Merge tag 'pstore-v5.7-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kees...
[linux-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 #include <net/mptcp.h>
42
43 #include <linux/compiler.h>
44 #include <linux/gfp.h>
45 #include <linux/module.h>
46 #include <linux/static_key.h>
47
48 #include <trace/events/tcp.h>
49
50 /* Refresh clocks of a TCP socket,
51  * ensuring monotically increasing values.
52  */
53 void tcp_mstamp_refresh(struct tcp_sock *tp)
54 {
55         u64 val = tcp_clock_ns();
56
57         tp->tcp_clock_cache = val;
58         tp->tcp_mstamp = div_u64(val, NSEC_PER_USEC);
59 }
60
61 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
62                            int push_one, gfp_t gfp);
63
64 /* Account for new data that has been sent to the network. */
65 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
66 {
67         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
68         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
69         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
70
71         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
72
73         __skb_unlink(skb, &sk->sk_write_queue);
74         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, skb);
75
76         if (tp->highest_sack == NULL)
77                 tp->highest_sack = skb;
78
79         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
80         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)
81                 tcp_rearm_rto(sk);
82
83         NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT,
84                       tcp_skb_pcount(skb));
85 }
86
87 /* SND.NXT, if window was not shrunk or the amount of shrunk was less than one
88  * window scaling factor due to loss of precision.
89  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
90  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
91  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
92  * invalid. OK, let's make this for now:
93  */
94 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
95 {
96         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
97
98         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt) ||
99             (tp->rx_opt.wscale_ok &&
100              ((tp->snd_nxt - tcp_wnd_end(tp)) < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))))
101                 return tp->snd_nxt;
102         else
103                 return tcp_wnd_end(tp);
104 }
105
106 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
107  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
108  *
109  * 1. It is independent of path mtu.
110  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
111  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
112  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
113  *    large MSS.
114  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
115  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
116  *    This may be overridden via information stored in routing table.
117  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
118  *    probably even Jumbo".
119  */
120 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
121 {
122         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
123         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
124         int mss = tp->advmss;
125
126         if (dst) {
127                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
128
129                 if (metric < mss) {
130                         mss = metric;
131                         tp->advmss = mss;
132                 }
133         }
134
135         return (__u16)mss;
136 }
137
138 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
139  * This is the first part of cwnd validation mechanism.
140  */
141 void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, s32 delta)
142 {
143         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
144         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
145         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
146
147         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
148
149         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
150         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
151
152         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
153                 cwnd >>= 1;
154         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
155         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
156         tp->snd_cwnd_used = 0;
157 }
158
159 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
160 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
161                                 struct sock *sk)
162 {
163         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
164         const u32 now = tcp_jiffies32;
165
166         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
167                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
168
169         /* If this is the first data packet sent in response to the
170          * previous received data,
171          * and it is a reply for ato after last received packet,
172          * increase pingpong count.
173          */
174         if (before(tp->lsndtime, icsk->icsk_ack.lrcvtime) &&
175             (u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
176                 inet_csk_inc_pingpong_cnt(sk);
177
178         tp->lsndtime = now;
179 }
180
181 /* Account for an ACK we sent. */
182 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts,
183                                       u32 rcv_nxt)
184 {
185         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
186
187         if (unlikely(tp->compressed_ack > TCP_FASTRETRANS_THRESH)) {
188                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPACKCOMPRESSED,
189                               tp->compressed_ack - TCP_FASTRETRANS_THRESH);
190                 tp->compressed_ack = TCP_FASTRETRANS_THRESH;
191                 if (hrtimer_try_to_cancel(&tp->compressed_ack_timer) == 1)
192                         __sock_put(sk);
193         }
194
195         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
196                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
197         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
198         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
199 }
200
201 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
202  * Based on the assumption that the given amount of space
203  * will be offered. Store the results in the tp structure.
204  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
205  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
206  * This MUST be enforced by all callers.
207  */
208 void tcp_select_initial_window(const struct sock *sk, int __space, __u32 mss,
209                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
210                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
211                                __u32 init_rcv_wnd)
212 {
213         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
214
215         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
216         if (*window_clamp == 0)
217                 (*window_clamp) = (U16_MAX << TCP_MAX_WSCALE);
218         space = min(*window_clamp, space);
219
220         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
221         if (space > mss)
222                 space = rounddown(space, mss);
223
224         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
225          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
226          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
227          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
228          * unless the remote has sent us a window scaling option,
229          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
230          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
231          */
232         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
233                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
234         else
235                 (*rcv_wnd) = min_t(u32, space, U16_MAX);
236
237         if (init_rcv_wnd)
238                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
239
240         *rcv_wscale = 0;
241         if (wscale_ok) {
242                 /* Set window scaling on max possible window */
243                 space = max_t(u32, space, sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]);
244                 space = max_t(u32, space, sysctl_rmem_max);
245                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
246                 *rcv_wscale = clamp_t(int, ilog2(space) - 15,
247                                       0, TCP_MAX_WSCALE);
248         }
249         /* Set the clamp no higher than max representable value */
250         (*window_clamp) = min_t(__u32, U16_MAX << (*rcv_wscale), *window_clamp);
251 }
252 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
253
254 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
255  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
256  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
257  * frame.
258  */
259 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
260 {
261         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
262         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
263         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
264         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
265
266         /* Never shrink the offered window */
267         if (new_win < cur_win) {
268                 /* Danger Will Robinson!
269                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
270                  * we will not be able to advertise a zero
271                  * window in time.  --DaveM
272                  *
273                  * Relax Will Robinson.
274                  */
275                 if (new_win == 0)
276                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
277                                       LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
278                 new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
279         }
280         tp->rcv_wnd = new_win;
281         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
282
283         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
284          * scaled window.
285          */
286         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale &&
287             sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
288                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
289         else
290                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
291
292         /* RFC1323 scaling applied */
293         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
294
295         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
296         if (new_win == 0) {
297                 tp->pred_flags = 0;
298                 if (old_win)
299                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
300                                       LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
301         } else if (old_win == 0) {
302                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
303         }
304
305         return new_win;
306 }
307
308 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
309 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
310 {
311         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
312
313         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
314         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
315                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
316         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk) ||
317                  tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk))
318                 INET_ECN_xmit(sk);
319 }
320
321 /* Packet ECN state for a SYN.  */
322 static void tcp_ecn_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
323 {
324         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
325         bool bpf_needs_ecn = tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk);
326         bool use_ecn = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn == 1 ||
327                 tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn;
328
329         if (!use_ecn) {
330                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
331
332                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
333                         use_ecn = true;
334         }
335
336         tp->ecn_flags = 0;
337
338         if (use_ecn) {
339                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
340                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
341                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn)
342                         INET_ECN_xmit(sk);
343         }
344 }
345
346 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
347 {
348         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback)
349                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
350                  * SYN ACK is ultimatively being received.
351                  */
352                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
353 }
354
355 static void
356 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
357 {
358         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
359                 th->ece = 1;
360 }
361
362 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
363  * be sent.
364  */
365 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
366                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
367 {
368         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
369
370         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
371                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
372                 if (skb->len != tcp_header_len &&
373                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
374                         INET_ECN_xmit(sk);
375                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
376                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
377                                 th->cwr = 1;
378                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
379                         }
380                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
381                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
382                         INET_ECN_dontxmit(sk);
383                 }
384                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
385                         th->ece = 1;
386         }
387 }
388
389 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
390  * auto increment end seqno.
