Merge tag 'edac_urgent_for_5.4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-block.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
4  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
5  *              interface as the means of communication with the user level.
6  *
7  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
8  *
9  * Authors:     Ross Biro
10  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
11  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
12  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
13  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
14  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
15  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
16  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
17  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
18  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
19  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
20  */
21
22 /*
23  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
24  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
25  *                              :       Segment collapse on retransmit
26  *                              :       AF independence
27  *
28  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
29  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
30  *                                      during syn/ack processing.
31  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
32  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
33  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
34  *              J Hadi Salim    :       ECN support
35  *
36  */
37
38 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
39
40 #include <net/tcp.h>
41
42 #include <linux/compiler.h>
43 #include <linux/gfp.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/static_key.h>
46
47 #include <trace/events/tcp.h>
48
49 /* Refresh clocks of a TCP socket,
50  * ensuring monotically increasing values.
51  */
52 void tcp_mstamp_refresh(struct tcp_sock *tp)
53 {
54         u64 val = tcp_clock_ns();
55
56         tp->tcp_clock_cache = val;
57         tp->tcp_mstamp = div_u64(val, NSEC_PER_USEC);
58 }
59
60 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
61                            int push_one, gfp_t gfp);
62
63 /* Account for new data that has been sent to the network. */
64 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
65 {
66         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
67         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
68         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
69
70         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
71
72         __skb_unlink(skb, &sk->sk_write_queue);
73         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, skb);
74
75         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
76         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)
77                 tcp_rearm_rto(sk);
78
79         NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT,
80                       tcp_skb_pcount(skb));
81 }
82
83 /* SND.NXT, if window was not shrunk or the amount of shrunk was less than one
84  * window scaling factor due to loss of precision.
85  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
86  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
87  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
88  * invalid. OK, let's make this for now:
89  */
90 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
91 {
92         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
93
94         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt) ||
95             (tp->rx_opt.wscale_ok &&
96              ((tp->snd_nxt - tcp_wnd_end(tp)) < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))))
97                 return tp->snd_nxt;
98         else
99                 return tcp_wnd_end(tp);
100 }
101
102 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
103  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
104  *
105  * 1. It is independent of path mtu.
106  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
107  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
108  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
109  *    large MSS.
110  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
111  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
112  *    This may be overridden via information stored in routing table.
113  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
114  *    probably even Jumbo".
115  */
116 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
117 {
118         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
119         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
120         int mss = tp->advmss;
121
122         if (dst) {
123                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
124
125                 if (metric < mss) {
126                         mss = metric;
127                         tp->advmss = mss;
128                 }
129         }
130
131         return (__u16)mss;
132 }
133
134 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
135  * This is the first part of cwnd validation mechanism.
136  */
137 void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, s32 delta)
138 {
139         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
140         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
141         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
142
143         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
144
145         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
146         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
147
148         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
149                 cwnd >>= 1;
150         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
151         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
152         tp->snd_cwnd_used = 0;
153 }
154
155 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
156 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
157                                 struct sock *sk)
158 {
159         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
160         const u32 now = tcp_jiffies32;
161
162         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
163                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
164
165         /* If this is the first data packet sent in response to the
166          * previous received data,
167          * and it is a reply for ato after last received packet,
168          * increase pingpong count.
169          */
170         if (before(tp->lsndtime, icsk->icsk_ack.lrcvtime) &&
171             (u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
172                 inet_csk_inc_pingpong_cnt(sk);
173
174         tp->lsndtime = now;
175 }
176
177 /* Account for an ACK we sent. */
178 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts,
179                                       u32 rcv_nxt)
180 {
181         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
182
183         if (unlikely(tp->compressed_ack > TCP_FASTRETRANS_THRESH)) {
184                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPACKCOMPRESSED,
185                               tp->compressed_ack - TCP_FASTRETRANS_THRESH);
186                 tp->compressed_ack = TCP_FASTRETRANS_THRESH;
187                 if (hrtimer_try_to_cancel(&tp->compressed_ack_timer) == 1)
188                         __sock_put(sk);
189         }
190
191         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
192                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
193         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
194         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
195 }
196
197 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
198  * Based on the assumption that the given amount of space
199  * will be offered. Store the results in the tp structure.
200  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
201  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
202  * This MUST be enforced by all callers.
203  */
204 void tcp_select_initial_window(const struct sock *sk, int __space, __u32 mss,
205                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
206                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
207                                __u32 init_rcv_wnd)
208 {
209         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
210
211         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
212         if (*window_clamp == 0)
213                 (*window_clamp) = (U16_MAX << TCP_MAX_WSCALE);
214         space = min(*window_clamp, space);
215
216         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
217         if (space > mss)
218                 space = rounddown(space, mss);
219
220         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
221          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
222          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
223          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
224          * unless the remote has sent us a window scaling option,
225          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
226          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
227          */
228         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
229                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
230         else
231                 (*rcv_wnd) = min_t(u32, space, U16_MAX);
232
233         if (init_rcv_wnd)
234                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
235
236         *rcv_wscale = 0;
237         if (wscale_ok) {
238                 /* Set window scaling on max possible window */
239                 space = max_t(u32, space, sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]);
240                 space = max_t(u32, space, sysctl_rmem_max);
241                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
242                 *rcv_wscale = clamp_t(int, ilog2(space) - 15,
243                                       0, TCP_MAX_WSCALE);
244         }
245         /* Set the clamp no higher than max representable value */
246         (*window_clamp) = min_t(__u32, U16_MAX << (*rcv_wscale), *window_clamp);
247 }
248 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
249
250 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
251  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
252  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
253  * frame.
254  */
255 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
256 {
257         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
258         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
259         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
260         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
261
262         /* Never shrink the offered window */
263         if (new_win < cur_win) {
264                 /* Danger Will Robinson!
265                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
266                  * we will not be able to advertise a zero
267                  * window in time.  --DaveM
268                  *
269                  * Relax Will Robinson.
270                  */
271                 if (new_win == 0)
272                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
273                                       LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
274                 new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
275         }
276         tp->rcv_wnd = new_win;
277         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
278
279         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
280          * scaled window.
281          */
282         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale &&
283             sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
284                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
285         else
286                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
287
288         /* RFC1323 scaling applied */
289         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
290
291         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
292         if (new_win == 0) {
293                 tp->pred_flags = 0;
294                 if (old_win)
295                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
296                                       LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
297         } else if (old_win == 0) {
298                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
299         }
300
301         return new_win;
302 }
303
304 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
305 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
306 {
307         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
308
309         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
310         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
311                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
312         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk) ||
313                  tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk))
314                 INET_ECN_xmit(sk);
315 }
316
317 /* Packet ECN state for a SYN.  */
318 static void tcp_ecn_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
319 {
320         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
321         bool bpf_needs_ecn = tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk);
322         bool use_ecn = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn == 1 ||
323                 tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn;
324
325         if (!use_ecn) {
326                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
327
328                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
329                         use_ecn = true;
330         }
331
332         tp->ecn_flags = 0;
333
334         if (use_ecn) {
335                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
336                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
337                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn)
338                         INET_ECN_xmit(sk);
339         }
340 }
341
342 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
343 {
344         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback)
345                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
346                  * SYN ACK is ultimatively being received.
347                  */
348                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
349 }
350
351 static void
352 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
353 {
354         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
355                 th->ece = 1;
356 }
357
358 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
359  * be sent.
360  */
361 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
362                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
363 {
364         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
365
366         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
367                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
368                 if (skb->len != tcp_header_len &&
369                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
370                         INET_ECN_xmit(sk);
371                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
372                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
373                                 th->cwr = 1;
374                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
375                         }
376                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
377                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
378                         INET_ECN_dontxmit(sk);
379                 }
380                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
381                         th->ece = 1;
382         }
383 }
384
385 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
386  * auto increment end seqno.
387  */
388 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
389 {
390         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
391
392         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
393         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
394
395         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
396
397         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
398         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
399                 seq++;
400         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
401 }
402
403 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
404 {
405         return tp->snd_una != tp->snd_up;
406 }
407
408 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
409 #define OPTION_TS               (1 << 1)
410 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
411 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
412 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE (1 << 8)
413 #define OPTION_SMC              (1 << 9)
414
415 static void smc_options_write(__be32 *ptr, u16 *options)
416 {
417 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
418         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
419                 if (unlikely(OPTION_SMC & *options)) {
420                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
421                                        (TCPOPT_NOP  << 16) |
422                                        (TCPOPT_EXP <<  8) |
423                                        (TCPOLEN_EXP_SMC_BASE));
424                         *ptr++ = htonl(TCPOPT_SMC_MAGIC);
425                 }
426         }
427 #endif
428 }
429
430 struct tcp_out_options {
431         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
432         u16 mss;                /* 0 to disable */
433         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
434         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
435         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
436         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
437         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
438         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
439 };
440
441 /* Write previously computed TCP options to the packet.
442  *
443  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
444  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
445  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
446  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
447  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
448  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
449  * particular reason why the ordering would need to be changed).
450  *
451  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
452  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
453  */
454 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
455                               struct tcp_out_options *opts)
456 {
457         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
458
459         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
460                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
461                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
462                 /* overload cookie hash location */
463                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
464                 ptr += 4;
465         }
466
467         if (unlikely(opts->mss)) {
468                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
469                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
470                                opts->mss);
471         }
472
473         if (likely(OPTION_TS & options)) {
474                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
475                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
476                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
477                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
478                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
479                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
480                 } else {
481                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
482                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
483                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
484                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
485                 }
486                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
487                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
488         }
489
490         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
491                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
492                                (TCPOPT_NOP << 16) |
493                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
494                                TCPOLEN_SACK_PERM);
495         }
496
497         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
498                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
499                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
500                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
501                                opts->ws);
502         }
503
504         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
505                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
506                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
507                 int this_sack;
508
509                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
510                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
511                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
512                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
513                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
514
515                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
516                      ++this_sack) {
517                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
518                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
519                 }
520
521                 tp->rx_opt.dsack = 0;
522         }
523
524         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
525                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
526                 u8 *p = (u8 *)ptr;
527                 u32 len; /* Fast Open option length */
528
529                 if (foc->exp) {
530                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
531                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
532                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
533                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
534                 } else {
535                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
536                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
537                         *p++ = len;
538                 }
539
540                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
541                 if ((len & 3) == 2) {
542                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
543                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
544                 }
545                 ptr += (len + 3) >> 2;
546         }
547
548         smc_options_write(ptr, &options);
549 }
550
551 static void smc_set_option(const struct tcp_sock *tp,
552                            struct tcp_out_options *opts,
553                            unsigned int *remaining)
554 {
555 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
556         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
557                 if (tp->syn_smc) {
558                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
559                                 opts->options |= OPTION_SMC;
560                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
561                         }
562                 }
563         }
564 #endif
565 }
566
567 static void smc_set_option_cond(const struct tcp_sock *tp,
568                                 const struct inet_request_sock *ireq,
569                                 struct tcp_out_options *opts,
570                                 unsigned int *remaining)
571 {
572 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
573         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
574                 if (tp->syn_smc && ireq->smc_ok) {
575                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
576                                 opts->options |= OPTION_SMC;
577                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
578                         }
579                 }
580         }
581 #endif
582 }
583
584 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
585  * network wire format yet.
