return;
3057
3058         /* C. Process data loss notification, provided it is valid. */
3059         if (tcp_is_fack(tp) && (flag & FLAG_DATA_LOST) &&
3060             before(tp->snd_una, tp->high_seq) &&
3061             icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
3062             tp->fackets_out > tp->reordering) {
3063                 tcp_mark_head_lost(sk, tp->fackets_out - tp->reordering, 0);
3064                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSS);
3065         }
3066
3067         /* D. Check consistency of the current state. */
3068         tcp_verify_left_out(tp);
3069
3070         /* E. Check state exit conditions. State can be terminated
3071          *    when high_seq is ACKed. */