391  */
392 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
393 {
394         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
395
396         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
397         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
398
399         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
400
401         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
402         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
403                 seq++;
404         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
405 }
406
407 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
408 {
409         return tp->snd_una != tp->snd_up;
410 }
411
412 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
413 #define OPTION_TS               (1 << 1)
414 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
415 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
416 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE (1 << 8)
417 #define OPTION_SMC              (1 << 9)
418 #define OPTION_MPTCP            (1 << 10)
419
420 static void smc_options_write(__be32 *ptr, u16 *options)
421 {
422 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
423         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
424                 if (unlikely(OPTION_SMC & *options)) {
425                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
426                                        (TCPOPT_NOP  << 16) |
427                                        (TCPOPT_EXP <<  8) |
428                                        (TCPOLEN_EXP_SMC_BASE));
429                         *ptr++ = htonl(TCPOPT_SMC_MAGIC);
430                 }
431         }
432 #endif
433 }
434
435 struct tcp_out_options {
436         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
437         u16 mss;                /* 0 to disable */
438         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
439         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
440         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
441         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
442         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
443         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
444         struct mptcp_out_options mptcp;
445 };
446
447 static void mptcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_out_options *opts)
448 {
449 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP)
450         if (unlikely(OPTION_MPTCP & opts->options))
451                 mptcp_write_options(ptr, &opts->mptcp);
452 #endif
453 }
454
455 /* Write previously computed TCP options to the packet.
456  *
457  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
458  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
459  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
460  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
461  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
462  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
463  * particular reason why the ordering would need to be changed).
464  *
465  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
466  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
467  */
468 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
469                               struct tcp_out_options *opts)
470 {
471         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
472
473         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
474                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
475                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
476                 /* overload cookie hash location */
477                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
478                 ptr += 4;
479         }
480
481         if (unlikely(opts->mss)) {
482                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
483                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
484                                opts->mss);
485         }
486
487         if (likely(OPTION_TS & options)) {
488                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
489                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
490                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
491                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
492                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
493                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
494                 } else {
495                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
496                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
497                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
498                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
499                 }
500                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
501                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
502         }
503
504         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
505                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
506                                (TCPOPT_NOP << 16) |
507                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
508                                TCPOLEN_SACK_PERM);
509         }
510
511         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
512                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
513                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
514                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
515                                opts->ws);
516         }
517
518         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
519                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
520                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
521                 int this_sack;
522
523                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
524                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
525                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
526                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
527                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
528
529                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
530                      ++this_sack) {
531                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
532                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
533                 }
534
535                 tp->rx_opt.dsack = 0;
536         }
537
538         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
539                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
540                 u8 *p = (u8 *)ptr;
541                 u32 len; /* Fast Open option length */
542
543                 if (foc->exp) {
544                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
545                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
546                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
547                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
548                 } else {
549                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
550                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
551                         *p++ = len;
552                 }
553
554                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
555                 if ((len & 3) == 2) {
556                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
557                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
558                 }
559                 ptr += (len + 3) >> 2;
560         }
561
562         smc_options_write(ptr, &options);
563
564         mptcp_options_write(ptr, opts);
565 }
566
567 static void smc_set_option(const struct tcp_sock *tp,
568                            struct tcp_out_options *opts,
569                            unsigned int *remaining)
570 {
571 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
572         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
573                 if (tp->syn_smc) {
574                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
575                                 opts->options |= OPTION_SMC;
576                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
577                         }
578                 }
579         }
580 #endif
581 }
582
583 static void smc_set_option_cond(const struct tcp_sock *tp,
584                                 const struct inet_request_sock *ireq,
585                                 struct tcp_out_options *opts,
586                                 unsigned int *remaining)
587 {
588 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
589         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
590                 if (tp->syn_smc && ireq->smc_ok) {
591                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
592                                 opts->options |= OPTION_SMC;
593                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
594                         }
595                 }
596         }
597 #endif
598 }
599
600 static void mptcp_set_option_cond(const struct request_sock *req,
601                                   struct tcp_out_options *opts,
602                                   unsigned int *remaining)
603 {
604         if (rsk_is_mptcp(req)) {
605                 unsigned int size;
606
607                 if (mptcp_synack_options(req, &size, &opts->mptcp)) {
608                         if (*remaining >= size) {
609                                 opts->options |= OPTION_MPTCP;
610                                 *remaining -= size;
611                         }
612                 }
613         }
614 }
615
616 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
617  * network wire format yet.
618  */
619 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
620                                 struct tcp_out_options *opts,
621                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
622 {
623         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
624         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
625         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
626
627         *md5 = NULL;
628 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
629         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed) &&
630             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
631                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
632                 if (*md5) {
633                         opts->options |= OPTION_MD5;
634                         remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
635                 }
636         }
637 #endif
638
639         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
640          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
641          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
642          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
643          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
644          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
645          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
646          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
647          * going out.  */
648         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
649         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
650
651         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps && !*md5)) {
652                 opts->options |= OPTION_TS;
653                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
654                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
655                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
656         }
657         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling)) {
658                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
659                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
660                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
661         }
662         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_sack)) {
663                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
664                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
665                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
666         }
667
668         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
669                 u32 need = fastopen->cookie.len;
670
671                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
672                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
673                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
674                 if (remaining >= need) {
675                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
676                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
677                         remaining -= need;
678                         tp->syn_fastopen = 1;
679                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
680                 }
681         }
682
683         smc_set_option(tp, opts, &remaining);
684
685         if (sk_is_mptcp(sk)) {
686                 unsigned int size;
687
688                 if (mptcp_syn_options(sk, skb, &size, &opts->mptcp)) {
689                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
690                         remaining -= size;
691                 }
692         }
693
694         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
695 }
696
697 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
698 static unsigned int tcp_synack_options(const struct sock *sk,
699                                        struct request_sock *req,
700                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
701                                        struct tcp_out_options *opts,
702                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
703                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc)
704 {
705         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
706         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
707
708 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
709         if (md5) {
710                 opts->options |= OPTION_MD5;
711                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
712
713                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
714                  * options. There was discussion about disabling SACK
715                  * rather than TS in order to fit in better with old,
716                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
717                  */
718                 ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
719         }
720 #endif
721
722         /* We always send an MSS option. */
723         opts->mss = mss;
724         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
725
726         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
727                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
728                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
729                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
730         }
731         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
732                 opts->options |= OPTION_TS;
733                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tcp_rsk(req)->ts_off;
734                 opts->tsecr = req->ts_recent;
735                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
736         }
737         if (likely(ireq->sack_ok)) {
738                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
739                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
740                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
741         }
742         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
743                 u32 need = foc->len;
744
745                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
746                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
747                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
748                 if (remaining >= need) {
749                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
750                         opts->fastopen_cookie = foc;
751                         remaining -= need;
752                 }
753         }
754
755         mptcp_set_option_cond(req, opts, &remaining);
756
757         smc_set_option_cond(tcp_sk(sk), ireq, opts, &remaining);
758
759         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
760 }
761
762 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
763  * final wire format yet.
764  */
765 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
766                                         struct tcp_out_options *opts,
767                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
768 {
769         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
770         unsigned int size = 0;
771         unsigned int eff_sacks;
772
773         opts->options = 0;
774
775         *md5 = NULL;
776 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
777         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed) &&
778             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
779                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
780                 if (*md5) {
781                         opts->options |= OPTION_MD5;
782                         size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
783                 }
784         }
785 #endif
786
787         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
788                 opts->options |= OPTION_TS;
789                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
790                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
791                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
792         }
793
794         /* MPTCP options have precedence over SACK for the limited TCP
795          * option space because a MPTCP connection would be forced to
796          * fall back to regular TCP if a required multipath option is
797          * missing. SACK still gets a chance to use whatever space is
798          * left.