586  */
587 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
588                                 struct tcp_out_options *opts,
589                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
590 {
591         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
592         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
593         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
594
595         *md5 = NULL;
596 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
597         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed) &&
598             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
599                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
600                 if (*md5) {
601                         opts->options |= OPTION_MD5;
602                         remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
603                 }
604         }
605 #endif
606
607         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
608          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
609          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
610          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
611          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
612          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
613          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
614          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
615          * going out.  */
616         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
617         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
618
619         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps && !*md5)) {
620                 opts->options |= OPTION_TS;
621                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
622                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
623                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
624         }
625         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling)) {
626                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
627                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
628                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
629         }
630         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_sack)) {
631                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
632                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
633                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
634         }
635
636         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
637                 u32 need = fastopen->cookie.len;
638
639                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
640                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
641                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
642                 if (remaining >= need) {
643                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
644                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
645                         remaining -= need;
646                         tp->syn_fastopen = 1;
647                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
648                 }
649         }
650
651         smc_set_option(tp, opts, &remaining);
652
653         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
654 }
655
656 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
657 static unsigned int tcp_synack_options(const struct sock *sk,
658                                        struct request_sock *req,
659                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
660                                        struct tcp_out_options *opts,
661                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
662                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc)
663 {
664         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
665         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
666
667 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
668         if (md5) {
669                 opts->options |= OPTION_MD5;
670                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
671
672                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
673                  * options. There was discussion about disabling SACK
674                  * rather than TS in order to fit in better with old,
675                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
676                  */
677                 ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
678         }
679 #endif
680
681         /* We always send an MSS option. */
682         opts->mss = mss;
683         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
684
685         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
686                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
687                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
688                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
689         }
690         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
691                 opts->options |= OPTION_TS;
692                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tcp_rsk(req)->ts_off;
693                 opts->tsecr = req->ts_recent;
694                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
695         }
696         if (likely(ireq->sack_ok)) {
697                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
698                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
699                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
700         }
701         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
702                 u32 need = foc->len;
703
704                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
705                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
706                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
707                 if (remaining >= need) {
708                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
709                         opts->fastopen_cookie = foc;
710                         remaining -= need;
711                 }
712         }
713
714         smc_set_option_cond(tcp_sk(sk), ireq, opts, &remaining);
715
716         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
717 }
718
719 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
720  * final wire format yet.
721  */
722 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
723                                         struct tcp_out_options *opts,
724                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
725 {
726         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
727         unsigned int size = 0;
728         unsigned int eff_sacks;
729
730         opts->options = 0;
731
732         *md5 = NULL;
733 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
734         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed) &&
735             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
736                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
737                 if (*md5) {
738                         opts->options |= OPTION_MD5;
739                         size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
740                 }
741         }
742 #endif
743
744         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
745                 opts->options |= OPTION_TS;
746                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
747                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
748                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
749         }
750
751         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
752         if (unlikely(eff_sacks)) {
753                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
754                 opts->num_sack_blocks =
755                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
756                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
757                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
758                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
759                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
760         }
761
762         return size;
763 }
764
765
766 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
767  *
768  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
769  * to reduce RTT and bufferbloat.
770  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
771  *
772  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
773  * needs to be reallocated in a driver.
774  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
775  *
776  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
777  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
778  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
779  */
780 struct tsq_tasklet {
781         struct tasklet_struct   tasklet;
782         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
783 };
784 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
785
786 static void tcp_tsq_write(struct sock *sk)
787 {
788         if ((1 << sk->sk_state) &
789             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
790              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
791                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
792
793                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
794                     tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp)) {
795                         tcp_mstamp_refresh(tp);
796                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
797                 }
798
799                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
800                                0, GFP_ATOMIC);
801         }
802 }
803
804 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
805 {
806         bh_lock_sock(sk);
807         if (!sock_owned_by_user(sk))
808                 tcp_tsq_write(sk);
809         else if (!test_and_set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &sk->sk_tsq_flags))
810                 sock_hold(sk);
811         bh_unlock_sock(sk);
812 }
813 /*
814  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
815  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
816  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
817  * interrupt us (non NAPI drivers)
818  */
819 static void tcp_tasklet_func(unsigned long data)
820 {
821         struct tsq_tasklet *tsq = (struct tsq_tasklet *)data;
822         LIST_HEAD(list);
823         unsigned long flags;
824         struct list_head *q, *n;
825         struct tcp_sock *tp;
826         struct sock *sk;
827
828         local_irq_save(flags);
829         list_splice_init(&tsq->head, &list);
830         local_irq_restore(flags);
831
832         list_for_each_safe(q, n, &list) {
833                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
834                 list_del(&tp->tsq_node);
835
836                 sk = (struct sock *)tp;
837                 smp_mb__before_atomic();
838                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &sk->sk_tsq_flags);
839
840                 tcp_tsq_handler(sk);
841                 sk_free(sk);
842         }
843 }
844
845 #define TCP_DEFERRED_ALL (TCPF_TSQ_DEFERRED |           \
846                           TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED |   \
847                           TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED |  \
848                           TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED)
849 /**
850  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
851  * @sk: socket
852  *
853  * called from release_sock() to perform protocol dependent
854  * actions before socket release.
855  */
856 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
857 {
858         unsigned long flags, nflags;
859
860         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
861         do {
862                 flags = sk->sk_tsq_flags;
863                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
864                         return;
865                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
866         } while (cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, flags, nflags) != flags);
867
868         if (flags & TCPF_TSQ_DEFERRED) {
869                 tcp_tsq_write(sk);
870                 __sock_put(sk);
871         }
872         /* Here begins the tricky part :
873          * We are called from release_sock() with :
874          * 1) BH disabled
875          * 2) sk_lock.slock spinlock held
876          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
877          *
878          * But following code is meant to be called from BH handlers,
879          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
880          */
881         sock_release_ownership(sk);
882
883         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
884                 tcp_write_timer_handler(sk);
885                 __sock_put(sk);
886         }
887         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
888                 tcp_delack_timer_handler(sk);
889                 __sock_put(sk);
890         }
891         if (flags & TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED) {
892                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
893                 __sock_put(sk);
894         }
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
897
898 void __init tcp_tasklet_init(void)
899 {
900         int i;
901
902         for_each_possible_cpu(i) {
903                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
904
905                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
906                 tasklet_init(&tsq->tasklet,
907                              tcp_tasklet_func,
908                              (unsigned long)tsq);
909         }
910 }
911
912 /*
913  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
914  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
915  * hold qdisc lock.
916  */
917 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
918 {
919         struct sock *sk = skb->sk;
920         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
921         unsigned long flags, nval, oval;
922
923         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
924          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
925          */
926         WARN_ON(refcount_sub_and_test(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc));
927
928         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
929          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
930          * This gives :
931          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
932          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
933          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
934          */
935         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
936                 goto out;
937
938         for (oval = READ_ONCE(sk->sk_tsq_flags);; oval = nval) {
939                 struct tsq_tasklet *tsq;
940                 bool empty;
941
942                 if (!(oval & TSQF_THROTTLED) || (oval & TSQF_QUEUED))
943                         goto out;
944
945                 nval = (oval & ~TSQF_THROTTLED) | TSQF_QUEUED;
946                 nval = cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, oval, nval);
947                 if (nval != oval)
948                         continue;
949
950                 /* queue this socket to tasklet queue */
951                 local_irq_save(flags);
952                 tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
953                 empty = list_empty(&tsq->head);
954                 list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
955                 if (empty)
956                         tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
957                 local_irq_restore(flags);
958                 return;
959         }
960 out:
961         sk_free(sk);
962 }
963
964 /* Note: Called under soft irq.
965  * We can call TCP stack right away, unless socket is owned by user.
966  */
967 enum hrtimer_restart tcp_pace_kick(struct hrtimer *timer)
968 {
969         struct tcp_sock *tp = container_of(timer, struct tcp_sock, pacing_timer);
970         struct sock *sk = (struct sock *)tp;
971
972         tcp_tsq_handler(sk);
973         sock_put(sk);
974
975         return HRTIMER_NORESTART;
976 }
977
978 static void tcp_update_skb_after_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
979                                       u64 prior_wstamp)
980 {
981         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
982
983         if (sk->sk_pacing_status != SK_PACING_NONE) {
984                 unsigned long rate = sk->sk_pacing_rate;
985
986                 /* Original sch_fq does not pace first 10 MSS
987                  * Note that tp->data_segs_out overflows after 2^32 packets,
988                  * this is a minor annoyance.
989                  */
990                 if (rate != ~0UL && rate && tp->data_segs_out >= 10) {
991                         u64 len_ns = div64_ul((u64)skb->len * NSEC_PER_SEC, rate);
992                         u64 credit = tp->tcp_wstamp_ns - prior_wstamp;
993
994                         /* take into account OS jitter */
995                         len_ns -= min_t(u64, len_ns / 2, credit);
996                         tp->tcp_wstamp_ns += len_ns;
997                 }
998         }
999         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
1000 }
1001
1002 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
1003  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
1004  * transmission and possible later retransmissions.
1005  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
1006  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
1007  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
1008  * device.