799          */
800         if (sk_is_mptcp(sk)) {
801                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
802                 unsigned int opt_size = 0;
803
804                 if (mptcp_established_options(sk, skb, &opt_size, remaining,
805                                               &opts->mptcp)) {
806                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
807                         size += opt_size;
808                 }
809         }
810
811         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
812         if (unlikely(eff_sacks)) {
813                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
814                 if (unlikely(remaining < TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
815                                          TCPOLEN_SACK_PERBLOCK))
816                         return size;
817
818                 opts->num_sack_blocks =
819                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
820                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
821                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
822
823                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
824                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
825         }
826
827         return size;
828 }
829
830
831 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
832  *
833  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
834  * to reduce RTT and bufferbloat.
835  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
836  *
837  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
838  * needs to be reallocated in a driver.
839  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
840  *
841  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
842  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
843  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
844  */
845 struct tsq_tasklet {
846         struct tasklet_struct   tasklet;
847         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
848 };
849 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
850
851 static void tcp_tsq_write(struct sock *sk)
852 {
853         if ((1 << sk->sk_state) &
854             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
855              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
856                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
857
858                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
859                     tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp)) {
860                         tcp_mstamp_refresh(tp);
861                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
862                 }
863
864                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
865                                0, GFP_ATOMIC);
866         }
867 }
868
869 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
870 {
871         bh_lock_sock(sk);
872         if (!sock_owned_by_user(sk))
873                 tcp_tsq_write(sk);
874         else if (!test_and_set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &sk->sk_tsq_flags))
875                 sock_hold(sk);
876         bh_unlock_sock(sk);
877 }
878 /*
879  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
880  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
881  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
882  * interrupt us (non NAPI drivers)
883  */
884 static void tcp_tasklet_func(unsigned long data)
885 {
886         struct tsq_tasklet *tsq = (struct tsq_tasklet *)data;
887         LIST_HEAD(list);
888         unsigned long flags;
889         struct list_head *q, *n;
890         struct tcp_sock *tp;
891         struct sock *sk;
892
893         local_irq_save(flags);
894         list_splice_init(&tsq->head, &list);
895         local_irq_restore(flags);
896
897         list_for_each_safe(q, n, &list) {
898                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
899                 list_del(&tp->tsq_node);
900
901                 sk = (struct sock *)tp;
902                 smp_mb__before_atomic();
903                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &sk->sk_tsq_flags);
904
905                 tcp_tsq_handler(sk);
906                 sk_free(sk);
907         }
908 }
909
910 #define TCP_DEFERRED_ALL (TCPF_TSQ_DEFERRED |           \
911                           TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED |   \
912                           TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED |  \
913                           TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED)
914 /**
915  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
916  * @sk: socket
917  *
918  * called from release_sock() to perform protocol dependent
919  * actions before socket release.
920  */
921 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
922 {
923         unsigned long flags, nflags;
924
925         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
926         do {
927                 flags = sk->sk_tsq_flags;
928                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
929                         return;
930                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
931         } while (cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, flags, nflags) != flags);
932
933         if (flags & TCPF_TSQ_DEFERRED) {
934                 tcp_tsq_write(sk);
935                 __sock_put(sk);
936         }
937         /* Here begins the tricky part :
938          * We are called from release_sock() with :
939          * 1) BH disabled
940          * 2) sk_lock.slock spinlock held
941          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
942          *
943          * But following code is meant to be called from BH handlers,
944          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
945          */
946         sock_release_ownership(sk);
947
948         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
949                 tcp_write_timer_handler(sk);
950                 __sock_put(sk);
951         }
952         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
953                 tcp_delack_timer_handler(sk);
954                 __sock_put(sk);
955         }
956         if (flags & TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED) {
957                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
958                 __sock_put(sk);
959         }
960 }
961 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
962
963 void __init tcp_tasklet_init(void)
964 {
965         int i;
966
967         for_each_possible_cpu(i) {
968                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
969
970                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
971                 tasklet_init(&tsq->tasklet,
972                              tcp_tasklet_func,
973                              (unsigned long)tsq);
974         }
975 }
976
977 /*
978  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
979  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
980  * hold qdisc lock.
981  */
982 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
983 {
984         struct sock *sk = skb->sk;
985         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
986         unsigned long flags, nval, oval;
987
988         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
989          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
990          */
991         WARN_ON(refcount_sub_and_test(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc));
992
993         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
994          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
995          * This gives :
996          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
997          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
998          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
999          */
1000         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
1001                 goto out;
1002
1003         for (oval = READ_ONCE(sk->sk_tsq_flags);; oval = nval) {
1004                 struct tsq_tasklet *tsq;
1005                 bool empty;
1006
1007                 if (!(oval & TSQF_THROTTLED) || (oval & TSQF_QUEUED))
1008                         goto out;
1009
1010                 nval = (oval & ~TSQF_THROTTLED) | TSQF_QUEUED;
1011                 nval = cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, oval, nval);
1012                 if (nval != oval)
1013                         continue;
1014
1015                 /* queue this socket to tasklet queue */
1016                 local_irq_save(flags);
1017                 tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
1018                 empty = list_empty(&tsq->head);
1019                 list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
1020                 if (empty)
1021                         tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
1022                 local_irq_restore(flags);
1023                 return;
1024         }
1025 out:
1026         sk_free(sk);
1027 }
1028
1029 /* Note: Called under soft irq.
1030  * We can call TCP stack right away, unless socket is owned by user.
1031  */
1032 enum hrtimer_restart tcp_pace_kick(struct hrtimer *timer)
1033 {
1034         struct tcp_sock *tp = container_of(timer, struct tcp_sock, pacing_timer);
1035         struct sock *sk = (struct sock *)tp;
1036
1037         tcp_tsq_handler(sk);
1038         sock_put(sk);
1039
1040         return HRTIMER_NORESTART;
1041 }
1042
1043 static void tcp_update_skb_after_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1044                                       u64 prior_wstamp)
1045 {
1046         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1047
1048         if (sk->sk_pacing_status != SK_PACING_NONE) {
1049                 unsigned long rate = sk->sk_pacing_rate;
1050
1051                 /* Original sch_fq does not pace first 10 MSS
1052                  * Note that tp->data_segs_out overflows after 2^32 packets,
1053                  * this is a minor annoyance.
1054                  */
1055                 if (rate != ~0UL && rate && tp->data_segs_out >= 10) {
1056                         u64 len_ns = div64_ul((u64)skb->len * NSEC_PER_SEC, rate);
1057                         u64 credit = tp->tcp_wstamp_ns - prior_wstamp;
1058
1059                         /* take into account OS jitter */
1060                         len_ns -= min_t(u64, len_ns / 2, credit);
1061                         tp->tcp_wstamp_ns += len_ns;
1062                 }
1063         }
1064         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
1065 }
1066
1067 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
1068  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
1069  * transmission and possible later retransmissions.
1070  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
1071  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
1072  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
1073  * device.
1074  *
1075  * We are working here with either a clone of the original
1076  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
1077  */
1078 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1079                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
1080 {
1081         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1082         struct inet_sock *inet;
1083         struct tcp_sock *tp;
1084         struct tcp_skb_cb *tcb;
1085         struct tcp_out_options opts;
1086         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
1087         struct sk_buff *oskb = NULL;
1088         struct tcp_md5sig_key *md5;
1089         struct tcphdr *th;
1090         u64 prior_wstamp;
1091         int err;
1092
1093         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
1094         tp = tcp_sk(sk);
1095         prior_wstamp = tp->tcp_wstamp_ns;
1096         tp->tcp_wstamp_ns = max(tp->tcp_wstamp_ns, tp->tcp_clock_cache);
1097         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns;
1098         if (clone_it) {
1099                 TCP_SKB_CB(skb)->tx.in_flight = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq
1100                         - tp->snd_una;
1101                 oskb = skb;
1102
1103                 tcp_skb_tsorted_save(oskb) {
1104                         if (unlikely(skb_cloned(oskb)))
1105                                 skb = pskb_copy(oskb, gfp_mask);
1106                         else
1107                                 skb = skb_clone(oskb, gfp_mask);
1108                 } tcp_skb_tsorted_restore(oskb);
1109
1110                 if (unlikely(!skb))
1111                         return -ENOBUFS;
1112                 /* retransmit skbs might have a non zero value in skb->dev
1113                  * because skb->dev is aliased with skb->rbnode.rb_left
1114                  */
1115                 skb->dev = NULL;
1116         }
1117
1118         inet = inet_sk(sk);
1119         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
1120         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
1121
1122         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
1123                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
1124         } else {
1125                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
1126                                                            &md5);
1127                 /* Force a PSH flag on all (GSO) packets to expedite GRO flush
1128                  * at receiver : This slightly improve GRO performance.
1129                  * Note that we do not force the PSH flag for non GSO packets,
1130                  * because they might be sent under high congestion events,
1131                  * and in this case it is better to delay the delivery of 1-MSS
1132                  * packets and thus the corresponding ACK packet that would
1133                  * release the following packet.
1134                  */
1135                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1136                         tcb->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
1137         }
1138         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
1139
1140         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
1141          * another queue. We can be called from tcp_tsq_handler()
1142          * which holds one reference to sk.
1143          *
1144          * TODO: Ideally, in-flight pure ACK packets should not matter here.
1145          * One way to get this would be to set skb->truesize = 2 on them.
1146          */
1147         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1);
1148
1149         /* If we had to use memory reserve to allocate this skb,
1150          * this might cause drops if packet is looped back :
1151          * Other socket might not have SOCK_MEMALLOC.
1152          * Packets not looped back do not care about pfmemalloc.
1153          */
1154         skb->pfmemalloc = 0;
1155
1156         skb_push(skb, tcp_header_size);
1157         skb_reset_transport_header(skb);
1158
1159         skb_orphan(skb);
1160         skb->sk = sk;
1161         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
1162         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
1163         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
1164
1165         skb_set_dst_pending_confirm(skb, sk->sk_dst_pending_confirm);
1166
1167         /* Build TCP header and checksum it. */
1168         th = (struct tcphdr *)skb->data;
1169         th->source              = inet->inet_sport;
1170         th->dest                = inet->inet_dport;
1171         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
1172         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
1173         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
1174                                         tcb->tcp_flags);
1175
1176         th->check               = 0;
1177         th->urg_ptr             = 0;
1178
1179         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
1180         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
1181                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
1182                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
1183                         th->urg = 1;
1184                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
1185                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
1186                         th->urg = 1;
1187                 }
1188         }
1189
1190         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
1191         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1192         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1193                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1194                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1195         } else {
1196                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1197                  * is never scaled.
1198                  */
1199                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1200         }
1201 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1202         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1203         if (md5) {
1204                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
1205                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1206                                                md5, sk, skb);
1207         }
1208 #endif
1209
1210         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
1211
1212         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1213                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb), rcv_nxt);
1214
1215         if (skb->len != tcp_header_size) {
1216                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1217                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1218                 tp->bytes_sent += skb->len - tcp_header_size;
1219         }
1220
1221         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1222                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1223                               tcp_skb_pcount(skb));
1224
1225         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1226         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1227         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1228         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1229
1230         /* Leave earliest departure time in skb->tstamp (skb->skb_mstamp_ns) */
1231
1232         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1233         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1234                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1235
1236         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
1237
1238         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(sk, skb, &inet->cork.fl);
1239
1240         if (unlikely(err > 0)) {
1241                 tcp_enter_cwr(sk);
1242                 err = net_xmit_eval(err);
1243         }
1244         if (!err && oskb) {
1245                 tcp_update_skb_after_send(sk, oskb, prior_wstamp);
1246                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1247         }
1248         return err;
1249 }
1250
1251 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1252                             gfp_t gfp_mask)
1253 {
1254         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1255                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1256 }
1257
1258 /* This routine just queues the buffer for sending.
1259  *
1260  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1261  * otherwise socket can stall.
1262  */
1263 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1264 {
1265         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1266
1267         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1268         WRITE_ONCE(tp->write_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1269         __skb_header_release(skb);
1270         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1271         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
1272         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1273 }
1274
1275 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1276 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1277 {
1278         if (skb->len <= mss_now) {
1279                 /* Avoid the costly divide in the normal
1280                  * non-TSO case.
1281                  */
1282                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1283                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1284         } else {
1285                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1286                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1287         }
1288 }
1289
1290 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1291  * tweaks to fix counters
1292  */
1293 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1294 {
1295         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1296
1297         tp->packets_out -= decr;
1298
1299         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1300                 tp->sacked_out -= decr;
1301         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1302                 tp->retrans_out -= decr;
1303         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1304                 tp->lost_out -= decr;
1305
1306         /* Reno case is special. Sigh... */
1307         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1308                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1309
1310         if (tp->lost_skb_hint &&
1311             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1312             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
1313                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1314
1315         tcp_verify_left_out(tp);
1316 }
1317
1318 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1319 {
1320         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1321                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1322 }
1323
1324 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1325 {
1326         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1327
1328         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1329             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1330                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1331                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1332
1333                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1334                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1335                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1336                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1337                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1338         }
1339 }
1340
1341 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1342 {
1343         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1344         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1345 }
1346
1347 /* Insert buff after skb on the write or rtx queue of sk.  */
1348 static void tcp_insert_write_queue_after(struct sk_buff *skb,
1349                                          struct sk_buff *buff,
1350                                          struct sock *sk,
1351                                          enum tcp_queue tcp_queue)
1352 {
1353         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE)
1354                 __skb_queue_after(&sk->sk_write_queue, skb, buff);
1355         else
1356                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
1357 }
1358
1359 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1360  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1361  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1362  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1363  */
1364 int tcp_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1365                  struct sk_buff *skb, u32 len,
1366                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1367 {
1368         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1369         struct sk_buff *buff;
1370         int nsize, old_factor;
1371         long limit;
1372         int nlen;
1373         u8 flags;
1374
1375         if (WARN_ON(len > skb->len))
1376                 return -EINVAL;
1377
1378         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1379         if (nsize < 0)
1380                 nsize = 0;
1381
1382         /* tcp_sendmsg() can overshoot sk_wmem_queued by one full size skb.
1383          * We need some allowance to not penalize applications setting small
1384          * SO_SNDBUF values.
1385          * Also allow first and last skb in retransmit queue to be split.
1386          */
1387         limit = sk->sk_sndbuf + 2 * SKB_TRUESIZE(GSO_MAX_SIZE);
1388         if (unlikely((sk->sk_wmem_queued >> 1) > limit &&
1389                      tcp_queue != TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE &&
1390                      skb != tcp_rtx_queue_head(sk) &&
1391                      skb != tcp_rtx_queue_tail(sk))) {
1392                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPWQUEUETOOBIG);
1393                 return -ENOMEM;
1394         }
1395
1396         if (skb_unclone(skb, gfp))
1397                 return -ENOMEM;
1398
1399         /* Get a new skb... force flag on. */
1400         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, gfp, true);
1401         if (!buff)
1402                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1403         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1404
1405         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1406         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1407         nlen = skb->len - len - nsize;
1408         buff->truesize += nlen;
1409         skb->truesize -= nlen;
1410
1411         /* Correct the sequence numbers. */
1412         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1413         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1414         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1415
1416         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1417         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1418         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1419         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1420         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1421         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1422
1423         skb_split(skb, buff, len);
1424
1425         buff->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1426
1427         buff->tstamp = skb->tstamp;
1428         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1429
1430         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1431
1432         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1433         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1434         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1435
1436         /* Update delivered info for the new segment */
1437         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1438
1439         /* If this packet has been sent out already, we must
1440          * adjust the various packet counters.