1009  *
1010  * We are working here with either a clone of the original
1011  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
1012  */
1013 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1014                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
1015 {
1016         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1017         struct inet_sock *inet;
1018         struct tcp_sock *tp;
1019         struct tcp_skb_cb *tcb;
1020         struct tcp_out_options opts;
1021         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
1022         struct sk_buff *oskb = NULL;
1023         struct tcp_md5sig_key *md5;
1024         struct tcphdr *th;
1025         u64 prior_wstamp;
1026         int err;
1027
1028         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
1029         tp = tcp_sk(sk);
1030         prior_wstamp = tp->tcp_wstamp_ns;
1031         tp->tcp_wstamp_ns = max(tp->tcp_wstamp_ns, tp->tcp_clock_cache);
1032         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns;
1033         if (clone_it) {
1034                 TCP_SKB_CB(skb)->tx.in_flight = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq
1035                         - tp->snd_una;
1036                 oskb = skb;
1037
1038                 tcp_skb_tsorted_save(oskb) {
1039                         if (unlikely(skb_cloned(oskb)))
1040                                 skb = pskb_copy(oskb, gfp_mask);
1041                         else
1042                                 skb = skb_clone(oskb, gfp_mask);
1043                 } tcp_skb_tsorted_restore(oskb);
1044
1045                 if (unlikely(!skb))
1046                         return -ENOBUFS;
1047         }
1048
1049         inet = inet_sk(sk);
1050         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
1051         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
1052
1053         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
1054                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
1055         } else {
1056                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
1057                                                            &md5);
1058                 /* Force a PSH flag on all (GSO) packets to expedite GRO flush
1059                  * at receiver : This slightly improve GRO performance.
1060                  * Note that we do not force the PSH flag for non GSO packets,
1061                  * because they might be sent under high congestion events,
1062                  * and in this case it is better to delay the delivery of 1-MSS
1063                  * packets and thus the corresponding ACK packet that would
1064                  * release the following packet.
1065                  */
1066                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1067                         tcb->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
1068         }
1069         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
1070
1071         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
1072          * another queue. We can be called from tcp_tsq_handler()
1073          * which holds one reference to sk.
1074          *
1075          * TODO: Ideally, in-flight pure ACK packets should not matter here.
1076          * One way to get this would be to set skb->truesize = 2 on them.
1077          */
1078         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1);
1079
1080         /* If we had to use memory reserve to allocate this skb,
1081          * this might cause drops if packet is looped back :
1082          * Other socket might not have SOCK_MEMALLOC.
1083          * Packets not looped back do not care about pfmemalloc.
1084          */
1085         skb->pfmemalloc = 0;
1086
1087         skb_push(skb, tcp_header_size);
1088         skb_reset_transport_header(skb);
1089
1090         skb_orphan(skb);
1091         skb->sk = sk;
1092         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
1093         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
1094         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
1095
1096         skb_set_dst_pending_confirm(skb, sk->sk_dst_pending_confirm);
1097
1098         /* Build TCP header and checksum it. */
1099         th = (struct tcphdr *)skb->data;
1100         th->source              = inet->inet_sport;
1101         th->dest                = inet->inet_dport;
1102         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
1103         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
1104         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
1105                                         tcb->tcp_flags);
1106
1107         th->check               = 0;
1108         th->urg_ptr             = 0;
1109
1110         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
1111         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
1112                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
1113                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
1114                         th->urg = 1;
1115                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
1116                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
1117                         th->urg = 1;
1118                 }
1119         }
1120
1121         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
1122         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1123         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1124                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1125                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1126         } else {
1127                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1128                  * is never scaled.
1129                  */
1130                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1131         }
1132 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1133         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1134         if (md5) {
1135                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
1136                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1137                                                md5, sk, skb);
1138         }
1139 #endif
1140
1141         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
1142
1143         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1144                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb), rcv_nxt);
1145
1146         if (skb->len != tcp_header_size) {
1147                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1148                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1149                 tp->bytes_sent += skb->len - tcp_header_size;
1150         }
1151
1152         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1153                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1154                               tcp_skb_pcount(skb));
1155
1156         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1157         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1158         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1159         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1160
1161         /* Leave earliest departure time in skb->tstamp (skb->skb_mstamp_ns) */
1162
1163         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1164         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1165                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1166
1167         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
1168
1169         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(sk, skb, &inet->cork.fl);
1170
1171         if (unlikely(err > 0)) {
1172                 tcp_enter_cwr(sk);
1173                 err = net_xmit_eval(err);
1174         }
1175         if (!err && oskb) {
1176                 tcp_update_skb_after_send(sk, oskb, prior_wstamp);
1177                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1178         }
1179         return err;
1180 }
1181
1182 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1183                             gfp_t gfp_mask)
1184 {
1185         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1186                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1187 }
1188
1189 /* This routine just queues the buffer for sending.
1190  *
1191  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1192  * otherwise socket can stall.
1193  */
1194 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1195 {
1196         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1197
1198         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1199         WRITE_ONCE(tp->write_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1200         __skb_header_release(skb);
1201         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1202         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
1203         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1204 }
1205
1206 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1207 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1208 {
1209         if (skb->len <= mss_now) {
1210                 /* Avoid the costly divide in the normal
1211                  * non-TSO case.
1212                  */
1213                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1214                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1215         } else {
1216                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1217                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1218         }
1219 }
1220
1221 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1222  * tweaks to fix counters
1223  */
1224 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1225 {
1226         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1227
1228         tp->packets_out -= decr;
1229
1230         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1231                 tp->sacked_out -= decr;
1232         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1233                 tp->retrans_out -= decr;
1234         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1235                 tp->lost_out -= decr;
1236
1237         /* Reno case is special. Sigh... */
1238         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1239                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1240
1241         if (tp->lost_skb_hint &&
1242             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1243             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
1244                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1245
1246         tcp_verify_left_out(tp);
1247 }
1248
1249 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1250 {
1251         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1252                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1253 }
1254
1255 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1256 {
1257         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1258
1259         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1260             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1261                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1262                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1263
1264                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1265                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1266                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1267                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1268                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1269         }
1270 }
1271
1272 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1273 {
1274         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1275         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1276 }
1277
1278 /* Insert buff after skb on the write or rtx queue of sk.  */
1279 static void tcp_insert_write_queue_after(struct sk_buff *skb,
1280                                          struct sk_buff *buff,
1281                                          struct sock *sk,
1282                                          enum tcp_queue tcp_queue)
1283 {
1284         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE)
1285                 __skb_queue_after(&sk->sk_write_queue, skb, buff);
1286         else
1287                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
1288 }
1289
1290 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1291  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1292  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1293  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1294  */
1295 int tcp_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1296                  struct sk_buff *skb, u32 len,
1297                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1298 {
1299         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1300         struct sk_buff *buff;
1301         int nsize, old_factor;
1302         long limit;
1303         int nlen;
1304         u8 flags;
1305
1306         if (WARN_ON(len > skb->len))
1307                 return -EINVAL;
1308
1309         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1310         if (nsize < 0)
1311                 nsize = 0;
1312
1313         /* tcp_sendmsg() can overshoot sk_wmem_queued by one full size skb.
1314          * We need some allowance to not penalize applications setting small
1315          * SO_SNDBUF values.
1316          * Also allow first and last skb in retransmit queue to be split.
1317          */
1318         limit = sk->sk_sndbuf + 2 * SKB_TRUESIZE(GSO_MAX_SIZE);
1319         if (unlikely((sk->sk_wmem_queued >> 1) > limit &&
1320                      tcp_queue != TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE &&
1321                      skb != tcp_rtx_queue_head(sk) &&
1322                      skb != tcp_rtx_queue_tail(sk))) {
1323                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPWQUEUETOOBIG);
1324                 return -ENOMEM;
1325         }
1326
1327         if (skb_unclone(skb, gfp))
1328                 return -ENOMEM;
1329
1330         /* Get a new skb... force flag on. */
1331         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, gfp, true);
1332         if (!buff)
1333                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1334         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1335
1336         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1337         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1338         nlen = skb->len - len - nsize;
1339         buff->truesize += nlen;
1340         skb->truesize -= nlen;
1341
1342         /* Correct the sequence numbers. */
1343         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1344         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1345         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1346
1347         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1348         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1349         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1350         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1351         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1352         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1353
1354         skb_split(skb, buff, len);
1355
1356         buff->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1357
1358         buff->tstamp = skb->tstamp;
1359         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1360
1361         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1362
1363         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1364         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1365         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1366
1367         /* Update delivered info for the new segment */
1368         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1369
1370         /* If this packet has been sent out already, we must
1371          * adjust the various packet counters.
1372          */
1373         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1374                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1375                         tcp_skb_pcount(buff);
1376
1377                 if (diff)
1378                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1379         }
1380
1381         /* Link BUFF into the send queue. */
1382         __skb_header_release(buff);
1383         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1384         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE)
1385                 list_add(&buff->tcp_tsorted_anchor, &skb->tcp_tsorted_anchor);
1386
1387         return 0;
1388 }
1389
1390 /* This is similar to __pskb_pull_tail(). The difference is that pulled
1391  * data is not copied, but immediately discarded.