1441          */
1442         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1443                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1444                         tcp_skb_pcount(buff);
1445
1446                 if (diff)
1447                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1448         }
1449
1450         /* Link BUFF into the send queue. */
1451         __skb_header_release(buff);
1452         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1453         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE)
1454                 list_add(&buff->tcp_tsorted_anchor, &skb->tcp_tsorted_anchor);
1455
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 /* This is similar to __pskb_pull_tail(). The difference is that pulled
1460  * data is not copied, but immediately discarded.
1461  */
1462 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1463 {
1464         struct skb_shared_info *shinfo;
1465         int i, k, eat;
1466
1467         eat = min_t(int, len, skb_headlen(skb));
1468         if (eat) {
1469                 __skb_pull(skb, eat);
1470                 len -= eat;
1471                 if (!len)
1472                         return 0;
1473         }
1474         eat = len;
1475         k = 0;
1476         shinfo = skb_shinfo(skb);
1477         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1478                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1479
1480                 if (size <= eat) {
1481                         skb_frag_unref(skb, i);
1482                         eat -= size;
1483                 } else {
1484                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1485                         if (eat) {
1486                                 skb_frag_off_add(&shinfo->frags[k], eat);
1487                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1488                                 eat = 0;
1489                         }
1490                         k++;
1491                 }
1492         }
1493         shinfo->nr_frags = k;
1494
1495         skb->data_len -= len;
1496         skb->len = skb->data_len;
1497         return len;
1498 }
1499
1500 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1501 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1502 {
1503         u32 delta_truesize;
1504
1505         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1506                 return -ENOMEM;
1507
1508         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1509
1510         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1511         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1512
1513         if (delta_truesize) {
1514                 skb->truesize      -= delta_truesize;
1515                 sk_wmem_queued_add(sk, -delta_truesize);
1516                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1517                 sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1518         }
1519
1520         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1521         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1522                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1523
1524         return 0;
1525 }
1526
1527 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1528 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1529 {
1530         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1531         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1532         int mss_now;
1533
1534         /* Calculate base mss without TCP options:
1535            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1536          */
1537         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1538
1539         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1540         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1541                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1542
1543                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1544                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1545         }
1546
1547         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1548         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1549                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1550
1551         /* Now subtract optional transport overhead */
1552         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1553
1554         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1555         mss_now = max(mss_now, sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_snd_mss);
1556         return mss_now;
1557 }
1558
1559 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1560 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1561 {
1562         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1563         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1564                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1565 }
1566
1567 /* Inverse of above */
1568 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1569 {
1570         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1571         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1572         int mtu;
1573
1574         mtu = mss +
1575               tp->tcp_header_len +
1576               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1577               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1578
1579         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1580         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1581                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1582
1583                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1584                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1585         }
1586         return mtu;
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1589
1590 /* MTU probing init per socket */
1591 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1592 {
1593         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1594         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1595         struct net *net = sock_net(sk);
1596
1597         icsk->icsk_mtup.enabled = net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1598         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1599                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1600         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss);
1601         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1602         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1603                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
1604 }
1605 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1606
1607 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1608
1609    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1610    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1611
1612    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1613    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1614    It also does not include TCP options.
1615
1616    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1617
1618    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1619    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1620    taking into account current pmtu, but never exceeds
1621    tp->rx_opt.mss_clamp.
1622
1623    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1624    DOES NOT include either tcp or ip options.
1625
1626    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1627    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1628  */
1629 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1630 {
1631         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1632         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1633         int mss_now;
1634
1635         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1636                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1637
1638         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1639         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1640
1641         /* And store cached results */
1642         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1643         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1644                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1645         tp->mss_cache = mss_now;
1646
1647         return mss_now;
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1650
1651 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1652  * and even PMTU discovery events into account.
1653  */
1654 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1655 {
1656         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1657         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1658         u32 mss_now;
1659         unsigned int header_len;
1660         struct tcp_out_options opts;
1661         struct tcp_md5sig_key *md5;
1662
1663         mss_now = tp->mss_cache;
1664
1665         if (dst) {
1666                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1667                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1668                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1669         }
1670
1671         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1672                      sizeof(struct tcphdr);
1673         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1674          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1675          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1676          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1677         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1678                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1679                 mss_now -= delta;
1680         }
1681
1682         return mss_now;
1683 }
1684
1685 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1686  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1687  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1688  */
1689 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1690 {
1691         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1692
1693         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1694             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1695                 /* Limited by application or receiver window. */
1696                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1697                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1698                 if (win_used < tp->snd_cwnd) {
1699                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1700                         tp->snd_cwnd = (tp->snd_cwnd + win_used) >> 1;
1701                 }
1702                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1703         }
1704         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1705 }
1706
1707 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1708 {
1709         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1710         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1711
1712         /* Track the maximum number of outstanding packets in each
1713          * window, and remember whether we were cwnd-limited then.
1714          */
1715         if (!before(tp->snd_una, tp->max_packets_seq) ||
1716             tp->packets_out > tp->max_packets_out) {
1717                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1718                 tp->max_packets_seq = tp->snd_nxt;
1719                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1720         }
1721
1722         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1723                 /* Network is feed fully. */
1724                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1725                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1726         } else {
1727                 /* Network starves. */
1728                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1729                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1730
1731                 if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1732                     (s32)(tcp_jiffies32 - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto &&
1733                     !ca_ops->cong_control)
1734                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1735
1736                 /* The following conditions together indicate the starvation
1737                  * is caused by insufficient sender buffer:
1738                  * 1) just sent some data (see tcp_write_xmit)
1739                  * 2) not cwnd limited (this else condition)
1740                  * 3) no more data to send (tcp_write_queue_empty())
1741                  * 4) application is hitting buffer limit (SOCK_NOSPACE)
1742                  */
1743                 if (tcp_write_queue_empty(sk) && sk->sk_socket &&
1744                     test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags) &&
1745                     (1 << sk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))
1746                         tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_SNDBUF_LIMITED);
1747         }
1748 }
1749
1750 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1751 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1752 {
1753         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1754                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1755 }
1756
1757 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1758  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1759  * The test is really :
1760  * if ((skb->len % mss) != 0)
1761  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1762  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1763  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1764  */
1765 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1766                                 const struct sk_buff *skb)
1767 {
1768         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1769                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1770 }
1771
1772 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1773  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1774  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1775  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1776  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1777  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1778  */
1779 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1780                             int nonagle)
1781 {
1782         return partial &&
1783                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1784                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1785 }
1786
1787 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1788  * to send one TSO packet per ms
1789  */
1790 static u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1791                             int min_tso_segs)
1792 {
1793         u32 bytes, segs;
1794
1795         bytes = min_t(unsigned long,
1796                       sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift),
1797                       sk->sk_gso_max_size - 1 - MAX_TCP_HEADER);
1798
1799         /* Goal is to send at least one packet per ms,
1800          * not one big TSO packet every 100 ms.
1801          * This preserves ACK clocking and is consistent
1802          * with tcp_tso_should_defer() heuristic.
1803          */
1804         segs = max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1805
1806         return segs;
1807 }
1808
1809 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1810  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1811  */
1812 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1813 {
1814         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1815         u32 min_tso, tso_segs;
1816
1817         min_tso = ca_ops->min_tso_segs ?
1818                         ca_ops->min_tso_segs(sk) :
1819                         sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_tso_segs;
1820
1821         tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now, min_tso);
1822         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
1823 }
1824
1825 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
1826 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
1827                                         const struct sk_buff *skb,
1828                                         unsigned int mss_now,
1829                                         unsigned int max_segs,
1830                                         int nonagle)
1831 {
1832         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1833         u32 partial, needed, window, max_len;
1834
1835         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1836         max_len = mss_now * max_segs;
1837
1838         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1839                 return max_len;
1840
1841         needed = min(skb->len, window);
1842
1843         if (max_len <= needed)
1844                 return max_len;
1845
1846         partial = needed % mss_now;
1847         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
1848          * to include this last segment in this skb.
1849          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
1850          */
1851         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
1852                 return needed - partial;
1853
1854         return needed;
1855 }
1856
1857 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1858  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1859  */
1860 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1861                                          const struct sk_buff *skb)
1862 {
1863         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
1864
1865         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1866         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
1867             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1868                 return 1;
1869
1870         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1871         cwnd = tp->snd_cwnd;
1872         if (in_flight >= cwnd)
1873                 return 0;
1874
1875         /* For better scheduling, ensure we have at least
1876          * 2 GSO packets in flight.
1877          */
1878         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
1879         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
1880 }
1881
1882 /* Initialize TSO state of a skb.
1883  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1884  * SKB onto the wire.
1885  */
1886 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1887 {
1888         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1889
1890         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1891                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1892                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1893         }
1894         return tso_segs;
1895 }
1896
1897
1898 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
1899  * sent now.
1900  */
1901 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
1902                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
1903 {
1904         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1905          * write_queue (they have no chances to get new data).
1906          *
1907          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1908          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1909          */
1910         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1911                 return true;
1912
1913         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
1914         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
1915                 return true;
1916
1917         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
1918                 return true;
1919
1920         return false;
1921 }
1922
1923 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1924 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1925                              const struct sk_buff *skb,
1926                              unsigned int cur_mss)
1927 {
1928         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1929
1930         if (skb->len > cur_mss)
1931                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1932
1933         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1934 }
1935
1936 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1937  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1938  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1939  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1940  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1941  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1942  */
1943 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1944                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1945 {
1946         int nlen = skb->len - len;
1947         struct sk_buff *buff;
1948         u8 flags;
1949
1950         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1951         if (skb->len != skb->data_len)
1952                 return tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
1953                                     skb, len, mss_now, gfp);
1954
1955         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp, true);
1956         if (unlikely(!buff))
1957                 return -ENOMEM;
1958         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1959
1960         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1961         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1962         buff->truesize += nlen;
1963         skb->truesize -= nlen;
1964
1965         /* Correct the sequence numbers. */
1966         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1967         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1968         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1969
1970         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1971         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1972         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1973         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1974
1975         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1976         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1977
1978         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1979
1980         buff->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1981         skb_split(skb, buff, len);
1982         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1983
1984         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1985         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1986         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1987
1988         /* Link BUFF into the send queue. */
1989         __skb_header_release(buff);
1990         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE);
1991
1992         return 0;
1993 }
1994
1995 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1996  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1997  *
1998  * This algorithm is from John Heffner.
1999  */
2000 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
2001                                  bool *is_cwnd_limited,
2002                                  bool *is_rwnd_limited,
2003                                  u32 max_segs)
2004 {
2005         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2006         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
2007         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2008         struct sk_buff *head;
2009         int win_divisor;
2010         s64 delta;
2011
2012         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
2013                 goto send_now;
2014
2015         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
2016          * only if the last write was recent (1 ms).
2017          * Note that tp->tcp_wstamp_ns can be in the future if we have
2018          * packets waiting in a qdisc or device for EDT delivery.
2019          */
2020         delta = tp->tcp_clock_cache - tp->tcp_wstamp_ns - NSEC_PER_MSEC;
2021         if (delta > 0)
2022                 goto send_now;
2023
2024         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2025
2026         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1);
2027         BUG_ON(tp->snd_cwnd <= in_flight);
2028
2029         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2030
2031         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
2032         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
2033
2034         limit = min(send_win, cong_win);
2035
2036         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
2037         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
2038                 goto send_now;
2039
2040         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
2041         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
2042                 goto send_now;
2043
2044         win_divisor = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_win_divisor);
2045         if (win_divisor) {
2046                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
2047
2048                 /* If at least some fraction of a window is available,
2049                  * just use it.
2050                  */
2051                 chunk /= win_divisor;
2052                 if (limit >= chunk)
2053                         goto send_now;
2054         } else {
2055                 /* Different approach, try not to defer past a single
2056                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
2057                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
2058                  * then send now.
2059                  */
2060                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
2061                         goto send_now;
2062         }
2063
2064         /* TODO : use tsorted_sent_queue ? */
2065         head = tcp_rtx_queue_head(sk);
2066         if (!head)
2067                 goto send_now;
2068         delta = tp->tcp_clock_cache - head->tstamp;
2069         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
2070         if ((s64)(delta - (u64)NSEC_PER_USEC * (tp->srtt_us >> 4)) < 0)
2071                 goto send_now;
2072
2073         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
2074          * Three cases are tracked :
2075          * 1) We are cwnd-limited
2076          * 2) We are rwnd-limited
2077          * 3) We are application limited.
2078          */
2079         if (cong_win < send_win) {
2080                 if (cong_win <= skb->len) {
2081                         *is_cwnd_limited = true;
2082                         return true;
2083                 }
2084         } else {
2085                 if (send_win <= skb->len) {
2086                         *is_rwnd_limited = true;
2087                         return true;
2088                 }
2089         }
2090
2091         /* If this packet won't get more data, do not wait. */
2092         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) ||
2093             TCP_SKB_CB(skb)->eor)
2094                 goto send_now;
2095
2096         return true;
2097
2098 send_now:
2099         return false;
2100 }
2101
2102 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
2103 {
2104         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2105         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2106         struct net *net = sock_net(sk);
2107         u32 interval;
2108         s32 delta;
2109
2110         interval = net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval;
2111         delta = tcp_jiffies32 - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
2112         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
2113                 int mss = tcp_current_mss(sk);
2114
2115                 /* Update current search range */
2116                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2117                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
2118                         sizeof(struct tcphdr) +
2119                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
2120                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
2121
2122                 /* Update probe time stamp */
2123                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
2124         }
2125 }
2126
2127 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
2128 {
2129         struct sk_buff *skb, *next;
2130
2131         skb = tcp_send_head(sk);
2132         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2133                 if (len <= skb->len)
2134                         break;
2135
2136                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor) || tcp_has_tx_tstamp(skb))
2137                         return false;
2138
2139                 len -= skb->len;
2140         }
2141
2142         return true;
2143 }
2144
2145 /* Create a new MTU probe if we are ready.
2146  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
2147  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
2148  * changes resulting in larger path MTUs.
2149  *
2150  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
2151  *         1 if a probe was sent,
2152  *         -1 otherwise
2153  */
2154 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
2155 {
2156         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2157         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2158         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
2159         struct net *net = sock_net(sk);
2160         int probe_size;
2161         int size_needed;
2162         int copy, len;
2163         int mss_now;
2164         int interval;
2165
2166         /* Not currently probing/verifying,
2167          * not in recovery,
2168          * have enough cwnd, and
2169          * not SACKing (the variable headers throw things off)
2170          */
2171         if (likely(!icsk->icsk_mtup.enabled ||
2172                    icsk->icsk_mtup.probe_size ||
2173                    inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
2174                    tp->snd_cwnd < 11 ||
2175                    tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack))
2176                 return -1;
2177
2178         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
2179          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
2180          * smaller than a threshold, backoff from probing.
2181          */
2182         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2183         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
2184                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2185         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2186         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2187         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2188          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2189          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2190          */
2191         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2192                 interval < net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold) {
2193                 /* Check whether enough time has elaplased for
2194                  * another round of probing.