1392  */
1393 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1394 {
1395         struct skb_shared_info *shinfo;
1396         int i, k, eat;
1397
1398         eat = min_t(int, len, skb_headlen(skb));
1399         if (eat) {
1400                 __skb_pull(skb, eat);
1401                 len -= eat;
1402                 if (!len)
1403                         return 0;
1404         }
1405         eat = len;
1406         k = 0;
1407         shinfo = skb_shinfo(skb);
1408         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1409                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1410
1411                 if (size <= eat) {
1412                         skb_frag_unref(skb, i);
1413                         eat -= size;
1414                 } else {
1415                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1416                         if (eat) {
1417                                 skb_frag_off_add(&shinfo->frags[k], eat);
1418                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1419                                 eat = 0;
1420                         }
1421                         k++;
1422                 }
1423         }
1424         shinfo->nr_frags = k;
1425
1426         skb->data_len -= len;
1427         skb->len = skb->data_len;
1428         return len;
1429 }
1430
1431 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1432 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1433 {
1434         u32 delta_truesize;
1435
1436         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1437                 return -ENOMEM;
1438
1439         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1440
1441         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1442         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1443
1444         if (delta_truesize) {
1445                 skb->truesize      -= delta_truesize;
1446                 sk_wmem_queued_add(sk, -delta_truesize);
1447                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1448                 sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1449         }
1450
1451         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1452         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1453                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1454
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1459 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1460 {
1461         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1462         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1463         int mss_now;
1464
1465         /* Calculate base mss without TCP options:
1466            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1467          */
1468         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1469
1470         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1471         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1472                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1473
1474                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1475                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1476         }
1477
1478         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1479         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1480                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1481
1482         /* Now subtract optional transport overhead */
1483         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1484
1485         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1486         mss_now = max(mss_now, sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_snd_mss);
1487         return mss_now;
1488 }
1489
1490 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1491 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1492 {
1493         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1494         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1495                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1496 }
1497
1498 /* Inverse of above */
1499 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1500 {
1501         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1502         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1503         int mtu;
1504
1505         mtu = mss +
1506               tp->tcp_header_len +
1507               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1508               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1509
1510         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1511         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1512                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1513
1514                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1515                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1516         }
1517         return mtu;
1518 }
1519 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1520
1521 /* MTU probing init per socket */
1522 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1523 {
1524         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1525         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1526         struct net *net = sock_net(sk);
1527
1528         icsk->icsk_mtup.enabled = net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1529         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1530                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1531         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss);
1532         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1533         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1534                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1537
1538 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1539
1540    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1541    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1542
1543    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1544    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1545    It also does not include TCP options.
1546
1547    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1548
1549    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1550    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1551    taking into account current pmtu, but never exceeds
1552    tp->rx_opt.mss_clamp.
1553
1554    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1555    DOES NOT include either tcp or ip options.
1556
1557    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1558    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1559  */
1560 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1561 {
1562         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1563         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1564         int mss_now;
1565
1566         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1567                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1568
1569         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1570         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1571
1572         /* And store cached results */
1573         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1574         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1575                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1576         tp->mss_cache = mss_now;
1577
1578         return mss_now;
1579 }
1580 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1581
1582 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1583  * and even PMTU discovery events into account.
1584  */
1585 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1586 {
1587         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1588         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1589         u32 mss_now;
1590         unsigned int header_len;
1591         struct tcp_out_options opts;
1592         struct tcp_md5sig_key *md5;
1593
1594         mss_now = tp->mss_cache;
1595
1596         if (dst) {
1597                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1598                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1599                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1600         }
1601
1602         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1603                      sizeof(struct tcphdr);
1604         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1605          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1606          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1607          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1608         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1609                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1610                 mss_now -= delta;
1611         }
1612
1613         return mss_now;
1614 }
1615
1616 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1617  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1618  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1619  */
1620 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1621 {
1622         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1623
1624         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1625             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1626                 /* Limited by application or receiver window. */
1627                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1628                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1629                 if (win_used < tp->snd_cwnd) {
1630                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1631                         tp->snd_cwnd = (tp->snd_cwnd + win_used) >> 1;
1632                 }
1633                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1634         }
1635         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1636 }
1637
1638 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1639 {
1640         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1641         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1642
1643         /* Track the maximum number of outstanding packets in each
1644          * window, and remember whether we were cwnd-limited then.
1645          */
1646         if (!before(tp->snd_una, tp->max_packets_seq) ||
1647             tp->packets_out > tp->max_packets_out) {
1648                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1649                 tp->max_packets_seq = tp->snd_nxt;
1650                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1651         }
1652
1653         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1654                 /* Network is feed fully. */
1655                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1656                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1657         } else {
1658                 /* Network starves. */
1659                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1660                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1661
1662                 if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1663                     (s32)(tcp_jiffies32 - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto &&
1664                     !ca_ops->cong_control)
1665                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1666
1667                 /* The following conditions together indicate the starvation
1668                  * is caused by insufficient sender buffer:
1669                  * 1) just sent some data (see tcp_write_xmit)
1670                  * 2) not cwnd limited (this else condition)
1671                  * 3) no more data to send (tcp_write_queue_empty())
1672                  * 4) application is hitting buffer limit (SOCK_NOSPACE)
1673                  */
1674                 if (tcp_write_queue_empty(sk) && sk->sk_socket &&
1675                     test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags) &&
1676                     (1 << sk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))
1677                         tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_SNDBUF_LIMITED);
1678         }
1679 }
1680
1681 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1682 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1683 {
1684         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1685                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1686 }
1687
1688 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1689  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1690  * The test is really :
1691  * if ((skb->len % mss) != 0)
1692  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1693  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1694  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1695  */
1696 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1697                                 const struct sk_buff *skb)
1698 {
1699         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1700                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1701 }
1702
1703 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1704  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1705  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1706  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1707  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1708  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1709  */
1710 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1711                             int nonagle)
1712 {
1713         return partial &&
1714                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1715                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1716 }
1717
1718 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1719  * to send one TSO packet per ms
1720  */
1721 static u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1722                             int min_tso_segs)
1723 {
1724         u32 bytes, segs;
1725
1726         bytes = min_t(unsigned long,
1727                       sk->sk_pacing_rate >> sk->sk_pacing_shift,
1728                       sk->sk_gso_max_size - 1 - MAX_TCP_HEADER);
1729
1730         /* Goal is to send at least one packet per ms,
1731          * not one big TSO packet every 100 ms.
1732          * This preserves ACK clocking and is consistent
1733          * with tcp_tso_should_defer() heuristic.
1734          */
1735         segs = max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1736
1737         return segs;
1738 }
1739
1740 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1741  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1742  */
1743 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1744 {
1745         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1746         u32 min_tso, tso_segs;
1747
1748         min_tso = ca_ops->min_tso_segs ?
1749                         ca_ops->min_tso_segs(sk) :
1750                         sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_tso_segs;
1751
1752         tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now, min_tso);
1753         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
1754 }
1755
1756 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
1757 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
1758                                         const struct sk_buff *skb,
1759                                         unsigned int mss_now,
1760                                         unsigned int max_segs,
1761                                         int nonagle)
1762 {
1763         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1764         u32 partial, needed, window, max_len;
1765
1766         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1767         max_len = mss_now * max_segs;
1768
1769         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1770                 return max_len;
1771
1772         needed = min(skb->len, window);
1773
1774         if (max_len <= needed)
1775                 return max_len;
1776
1777         partial = needed % mss_now;
1778         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
1779          * to include this last segment in this skb.
1780          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
1781          */
1782         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
1783                 return needed - partial;
1784
1785         return needed;
1786 }
1787
1788 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1789  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1790  */
1791 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1792                                          const struct sk_buff *skb)
1793 {
1794         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
1795
1796         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1797         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
1798             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1799                 return 1;
1800
1801         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1802         cwnd = tp->snd_cwnd;
1803         if (in_flight >= cwnd)
1804                 return 0;
1805
1806         /* For better scheduling, ensure we have at least
1807          * 2 GSO packets in flight.
1808          */
1809         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
1810         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
1811 }
1812
1813 /* Initialize TSO state of a skb.
1814  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1815  * SKB onto the wire.
1816  */
1817 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1818 {
1819         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1820
1821         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1822                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1823                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1824         }
1825         return tso_segs;
1826 }
1827
1828
1829 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
1830  * sent now.
1831  */
1832 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
1833                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
1834 {
1835         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1836          * write_queue (they have no chances to get new data).
1837          *
1838          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1839          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1840          */
1841         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1842                 return true;
1843
1844         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
1845         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
1846                 return true;
1847
1848         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
1849                 return true;
1850
1851         return false;
1852 }
1853
1854 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1855 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1856                              const struct sk_buff *skb,
1857                              unsigned int cur_mss)
1858 {
1859         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1860
1861         if (skb->len > cur_mss)
1862                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1863
1864         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1865 }
1866
1867 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1868  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1869  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1870  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1871  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1872  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1873  */
1874 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1875                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1876 {
1877         int nlen = skb->len - len;
1878         struct sk_buff *buff;
1879         u8 flags;
1880
1881         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1882         if (skb->len != skb->data_len)
1883                 return tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
1884                                     skb, len, mss_now, gfp);
1885
1886         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp, true);
1887         if (unlikely(!buff))
1888                 return -ENOMEM;
1889         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1890
1891         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1892         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1893         buff->truesize += nlen;
1894         skb->truesize -= nlen;
1895
1896         /* Correct the sequence numbers. */
1897         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1898         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1899         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1900
1901         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1902         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1903         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1904         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1905
1906         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1907         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1908
1909         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1910
1911         buff->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1912         skb_split(skb, buff, len);
1913         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1914
1915         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1916         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1917         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1918
1919         /* Link BUFF into the send queue. */
1920         __skb_header_release(buff);
1921         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE);
1922
1923         return 0;
1924 }
1925
1926 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1927  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1928  *
1929  * This algorithm is from John Heffner.
1930  */
1931 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1932                                  bool *is_cwnd_limited,
1933                                  bool *is_rwnd_limited,
1934                                  u32 max_segs)
1935 {
1936         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1937         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
1938         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1939         struct sk_buff *head;
1940         int win_divisor;
1941         s64 delta;
1942
1943         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
1944                 goto send_now;
1945
1946         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
1947          * only if the last write was recent (1 ms).
1948          * Note that tp->tcp_wstamp_ns can be in the future if we have
1949          * packets waiting in a qdisc or device for EDT delivery.
1950          */
1951         delta = tp->tcp_clock_cache - tp->tcp_wstamp_ns - NSEC_PER_MSEC;
1952         if (delta > 0)
1953                 goto send_now;
1954
1955         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1956
1957         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1);
1958         BUG_ON(tp->snd_cwnd <= in_flight);
1959
1960         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1961
1962         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
1963         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
1964
1965         limit = min(send_win, cong_win);
1966
1967         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
1968         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
1969                 goto send_now;
1970
1971         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
1972         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
1973                 goto send_now;
1974
1975         win_divisor = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_win_divisor);
1976         if (win_divisor) {
1977                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
1978
1979                 /* If at least some fraction of a window is available,
1980                  * just use it.
1981                  */
1982                 chunk /= win_divisor;
1983                 if (limit >= chunk)
1984                         goto send_now;
1985         } else {
1986                 /* Different approach, try not to defer past a single
1987                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
1988                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
1989                  * then send now.