2195                  */
2196                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2197                 return -1;
2198         }
2199
2200         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2201         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2202                 return -1;
2203
2204         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2205                 return -1;
2206         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2207                 return 0;
2208
2209         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2210         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
2211                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2212                         return -1;
2213                 else
2214                         return 0;
2215         }
2216
2217         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2218                 return -1;
2219
2220         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2221         nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC, false);
2222         if (!nskb)
2223                 return -1;
2224         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
2225         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2226
2227         skb = tcp_send_head(sk);
2228         skb_copy_decrypted(nskb, skb);
2229
2230         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2231         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2232         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2233         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
2234         nskb->csum = 0;
2235         nskb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
2236
2237         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2238         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2239
2240         len = 0;
2241         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2242                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2243                 skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
2244
2245                 if (skb->len <= copy) {
2246                         /* We've eaten all the data from this skb.
2247                          * Throw it away. */
2248                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2249                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2250                          * we need to propagate it to the new skb.
2251                          */
2252                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2253                         tcp_skb_collapse_tstamp(nskb, skb);
2254                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2255                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2256                 } else {
2257                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2258                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2259                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
2260                                 skb_pull(skb, copy);
2261                         } else {
2262                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
2263                                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2264                         }
2265                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2266                 }
2267
2268                 len += copy;
2269
2270                 if (len >= probe_size)
2271                         break;
2272         }
2273         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2274
2275         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2276          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2277          */
2278         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2279                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2280                  * effectively two packets. */
2281                 tp->snd_cwnd--;
2282                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2283
2284                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2285                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2286                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2287
2288                 return 1;
2289         }
2290
2291         return -1;
2292 }
2293
2294 static bool tcp_pacing_check(struct sock *sk)
2295 {
2296         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2297
2298         if (!tcp_needs_internal_pacing(sk))
2299                 return false;
2300
2301         if (tp->tcp_wstamp_ns <= tp->tcp_clock_cache)
2302                 return false;
2303
2304         if (!hrtimer_is_queued(&tp->pacing_timer)) {
2305                 hrtimer_start(&tp->pacing_timer,
2306                               ns_to_ktime(tp->tcp_wstamp_ns),
2307                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_SOFT);
2308                 sock_hold(sk);
2309         }
2310         return true;
2311 }
2312
2313 /* TCP Small Queues :
2314  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2315  * (These limits are doubled for retransmits)
2316  * This allows for :
2317  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2318  *  - faster recovery
2319  *  - high rates
2320  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2321  * of queued bytes to ensure line rate.
2322  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2323  */
2324 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2325                                   unsigned int factor)
2326 {
2327         unsigned long limit;
2328
2329         limit = max_t(unsigned long,
2330                       2 * skb->truesize,
2331                       sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift));
2332         if (sk->sk_pacing_status == SK_PACING_NONE)
2333                 limit = min_t(unsigned long, limit,
2334                               sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_limit_output_bytes);
2335         limit <<= factor;
2336
2337         if (static_branch_unlikely(&tcp_tx_delay_enabled) &&
2338             tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay) {
2339                 u64 extra_bytes = (u64)sk->sk_pacing_rate * tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay;
2340
2341                 /* TSQ is based on skb truesize sum (sk_wmem_alloc), so we
2342                  * approximate our needs assuming an ~100% skb->truesize overhead.
2343                  * USEC_PER_SEC is approximated by 2^20.
2344                  * do_div(extra_bytes, USEC_PER_SEC/2) is replaced by a right shift.
2345                  */
2346                 extra_bytes >>= (20 - 1);
2347                 limit += extra_bytes;
2348         }
2349         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2350                 /* Always send skb if rtx queue is empty.
2351                  * No need to wait for TX completion to call us back,
2352                  * after softirq/tasklet schedule.
2353                  * This helps when TX completions are delayed too much.
2354                  */
2355                 if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
2356                         return false;
2357
2358                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2359                 /* It is possible TX completion already happened
2360                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2361                  * test again the condition.
2362                  */
2363                 smp_mb__after_atomic();
2364                 if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2365                         return true;
2366         }
2367         return false;
2368 }
2369
2370 static void tcp_chrono_set(struct tcp_sock *tp, const enum tcp_chrono new)
2371 {
2372         const u32 now = tcp_jiffies32;
2373         enum tcp_chrono old = tp->chrono_type;
2374
2375         if (old > TCP_CHRONO_UNSPEC)
2376                 tp->chrono_stat[old - 1] += now - tp->chrono_start;
2377         tp->chrono_start = now;
2378         tp->chrono_type = new;
2379 }
2380
2381 void tcp_chrono_start(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2382 {
2383         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2384
2385         /* If there are multiple conditions worthy of tracking in a
2386          * chronograph then the highest priority enum takes precedence
2387          * over the other conditions. So that if something "more interesting"
2388          * starts happening, stop the previous chrono and start a new one.
2389          */
2390         if (type > tp->chrono_type)
2391                 tcp_chrono_set(tp, type);
2392 }
2393
2394 void tcp_chrono_stop(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2395 {
2396         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2397
2398
2399         /* There are multiple conditions worthy of tracking in a
2400          * chronograph, so that the highest priority enum takes
2401          * precedence over the other conditions (see tcp_chrono_start).
2402          * If a condition stops, we only stop chrono tracking if
2403          * it's the "most interesting" or current chrono we are
2404          * tracking and starts busy chrono if we have pending data.
2405          */
2406         if (tcp_rtx_and_write_queues_empty(sk))
2407                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_UNSPEC);
2408         else if (type == tp->chrono_type)
2409                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_BUSY);
2410 }
2411
2412 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2413  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2414  * window for us.
2415  *
2416  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2417  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2418  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2419  *
2420  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2421  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2422
2423  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2424  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2425  */
2426 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2427                            int push_one, gfp_t gfp)
2428 {
2429         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2430         struct sk_buff *skb;
2431         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2432         int cwnd_quota;
2433         int result;
2434         bool is_cwnd_limited = false, is_rwnd_limited = false;
2435         u32 max_segs;
2436
2437         sent_pkts = 0;
2438
2439         tcp_mstamp_refresh(tp);
2440         if (!push_one) {
2441                 /* Do MTU probing. */
2442                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2443                 if (!result) {
2444                         return false;
2445                 } else if (result > 0) {
2446                         sent_pkts = 1;
2447                 }
2448         }
2449
2450         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2451         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2452                 unsigned int limit;
2453
2454                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2455                         /* "skb_mstamp_ns" is used as a start point for the retransmit timer */
2456                         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns = tp->tcp_clock_cache;
2457                         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
2458                         tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2459                         goto repair; /* Skip network transmission */
2460                 }
2461
2462                 if (tcp_pacing_check(sk))
2463                         break;
2464
2465                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2466                 BUG_ON(!tso_segs);
2467
2468                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2469                 if (!cwnd_quota) {
2470                         if (push_one == 2)
2471                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2472                                 cwnd_quota = 1;
2473                         else
2474                                 break;
2475                 }
2476
2477                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now))) {
2478                         is_rwnd_limited = true;
2479                         break;
2480                 }
2481
2482                 if (tso_segs == 1) {
2483                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2484                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2485                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2486                                 break;
2487                 } else {
2488                         if (!push_one &&
2489                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2490                                                  &is_rwnd_limited, max_segs))
2491                                 break;
2492                 }
2493
2494                 limit = mss_now;
2495                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2496                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2497                                                     min_t(unsigned int,
2498                                                           cwnd_quota,
2499                                                           max_segs),
2500                                                     nonagle);
2501
2502                 if (skb->len > limit &&
2503                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
2504                         break;
2505
2506                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2507                         break;
2508
2509                 /* Argh, we hit an empty skb(), presumably a thread
2510                  * is sleeping in sendmsg()/sk_stream_wait_memory().