1990                  */
1991                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
1992                         goto send_now;
1993         }
1994
1995         /* TODO : use tsorted_sent_queue ? */
1996         head = tcp_rtx_queue_head(sk);
1997         if (!head)
1998                 goto send_now;
1999         delta = tp->tcp_clock_cache - head->tstamp;
2000         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
2001         if ((s64)(delta - (u64)NSEC_PER_USEC * (tp->srtt_us >> 4)) < 0)
2002                 goto send_now;
2003
2004         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
2005          * Three cases are tracked :
2006          * 1) We are cwnd-limited
2007          * 2) We are rwnd-limited
2008          * 3) We are application limited.
2009          */
2010         if (cong_win < send_win) {
2011                 if (cong_win <= skb->len) {
2012                         *is_cwnd_limited = true;
2013                         return true;
2014                 }
2015         } else {
2016                 if (send_win <= skb->len) {
2017                         *is_rwnd_limited = true;
2018                         return true;
2019                 }
2020         }
2021
2022         /* If this packet won't get more data, do not wait. */
2023         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) ||
2024             TCP_SKB_CB(skb)->eor)
2025                 goto send_now;
2026
2027         return true;
2028
2029 send_now:
2030         return false;
2031 }
2032
2033 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
2034 {
2035         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2036         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2037         struct net *net = sock_net(sk);
2038         u32 interval;
2039         s32 delta;
2040
2041         interval = net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval;
2042         delta = tcp_jiffies32 - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
2043         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
2044                 int mss = tcp_current_mss(sk);
2045
2046                 /* Update current search range */
2047                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2048                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
2049                         sizeof(struct tcphdr) +
2050                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
2051                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
2052
2053                 /* Update probe time stamp */
2054                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
2055         }
2056 }
2057
2058 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
2059 {
2060         struct sk_buff *skb, *next;
2061
2062         skb = tcp_send_head(sk);
2063         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2064                 if (len <= skb->len)
2065                         break;
2066
2067                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor) || tcp_has_tx_tstamp(skb))
2068                         return false;
2069
2070                 len -= skb->len;
2071         }
2072
2073         return true;
2074 }
2075
2076 /* Create a new MTU probe if we are ready.
2077  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
2078  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
2079  * changes resulting in larger path MTUs.
2080  *
2081  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
2082  *         1 if a probe was sent,
2083  *         -1 otherwise
2084  */
2085 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
2086 {
2087         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2088         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2089         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
2090         struct net *net = sock_net(sk);
2091         int probe_size;
2092         int size_needed;
2093         int copy, len;
2094         int mss_now;
2095         int interval;
2096
2097         /* Not currently probing/verifying,
2098          * not in recovery,
2099          * have enough cwnd, and
2100          * not SACKing (the variable headers throw things off)
2101          */
2102         if (likely(!icsk->icsk_mtup.enabled ||
2103                    icsk->icsk_mtup.probe_size ||
2104                    inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
2105                    tp->snd_cwnd < 11 ||
2106                    tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack))
2107                 return -1;
2108
2109         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
2110          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
2111          * smaller than a threshold, backoff from probing.
2112          */
2113         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2114         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
2115                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2116         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2117         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2118         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2119          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2120          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2121          */
2122         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2123                 interval < net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold) {
2124                 /* Check whether enough time has elaplased for
2125                  * another round of probing.
2126                  */
2127                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2128                 return -1;
2129         }
2130
2131         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2132         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2133                 return -1;
2134
2135         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2136                 return -1;
2137         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2138                 return 0;
2139
2140         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2141         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
2142                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2143                         return -1;
2144                 else
2145                         return 0;
2146         }
2147
2148         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2149                 return -1;
2150
2151         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2152         nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC, false);
2153         if (!nskb)
2154                 return -1;
2155         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
2156         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2157
2158         skb = tcp_send_head(sk);
2159         skb_copy_decrypted(nskb, skb);
2160
2161         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2162         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2163         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2164         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
2165         nskb->csum = 0;
2166         nskb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
2167
2168         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2169         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2170
2171         len = 0;
2172         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2173                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2174                 skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
2175
2176                 if (skb->len <= copy) {
2177                         /* We've eaten all the data from this skb.
2178                          * Throw it away. */
2179                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2180                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2181                          * we need to propagate it to the new skb.
2182                          */
2183                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2184                         tcp_skb_collapse_tstamp(nskb, skb);
2185                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2186                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2187                 } else {
2188                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2189                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2190                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
2191                                 skb_pull(skb, copy);
2192                         } else {
2193                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
2194                                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2195                         }
2196                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2197                 }
2198
2199                 len += copy;
2200
2201                 if (len >= probe_size)
2202                         break;
2203         }
2204         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2205
2206         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2207          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2208          */
2209         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2210                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2211                  * effectively two packets. */
2212                 tp->snd_cwnd--;
2213                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2214
2215                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2216                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2217                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2218
2219                 return 1;
2220         }
2221
2222         return -1;
2223 }
2224
2225 static bool tcp_pacing_check(struct sock *sk)
2226 {
2227         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2228
2229         if (!tcp_needs_internal_pacing(sk))
2230                 return false;
2231
2232         if (tp->tcp_wstamp_ns <= tp->tcp_clock_cache)
2233                 return false;
2234
2235         if (!hrtimer_is_queued(&tp->pacing_timer)) {
2236                 hrtimer_start(&tp->pacing_timer,
2237                               ns_to_ktime(tp->tcp_wstamp_ns),
2238                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_SOFT);
2239                 sock_hold(sk);
2240         }
2241         return true;
2242 }
2243
2244 /* TCP Small Queues :
2245  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2246  * (These limits are doubled for retransmits)
2247  * This allows for :
2248  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2249  *  - faster recovery
2250  *  - high rates
2251  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2252  * of queued bytes to ensure line rate.
2253  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2254  */
2255 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2256                                   unsigned int factor)
2257 {
2258         unsigned long limit;
2259
2260         limit = max_t(unsigned long,
2261                       2 * skb->truesize,
2262                       sk->sk_pacing_rate >> sk->sk_pacing_shift);
2263         if (sk->sk_pacing_status == SK_PACING_NONE)
2264                 limit = min_t(unsigned long, limit,
2265                               sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_limit_output_bytes);
2266         limit <<= factor;
2267
2268         if (static_branch_unlikely(&tcp_tx_delay_enabled) &&
2269             tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay) {
2270                 u64 extra_bytes = (u64)sk->sk_pacing_rate * tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay;
2271
2272                 /* TSQ is based on skb truesize sum (sk_wmem_alloc), so we
2273                  * approximate our needs assuming an ~100% skb->truesize overhead.
2274                  * USEC_PER_SEC is approximated by 2^20.
2275                  * do_div(extra_bytes, USEC_PER_SEC/2) is replaced by a right shift.
2276                  */
2277                 extra_bytes >>= (20 - 1);
2278                 limit += extra_bytes;
2279         }
2280         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2281                 /* Always send skb if rtx queue is empty.
2282                  * No need to wait for TX completion to call us back,
2283                  * after softirq/tasklet schedule.
2284                  * This helps when TX completions are delayed too much.
2285                  */
2286                 if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
2287                         return false;
2288
2289                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2290                 /* It is possible TX completion already happened
2291                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2292                  * test again the condition.
2293                  */
2294                 smp_mb__after_atomic();
2295                 if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2296                         return true;
2297         }
2298         return false;
2299 }
2300
2301 static void tcp_chrono_set(struct tcp_sock *tp, const enum tcp_chrono new)
2302 {
2303         const u32 now = tcp_jiffies32;
2304         enum tcp_chrono old = tp->chrono_type;
2305
2306         if (old > TCP_CHRONO_UNSPEC)
2307                 tp->chrono_stat[old - 1] += now - tp->chrono_start;
2308         tp->chrono_start = now;
2309         tp->chrono_type = new;
2310 }
2311
2312 void tcp_chrono_start(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2313 {
2314         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2315
2316         /* If there are multiple conditions worthy of tracking in a
2317          * chronograph then the highest priority enum takes precedence
2318          * over the other conditions. So that if something "more interesting"
2319          * starts happening, stop the previous chrono and start a new one.
2320          */
2321         if (type > tp->chrono_type)
2322                 tcp_chrono_set(tp, type);
2323 }
2324
2325 void tcp_chrono_stop(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2326 {
2327         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2328
2329
2330         /* There are multiple conditions worthy of tracking in a
2331          * chronograph, so that the highest priority enum takes
2332          * precedence over the other conditions (see tcp_chrono_start).
2333          * If a condition stops, we only stop chrono tracking if
2334          * it's the "most interesting" or current chrono we are
2335          * tracking and starts busy chrono if we have pending data.
2336          */
2337         if (tcp_rtx_and_write_queues_empty(sk))
2338                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_UNSPEC);
2339         else if (type == tp->chrono_type)
2340                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_BUSY);
2341 }
2342
2343 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2344  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2345  * window for us.
2346  *
2347  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2348  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2349  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2350  *
2351  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2352  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2353
2354  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2355  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2356  */
2357 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2358                            int push_one, gfp_t gfp)
2359 {
2360         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2361         struct sk_buff *skb;
2362         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2363         int cwnd_quota;
2364         int result;
2365         bool is_cwnd_limited = false, is_rwnd_limited = false;
2366         u32 max_segs;
2367
2368         sent_pkts = 0;
2369
2370         tcp_mstamp_refresh(tp);
2371         if (!push_one) {
2372                 /* Do MTU probing. */
2373                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2374                 if (!result) {
2375                         return false;
2376                 } else if (result > 0) {
2377                         sent_pkts = 1;
2378                 }
2379         }
2380
2381         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2382         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2383                 unsigned int limit;
2384
2385                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2386                         /* "skb_mstamp_ns" is used as a start point for the retransmit timer */
2387                         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns = tp->tcp_clock_cache;
2388                         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
2389                         tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2390                         goto repair; /* Skip network transmission */
2391                 }
2392
2393                 if (tcp_pacing_check(sk))
2394                         break;
2395
2396                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2397                 BUG_ON(!tso_segs);
2398
2399                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2400                 if (!cwnd_quota) {
2401                         if (push_one == 2)
2402                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2403                                 cwnd_quota = 1;
2404                         else
2405                                 break;
2406                 }
2407
2408                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now))) {
2409                         is_rwnd_limited = true;
2410                         break;
2411                 }
2412
2413                 if (tso_segs == 1) {
2414                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2415                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2416                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2417                                 break;
2418                 } else {
2419                         if (!push_one &&
2420                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2421                                                  &is_rwnd_limited, max_segs))
2422                                 break;
2423                 }
2424
2425                 limit = mss_now;
2426                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2427                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2428                                                     min_t(unsigned int,
2429                                                           cwnd_quota,
2430                                                           max_segs),
2431                                                     nonagle);
2432
2433                 if (skb->len > limit &&
2434                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
2435                         break;
2436
2437                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2438                         break;
2439
2440                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2441                         break;
2442
2443 repair:
2444                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2445                  * This call will increment packets_out.
2446                  */
2447                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2448
2449                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2450                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2451
2452                 if (push_one)
2453                         break;
2454         }
2455
2456         if (is_rwnd_limited)
2457                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2458         else
2459                 tcp_chrono_stop(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2460
2461         if (likely(sent_pkts)) {
2462                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2463                         tp->prr_out += sent_pkts;
2464
2465                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2466                 if (push_one != 2)
2467                         tcp_schedule_loss_probe(sk, false);
2468                 is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd);
2469                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2470                 return false;
2471         }
2472         return !tp->packets_out && !tcp_write_queue_empty(sk);
2473 }
2474
2475 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk, bool advancing_rto)
2476 {
2477         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2478         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2479         u32 timeout, rto_delta_us;
2480         int early_retrans;
2481
2482         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2483          * finishes.
2484          */
2485         if (rcu_access_pointer(tp->fastopen_rsk))
2486                 return false;
2487
2488         early_retrans = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_early_retrans;
2489         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2490          * not in loss recovery, that are either limited by cwnd or application.
2491          */
2492         if ((early_retrans != 3 && early_retrans != 4) ||
2493             !tp->packets_out || !tcp_is_sack(tp) ||
2494             (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
2495              icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR))
2496                 return false;
2497
2498         /* Probe timeout is 2*rtt. Add minimum RTO to account
2499          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2500          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2501          */
2502         if (tp->srtt_us) {
2503                 timeout = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 2);
2504                 if (tp->packets_out == 1)
2505                         timeout += TCP_RTO_MIN;
2506                 else
2507                         timeout += TCP_TIMEOUT_MIN;
2508         } else {
2509                 timeout = TCP_TIMEOUT_INIT;
2510         }
2511
2512         /* If the RTO formula yields an earlier time, then use that time. */
2513         rto_delta_us = advancing_rto ?
2514                         jiffies_to_usecs(inet_csk(sk)->icsk_rto) :
2515                         tcp_rto_delta_us(sk);  /* How far in future is RTO? */
2516         if (rto_delta_us > 0)
2517                 timeout = min_t(u32, timeout, usecs_to_jiffies(rto_delta_us));
2518
2519         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout,
2520                              TCP_RTO_MAX, NULL);
2521         return true;
2522 }
2523
2524 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2525  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2526  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2527  */
2528 static bool skb_still_in_host_queue(const struct sock *sk,
2529                                     const struct sk_buff *skb)
2530 {
2531         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2532                 NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2533                               LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2534                 return true;
2535         }
2536         return false;
2537 }
2538
2539 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2540  * retransmit the last segment.
2541  */
2542 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2543 {
2544         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2545         struct sk_buff *skb;
2546         int pcount;
2547         int mss = tcp_current_mss(sk);
2548
2549         skb = tcp_send_head(sk);
2550         if (skb && tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2551                 pcount = tp->packets_out;
2552                 tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2553                 if (tp->packets_out > pcount)
2554                         goto probe_sent;
2555                 goto rearm_timer;
2556         }
2557         skb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
2558         if (unlikely(!skb)) {
2559                 WARN_ONCE(tp->packets_out,
2560                           "invalid inflight: %u state %u cwnd %u mss %d\n",
2561                           tp->packets_out, sk->sk_state, tp->snd_cwnd, mss);
2562                 inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2563                 return;
2564         }
2565
2566         /* At most one outstanding TLP retransmission. */
2567         if (tp->tlp_high_seq)
2568                 goto rearm_timer;
2569
2570         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2571                 goto rearm_timer;
2572
2573         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2574         if (WARN_ON(!pcount))
2575                 goto rearm_timer;
2576
2577         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2578                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
2579                                           (pcount - 1) * mss, mss,
2580                                           GFP_ATOMIC)))
2581                         goto rearm_timer;
2582                 skb = skb_rb_next(skb);
2583         }
2584
2585         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2586                 goto rearm_timer;
2587
2588         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2589                 goto rearm_timer;
2590
2591         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2592         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2593
2594 probe_sent:
2595         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2596         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2597         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2598 rearm_timer:
2599         tcp_rearm_rto(sk);
2600 }
2601
2602 /* Push out any pending frames which were held back due to
2603  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2604  * The socket must be locked by the caller.
2605  */
2606 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2607                                int nonagle)
2608 {
2609         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2610          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2611          * all will be happy.
2612          */
2613         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2614                 return;
2615
2616         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2617                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2618                 tcp_check_probe_timer(sk);
2619 }
2620
2621 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2622  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2623  */
2624 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2625 {
2626         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2627
2628         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2629
2630         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2631 }
2632
2633 /* This function returns the amount that we can raise the
2634  * usable window based on the following constraints
2635  *
2636  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2637  * 2. We limit memory per socket
2638  *
2639  * RFC 1122:
2640  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2641  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2642  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2643  *
2644  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2645  * it at least MSS bytes.
2646  *
2647  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2648  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2649  *
2650  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2651  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2652  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2653  * window to always advance by a single byte.
2654  *
2655  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2656  * then this will not be a problem.
2657  *
2658  * BSD seems to make the following compromise:
2659  *
2660  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2661  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2662  *      then set the window to 0.
2663  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2664  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2665  *      and from being larger than the largest representable value.
2666  *
2667  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2668  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2669  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2670  * those cases where the window is constrained on the sender side
2671  * because the pipeline is full.
2672  *
2673  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2674  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2675  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2676  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2677  * of having a fixed window size at almost all times.
2678  *
2679  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2680  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2681  *
2682  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2683  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2684  */
2685 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2686 {
2687         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2688         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2689         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2690          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2691          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2692          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2693          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2694          */
2695         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
2696         int free_space = tcp_space(sk);
2697         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
2698         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
2699         int window;
2700
2701         if (unlikely(mss > full_space)) {
2702                 mss = full_space;
2703                 if (mss <= 0)
2704                         return 0;
2705         }
2706         if (free_space < (full_space >> 1)) {
2707                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
2708
2709                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
2710                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
2711                                                4U * tp->advmss);
2712
2713                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
2714                  * increase it due to wscale.
2715                  */
2716                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2717
2718                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
2719                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
2720                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
2721                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
2722                  * With large window, mss test triggers way too late in order
2723                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
2724                  */
2725                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
2726                         return 0;
2727         }
2728
2729         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
2730                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
2731
2732         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
2733          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
2734          */
2735         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
2736                 window = free_space;
2737
2738                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
2739                  * Import case: prevent zero window announcement if
2740                  * 1<<rcv_wscale > mss.
2741                  */
2742                 window = ALIGN(window, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
2743         } else {
2744                 window = tp->rcv_wnd;
2745                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
2746                  * Window clamp already applied above.
2747                  * If our current window offering is within 1 mss of the
2748                  * free space we just keep it. This prevents the divide
2749                  * and multiply from happening most of the time.
2750                  * We also don't do any window rounding when the free space
2751                  * is too small.
2752                  */
2753                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
2754                         window = rounddown(free_space, mss);
2755                 else if (mss == full_space &&
2756                          free_space > window + (full_space >> 1))
2757                         window = free_space;
2758         }
2759
2760         return window;
2761 }
2762
2763 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
2764                              const struct sk_buff *next_skb)
2765 {
2766         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
2767                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
2768                         skb_shinfo(next_skb);
2769                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
2770
2771                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
2772                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
2773                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
2774                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
2775         }
2776 }
2777
2778 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
2779 static bool tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2780 {
2781         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2782         struct sk_buff *next_skb = skb_rb_next(skb);
2783         int next_skb_size;
2784
2785         next_skb_size = next_skb->len;
2786
2787         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
2788
2789         if (next_skb_size) {
2790                 if (next_skb_size <= skb_availroom(skb))
2791                         skb_copy_bits(next_skb, 0, skb_put(skb, next_skb_size),
2792                                       next_skb_size);
2793                 else if (!tcp_skb_shift(skb, next_skb, 1, next_skb_size))
2794                         return false;
2795         }
2796         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
2797
2798         /* Update sequence range on original skb. */
2799         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
2800
2801         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
2802         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
2803
2804         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
2805          * packet counting does not break.
2806          */
2807         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
2808         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
2809
2810         /* changed transmit queue under us so clear hints */
2811         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2812         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2813                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2814
2815         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2816
2817         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
2818
2819         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(next_skb, sk);
2820         return true;
2821 }
2822
2823 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2824 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
2825 {
2826         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2827                 return false;
2828         if (skb_cloned(skb))
2829                 return false;
2830         /* Some heuristics for collapsing over SACK'd could be invented */
2831         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2832                 return false;
2833
2834         return true;
2835 }
2836
2837 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2838  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2839  */
2840 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2841                                      int space)
2842 {
2843         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2844         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2845         bool first = true;
2846
2847         if (!sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse)
2848                 return;
2849         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2850                 return;
2851
2852         skb_rbtree_walk_from_safe(skb, tmp) {
2853                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2854                         break;
2855
2856                 if (!tcp_skb_can_collapse_to(to))
2857                         break;
2858
2859                 space -= skb->len;
2860
2861                 if (first) {
2862                         first = false;
2863                         continue;
2864                 }
2865
2866                 if (space < 0)
2867                         break;
2868
2869                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2870                         break;
2871
2872                 if (!tcp_collapse_retrans(sk, to))
2873                         break;
2874         }
2875 }
2876
2877 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2878  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2879  * error occurred which prevented the send.
2880  */
2881 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2882 {
2883         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2884         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2885         unsigned int cur_mss;
2886         int diff, len, err;
2887
2888
2889         /* Inconclusive MTU probe */
2890         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
2891                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2892
2893         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2894          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2895          */
2896         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2897             min_t(u32, sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2),
2898                   sk->sk_sndbuf))
2899                 return -EAGAIN;
2900
2901         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2902                 return -EBUSY;
2903
2904         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2905                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
2906                         WARN_ON_ONCE(1);
2907                         return -EINVAL;
2908                 }
2909                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2910                         return -ENOMEM;
2911         }
2912
2913         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2914                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2915
2916         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2917
2918         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2919          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2920          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2921          * our retransmit serves as a zero window probe.
2922          */
2923         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
2924             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
2925                 return -EAGAIN;
2926
2927         len = cur_mss * segs;
2928         if (skb->len > len) {
2929                 if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb, len,
2930                                  cur_mss, GFP_ATOMIC))
2931                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
2932         } else {
2933                 if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
2934                         return -ENOMEM;
2935
2936                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
2937                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
2938                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
2939                 if (diff)
2940                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
2941                 if (skb->len < cur_mss)
2942                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
2943         }
2944
2945         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
2946         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
2947                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
2948
2949         /* Update global and local TCP statistics. */
2950         segs = tcp_skb_pcount(skb);
2951         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
2952         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2953                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
2954         tp->total_retrans += segs;
2955         tp->bytes_retrans += skb->len;
2956
2957         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
2958          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
2959          * beyond what csum_start can cover.
2960          */
2961         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
2962                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
2963                 struct sk_buff *nskb;
2964
2965                 tcp_skb_tsorted_save(skb) {
2966                         nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
2967                         err = nskb ? tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC) :
2968                                      -ENOBUFS;
2969                 } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
2970
2971                 if (!err) {
2972                         tcp_update_skb_after_send(sk, skb, tp->tcp_wstamp_ns);
2973                         tcp_rate_skb_sent(sk, skb);
2974                 }
2975         } else {
2976                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2977         }
2978
2979         /* To avoid taking spuriously low RTT samples based on a timestamp
2980          * for a transmit that never happened, always mark EVER_RETRANS
2981          */
2982         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
2983
2984         if (BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB_FLAG))
2985                 tcp_call_bpf_3arg(sk, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB,
2986                                   TCP_SKB_CB(skb)->seq, segs, err);
2987
2988         if (likely(!err)) {
2989                 trace_tcp_retransmit_skb(sk, skb);
2990         } else if (err != -EBUSY) {
2991                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL, segs);
2992         }
2993         return err;
2994 }
2995
2996 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2997 {
2998         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2999         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
3000
3001         if (err == 0) {
3002 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
3003                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
3004                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
3005                 }
3006 #endif
3007                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
3008                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
3009         }
3010
3011         /* Save stamp of the first (attempted) retransmit. */
3012         if (!tp->retrans_stamp)
3013                 tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
3014
3015         if (tp->undo_retrans < 0)
3016                 tp->undo_retrans = 0;
3017         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
3018         return err;
3019 }
3020
3021 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
3022  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
3023  * resending the rest of the retransmit queue, until either
3024  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
3025  */
3026 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
3027 {
3028         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3029         struct sk_buff *skb, *rtx_head, *hole = NULL;
3030         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3031         u32 max_segs;
3032         int mib_idx;
3033
3034         if (!tp->packets_out)
3035                 return;
3036
3037         rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);
3038         skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;
3039         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
3040         skb_rbtree_walk_from(skb) {
3041                 __u8 sacked;
3042                 int segs;
3043
3044                 if (tcp_pacing_check(sk))
3045                         break;
3046
3047                 /* we could do better than to assign each time */
3048                 if (!hole)
3049                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
3050
3051                 segs = tp->snd_cwnd - tcp_packets_in_flight(tp);
3052                 if (segs <= 0)
3053                         return;
3054                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
3055                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
3056                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
3057                  */
3058                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
3059
3060                 if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {
3061                         break;
3062                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
3063                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
3064                                 hole = skb;
3065                         continue;
3066
3067                 } else {
3068                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
3069                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
3070                         else
3071                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
3072                 }
3073
3074                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
3075                         continue;
3076
3077                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
3078                         return;
3079
3080                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
3081                         return;
3082
3083                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
3084
3085                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
3086                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
3087
3088                 if (skb == rtx_head &&
3089                     icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_REO_TIMEOUT)
3090                         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3091                                              inet_csk(sk)->icsk_rto,
3092                                              TCP_RTO_MAX,
3093                                              skb);
3094         }
3095 }
3096
3097 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
3098  * connection tear down and (memory) recovery.
3099  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
3100  * or even be forced to close flow without any FIN.
3101  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
3102  * with edge trigger epoll()
3103  */
3104 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
3105 {
3106         int amt;
3107
3108         if (size <= sk->sk_forward_alloc)
3109                 return;
3110         amt = sk_mem_pages(size);
3111         sk->sk_forward_alloc += amt * SK_MEM_QUANTUM;
3112         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
3113
3114         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
3115                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt);
3116 }
3117
3118 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3119  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3120  */
3121 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3122 {
3123         struct sk_buff *skb, *tskb = tcp_write_queue_tail(sk);
3124         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3125
3126         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3127          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3128          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3129          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3130          */
3131         if (!tskb && tcp_under_memory_pressure(sk))
3132                 tskb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
3133
3134         if (tskb) {
3135                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3136                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3137                 tp->write_seq++;
3138                 if (tcp_write_queue_empty(sk)) {
3139                         /* This means tskb was already sent.
3140                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3141                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3142                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3143                          * does not change tp->snd_nxt.
3144                          */
3145                         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->snd_nxt + 1);
3146                         return;
3147                 }
3148         } else {
3149                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3150                 if (unlikely(!skb))
3151                         return;
3152
3153                 INIT_LIST_HEAD(&skb->tcp_tsorted_anchor);
3154                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3155                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3156                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3157                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3158                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3159                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3160         }
3161         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3162 }
3163
3164 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3165  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3166  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3167  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3168  */
3169 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3170 {
3171         struct sk_buff *skb;
3172
3173         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3174
3175         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3176         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3177         if (!skb) {
3178                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3179                 return;
3180         }
3181
3182         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3183         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3184         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3185                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3186         tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3187         /* Send it off. */
3188         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3189                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3190
3191         /* skb of trace_tcp_send_reset() keeps the skb that caused RST,
3192          * skb here is different to the troublesome skb, so use NULL
3193          */
3194         trace_tcp_send_reset(sk, NULL);
3195 }
3196
3197 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3198  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3199  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3200  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3201  * and rcv_wscale values will not be correct.
3202  */
3203 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3204 {
3205         struct sk_buff *skb;
3206
3207         skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
3208         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3209                 pr_err("%s: wrong queue state\n", __func__);
3210                 return -EFAULT;
3211         }
3212         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3213                 if (skb_cloned(skb)) {
3214                         struct sk_buff *nskb;
3215
3216                         tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3217                                 nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3218                         } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3219                         if (!nskb)
3220                                 return -ENOMEM;
3221                         INIT_LIST_HEAD(&nskb->tcp_tsorted_anchor);
3222                         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(skb, sk);
3223                         __skb_header_release(nskb);
3224                         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, nskb);
3225                         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
3226                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3227                         skb = nskb;
3228                 }
3229
3230                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3231                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3232         }
3233         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3234 }
3235
3236 /**
3237  * tcp_make_synack - Prepare a SYN-ACK.
3238  * sk: listener socket
3239  * dst: dst entry attached to the SYNACK
3240  * req: request_sock pointer
3241  *
3242  * Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3243  * @dst is consumed : Caller should not use it again.
3244  */
3245 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3246                                 struct request_sock *req,
3247                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3248                                 enum tcp_synack_type synack_type)
3249 {
3250         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3251         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3252         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3253         struct tcp_out_options opts;
3254         struct sk_buff *skb;
3255         int tcp_header_size;
3256         struct tcphdr *th;
3257         int mss;
3258         u64 now;
3259
3260         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3261         if (unlikely(!skb)) {
3262                 dst_release(dst);
3263                 return NULL;
3264         }
3265         /* Reserve space for headers. */
3266         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3267
3268         switch (synack_type) {
3269         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3270                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3271                 break;
3272         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3273                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3274                  * to avoid false sharing.
3275                  */
3276                 break;
3277         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3278                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3279                  * cpu might call us concurrently.
3280                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3281                  */
3282                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3283                 break;
3284         }
3285         skb_dst_set(skb, dst);
3286
3287         mss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3288
3289         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3290         now = tcp_clock_ns();
3291 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3292         if (unlikely(req->cookie_ts))
3293                 skb->skb_mstamp_ns = cookie_init_timestamp(req);
3294         else
3295 #endif
3296         {
3297                 skb->skb_mstamp_ns = now;
3298                 if (!tcp_rsk(req)->snt_synack) /* Timestamp first SYNACK */
3299                         tcp_rsk(req)->snt_synack = tcp_skb_timestamp_us(skb);
3300         }
3301
3302 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3303         rcu_read_lock();
3304         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3305 #endif
3306         skb_set_hash(skb, tcp_rsk(req)->txhash, PKT_HASH_TYPE_L4);
3307         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, md5,
3308                                              foc) + sizeof(*th);
3309
3310         skb_push(skb, tcp_header_size);
3311         skb_reset_transport_header(skb);
3312
3313         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3314         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3315         th->syn = 1;
3316         th->ack = 1;
3317         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3318         th->source = htons(ireq->ir_num);
3319         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3320         skb->mark = ireq->ir_mark;
3321         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3322         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3323         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3324         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3325
3326         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3327         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3328         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), NULL, &opts);
3329         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3330         __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3331
3332 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3333         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3334         if (md5)
3335                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3336                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3337         rcu_read_unlock();
3338 #endif
3339
3340         skb->skb_mstamp_ns = now;
3341         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
3342
3343         return skb;
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3346
3347 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3348 {
3349         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3350         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3351         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3352
3353         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3354                 return;
3355
3356         rcu_read_lock();
3357         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3358         if (likely(ca && try_module_get(ca->owner))) {
3359                 module_put(icsk->icsk_ca_ops->owner);
3360                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3361                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3362         }
3363         rcu_read_unlock();
3364 }
3365
3366 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3367 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3368 {
3369         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3370         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3371         __u8 rcv_wscale;
3372         u32 rcv_wnd;
3373
3374         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3375          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3376          */
3377         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr);
3378         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps)
3379                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
3380
3381 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3382         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk))
3383                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
3384 #endif
3385
3386         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3387         if (tp->rx_opt.user_mss)
3388                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3389         tp->max_window = 0;
3390         tcp_mtup_init(sk);
3391         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3392
3393         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3394
3395         if (!tp->window_clamp)
3396                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3397         tp->advmss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3398
3399         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3400
3401         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3402         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3403             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3404                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3405
3406         rcv_wnd = tcp_rwnd_init_bpf(sk);
3407         if (rcv_wnd == 0)
3408                 rcv_wnd = dst_metric(dst, RTAX_INITRWND);
3409
3410         tcp_select_initial_window(sk, tcp_full_space(sk),
3411                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3412                                   &tp->rcv_wnd,
3413                                   &tp->window_clamp,
3414                                   sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling,
3415                                   &rcv_wscale,
3416                                   rcv_wnd);
3417
3418         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3419         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3420
3421         sk->sk_err = 0;
3422         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3423         tp->snd_wnd = 0;
3424         tcp_init_wl(tp, 0);
3425         tcp_write_queue_purge(sk);
3426         tp->snd_una = tp->write_seq;
3427         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3428         tp->snd_up = tp->write_seq;
3429         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3430
3431         if (likely(!tp->repair))
3432                 tp->rcv_nxt = 0;
3433         else
3434                 tp->rcv_tstamp = tcp_jiffies32;
3435         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3436         WRITE_ONCE(tp->copied_seq, tp->rcv_nxt);
3437
3438         inet_csk(sk)->icsk_rto = tcp_timeout_init(sk);
3439         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3440         tcp_clear_retrans(tp);
3441 }
3442
3443 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3444 {
3445         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3446         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3447
3448         tcb->end_seq += skb->len;
3449         __skb_header_release(skb);
3450         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
3451         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3452         WRITE_ONCE(tp->write_seq, tcb->end_seq);
3453         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3454 }
3455
3456 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3457  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3458  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3459  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3460  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3461  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3462  */
3463 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3464 {
3465         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3466         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3467         int space, err = 0;
3468         struct sk_buff *syn_data;
3469
3470         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3471         if (!tcp_fastopen_cookie_check(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie))
3472                 goto fallback;
3473
3474         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3475          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3476          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3477          */
3478         tp->rx_opt.mss_clamp = tcp_mss_clamp(tp, tp->rx_opt.mss_clamp);
3479
3480         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie) -
3481                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3482
3483         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3484
3485         /* limit to order-0 allocations */
3486         space = min_t(size_t, space, SKB_MAX_HEAD(MAX_TCP_HEADER));
3487
3488         syn_data = sk_stream_alloc_skb(sk, space, sk->sk_allocation, false);
3489         if (!syn_data)
3490                 goto fallback;
3491         syn_data->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3492         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3493         if (space) {
3494                 int copied = copy_from_iter(skb_put(syn_data, space), space,
3495                                             &fo->data->msg_iter);
3496                 if (unlikely(!copied)) {
3497                         tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(syn_data);
3498                         kfree_skb(syn_data);
3499                         goto fallback;
3500                 }
3501                 if (copied != space) {
3502                         skb_trim(syn_data, copied);
3503                         space = copied;
3504                 }
3505                 skb_zcopy_set(syn_data, fo->uarg, NULL);
3506         }
3507         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3508         if (space == fo->size)
3509                 fo->data = NULL;
3510         fo->copied = space;
3511
3512         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3513         if (syn_data->len)
3514                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_BUSY);
3515
3516         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3517
3518         syn->skb_mstamp_ns = syn_data->skb_mstamp_ns;
3519
3520         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3521          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3522          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3523          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3524          */
3525         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3526         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3527         if (!err) {
3528                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3529                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, syn_data);
3530                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3531                 goto done;
3532         }
3533
3534         /* data was not sent, put it in write_queue */
3535         __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, syn_data);
3536         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3537
3538 fallback:
3539         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3540         if (fo->cookie.len > 0)
3541                 fo->cookie.len = 0;
3542         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3543         if (err)
3544                 tp->syn_fastopen = 0;
3545 done:
3546         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3547         return err;
3548 }
3549
3550 /* Build a SYN and send it off. */
3551 int tcp_connect(struct sock *sk)
3552 {
3553         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3554         struct sk_buff *buff;
3555         int err;
3556
3557         tcp_call_bpf(sk, BPF_SOCK_OPS_TCP_CONNECT_CB, 0, NULL);
3558
3559         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3560                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3561
3562         tcp_connect_init(sk);
3563
3564         if (unlikely(tp->repair)) {
3565                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3566                 return 0;
3567         }
3568
3569         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, sk->sk_allocation, true);
3570         if (unlikely(!buff))
3571                 return -ENOBUFS;
3572
3573         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3574         tcp_mstamp_refresh(tp);
3575         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp(tp);
3576         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3577         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3578         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
3579
3580         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3581         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3582               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3583         if (err == -ECONNREFUSED)
3584                 return err;
3585
3586         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3587          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3588          */
3589         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3590         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3591         buff = tcp_send_head(sk);
3592         if (unlikely(buff)) {
3593                 WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->seq);
3594                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3595         }
3596         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3597
3598         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3599         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3600                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3601         return 0;
3602 }
3603 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3604
3605 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3606  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3607  * for details.
3608  */
3609 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3610 {
3611         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3612         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3613         unsigned long timeout;
3614
3615         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3616                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3617                 int max_ato = HZ / 2;
3618
3619                 if (inet_csk_in_pingpong_mode(sk) ||
3620                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3621                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3622
3623                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3624
3625                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3626                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3627                  * directly.
3628                  */
3629                 if (tp->srtt_us) {
3630                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
3631                                         TCP_DELACK_MIN);
3632
3633                         if (rtt < max_ato)
3634                                 max_ato = rtt;
3635                 }
3636
3637                 ato = min(ato, max_ato);
3638         }
3639
3640         /* Stay within the limit we were given */
3641         timeout = jiffies + ato;
3642
3643         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
3644         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
3645                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
3646                  * send ACK now.
3647                  */
3648                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
3649                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
3650                         tcp_send_ack(sk);
3651                         return;
3652                 }
3653
3654                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
3655                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
3656         }
3657         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
3658         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
3659         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
3660 }
3661
3662 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
3663 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
3664 {
3665         struct sk_buff *buff;
3666
3667         /* If we have been reset, we may not send again. */
3668         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3669                 return;
3670
3671         /* We are not putting this on the write queue, so
3672          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
3673          * sock.
3674          */
3675         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3676                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3677         if (unlikely(!buff)) {
3678                 inet_csk_schedule_ack(sk);
3679                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
3680                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
3681                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
3682                 return;
3683         }
3684
3685         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3686         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3687         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
3688
3689         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
3690          * too much.
3691          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
3692          */
3693         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
3694
3695         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
3696         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
3697 }
3698 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
3699
3700 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
3701 {
3702         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
3703 }
3704
3705 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
3706  * number. It assumes the other end will try to ack it.
3707  *
3708  * Question: what should we make while urgent mode?
3709  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
3710  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
3711  *
3712  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
3713  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
3714  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
3715  */
3716 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
3717 {
3718         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3719         struct sk_buff *skb;
3720
3721         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
3722         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3723                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3724         if (!skb)
3725                 return -1;
3726
3727         /* Reserve space for headers and set control bits. */
3728         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3729         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
3730          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
3731          * send it.
3732          */
3733         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
3734         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
3735         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
3736 }
3737
3738 /* Called from setsockopt( ... TCP_REPAIR ) */
3739 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
3740 {
3741         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
3742                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
3743                 tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3744                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3745         }
3746 }
3747
3748 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
3749 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
3750 {
3751         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3752         struct sk_buff *skb;
3753
3754         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3755                 return -1;
3756
3757         skb = tcp_send_head(sk);
3758         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
3759                 int err;
3760                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
3761                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3762
3763                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
3764                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
3765
3766                 /* We are probing the opening of a window
3767                  * but the window size is != 0
3768                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
3769                  */
3770                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
3771                     skb->len > mss) {
3772                         seg_size = min(seg_size, mss);
3773                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3774                         if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
3775                                          skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
3776                                 return -1;
3777                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
3778                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
3779
3780                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3781                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3782                 if (!err)
3783                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
3784                 return err;
3785         } else {
3786                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
3787                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
3788                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
3789         }
3790 }
3791
3792 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
3793  * a partial packet else a zero probe.
3794  */
3795 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
3796 {
3797         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3798         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3799         struct net *net = sock_net(sk);
3800         unsigned long timeout;
3801         int err;
3802
3803         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3804
3805         if (tp->packets_out || tcp_write_queue_empty(sk)) {
3806                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
3807                 icsk->icsk_probes_out = 0;
3808                 icsk->icsk_backoff = 0;
3809                 return;
3810         }
3811
3812         icsk->icsk_probes_out++;
3813         if (err <= 0) {
3814                 if (icsk->icsk_backoff < net->ipv4.sysctl_tcp_retries2)
3815                         icsk->icsk_backoff++;
3816                 timeout = tcp_probe0_when(sk, TCP_RTO_MAX);
3817         } else {
3818                 /* If packet was not sent due to local congestion,
3819                  * Let senders fight for local resources conservatively.
3820                  */
3821                 timeout = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
3822         }
3823         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0, timeout, TCP_RTO_MAX, NULL);
3824 }
3825
3826 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
3827 {
3828         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
3829         struct flowi fl;
3830         int res;
3831
3832         tcp_rsk(req)->txhash = net_tx_rndhash();
3833         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL);
3834         if (!res) {
3835                 __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
3836                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3837                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk)))
3838                         tcp_sk(sk)->total_retrans++;
3839                 trace_tcp_retransmit_synack(sk, req);
3840         }
3841         return res;
3842 }
3843 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);