2511                  * We do not want to send a pure-ack packet and have
2512                  * a strange looking rtx queue with empty packet(s).
2513                  */
2514                 if (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq == TCP_SKB_CB(skb)->seq)
2515                         break;
2516
2517                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2518                         break;
2519
2520 repair:
2521                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2522                  * This call will increment packets_out.
2523                  */
2524                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2525
2526                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2527                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2528
2529                 if (push_one)
2530                         break;
2531         }
2532
2533         if (is_rwnd_limited)
2534                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2535         else
2536                 tcp_chrono_stop(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2537
2538         if (likely(sent_pkts)) {
2539                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2540                         tp->prr_out += sent_pkts;
2541
2542                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2543                 if (push_one != 2)
2544                         tcp_schedule_loss_probe(sk, false);
2545                 is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd);
2546                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2547                 return false;
2548         }
2549         return !tp->packets_out && !tcp_write_queue_empty(sk);
2550 }
2551
2552 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk, bool advancing_rto)
2553 {
2554         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2555         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2556         u32 timeout, rto_delta_us;
2557         int early_retrans;
2558
2559         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2560          * finishes.
2561          */
2562         if (rcu_access_pointer(tp->fastopen_rsk))
2563                 return false;
2564
2565         early_retrans = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_early_retrans;
2566         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2567          * not in loss recovery, that are either limited by cwnd or application.
2568          */
2569         if ((early_retrans != 3 && early_retrans != 4) ||
2570             !tp->packets_out || !tcp_is_sack(tp) ||
2571             (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
2572              icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR))
2573                 return false;
2574
2575         /* Probe timeout is 2*rtt. Add minimum RTO to account
2576          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2577          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2578          */
2579         if (tp->srtt_us) {
2580                 timeout = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 2);
2581                 if (tp->packets_out == 1)
2582                         timeout += TCP_RTO_MIN;
2583                 else
2584                         timeout += TCP_TIMEOUT_MIN;
2585         } else {
2586                 timeout = TCP_TIMEOUT_INIT;
2587         }
2588
2589         /* If the RTO formula yields an earlier time, then use that time. */
2590         rto_delta_us = advancing_rto ?
2591                         jiffies_to_usecs(inet_csk(sk)->icsk_rto) :
2592                         tcp_rto_delta_us(sk);  /* How far in future is RTO? */
2593         if (rto_delta_us > 0)
2594                 timeout = min_t(u32, timeout, usecs_to_jiffies(rto_delta_us));
2595
2596         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout,
2597                              TCP_RTO_MAX, NULL);
2598         return true;
2599 }
2600
2601 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2602  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2603  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2604  */
2605 static bool skb_still_in_host_queue(const struct sock *sk,
2606                                     const struct sk_buff *skb)
2607 {
2608         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2609                 NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2610                               LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2611                 return true;
2612         }
2613         return false;
2614 }
2615
2616 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2617  * retransmit the last segment.
2618  */
2619 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2620 {
2621         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2622         struct sk_buff *skb;
2623         int pcount;
2624         int mss = tcp_current_mss(sk);
2625
2626         skb = tcp_send_head(sk);
2627         if (skb && tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2628                 pcount = tp->packets_out;
2629                 tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2630                 if (tp->packets_out > pcount)
2631                         goto probe_sent;
2632                 goto rearm_timer;
2633         }
2634         skb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
2635         if (unlikely(!skb)) {
2636                 WARN_ONCE(tp->packets_out,
2637                           "invalid inflight: %u state %u cwnd %u mss %d\n",
2638                           tp->packets_out, sk->sk_state, tp->snd_cwnd, mss);
2639                 inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2640                 return;
2641         }
2642
2643         /* At most one outstanding TLP retransmission. */
2644         if (tp->tlp_high_seq)
2645                 goto rearm_timer;
2646
2647         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2648                 goto rearm_timer;
2649
2650         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2651         if (WARN_ON(!pcount))
2652                 goto rearm_timer;
2653
2654         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2655                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
2656                                           (pcount - 1) * mss, mss,
2657                                           GFP_ATOMIC)))
2658                         goto rearm_timer;
2659                 skb = skb_rb_next(skb);
2660         }
2661
2662         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2663                 goto rearm_timer;
2664
2665         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2666                 goto rearm_timer;
2667
2668         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2669         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2670
2671 probe_sent:
2672         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2673         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2674         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2675 rearm_timer:
2676         tcp_rearm_rto(sk);
2677 }
2678
2679 /* Push out any pending frames which were held back due to
2680  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2681  * The socket must be locked by the caller.
2682  */
2683 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2684                                int nonagle)
2685 {
2686         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2687          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2688          * all will be happy.
2689          */
2690         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2691                 return;
2692
2693         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2694                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2695                 tcp_check_probe_timer(sk);
2696 }
2697
2698 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2699  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2700  */
2701 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2702 {
2703         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2704
2705         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2706
2707         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2708 }
2709
2710 /* This function returns the amount that we can raise the
2711  * usable window based on the following constraints
2712  *
2713  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2714  * 2. We limit memory per socket
2715  *
2716  * RFC 1122:
2717  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2718  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2719  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2720  *
2721  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2722  * it at least MSS bytes.
2723  *
2724  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2725  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2726  *
2727  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2728  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2729  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2730  * window to always advance by a single byte.
2731  *
2732  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2733  * then this will not be a problem.
2734  *
2735  * BSD seems to make the following compromise:
2736  *
2737  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2738  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2739  *      then set the window to 0.
2740  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2741  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2742  *      and from being larger than the largest representable value.
2743  *
2744  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2745  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2746  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2747  * those cases where the window is constrained on the sender side
2748  * because the pipeline is full.
2749  *
2750  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2751  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2752  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2753  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2754  * of having a fixed window size at almost all times.
2755  *
2756  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2757  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2758  *
2759  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2760  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2761  */
2762 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2763 {
2764         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2765         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2766         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2767          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2768          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2769          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2770          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2771          */
2772         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
2773         int free_space = tcp_space(sk);
2774         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
2775         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
2776         int window;
2777
2778         if (unlikely(mss > full_space)) {
2779                 mss = full_space;
2780                 if (mss <= 0)
2781                         return 0;
2782         }
2783         if (free_space < (full_space >> 1)) {
2784                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
2785
2786                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
2787                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
2788                                                4U * tp->advmss);
2789
2790                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
2791                  * increase it due to wscale.
2792                  */
2793                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2794
2795                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
2796                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
2797                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
2798                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
2799                  * With large window, mss test triggers way too late in order
2800                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
2801                  */
2802                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
2803                         return 0;
2804         }
2805
2806         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
2807                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
2808
2809         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
2810          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
2811          */
2812         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
2813                 window = free_space;
2814
2815                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
2816                  * Import case: prevent zero window announcement if
2817                  * 1<<rcv_wscale > mss.
2818                  */
2819                 window = ALIGN(window, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
2820         } else {
2821                 window = tp->rcv_wnd;
2822                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
2823                  * Window clamp already applied above.
2824                  * If our current window offering is within 1 mss of the
2825                  * free space we just keep it. This prevents the divide
2826                  * and multiply from happening most of the time.
2827                  * We also don't do any window rounding when the free space
2828                  * is too small.
2829                  */
2830                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
2831                         window = rounddown(free_space, mss);
2832                 else if (mss == full_space &&
2833                          free_space > window + (full_space >> 1))
2834                         window = free_space;
2835         }
2836
2837         return window;
2838 }
2839
2840 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
2841                              const struct sk_buff *next_skb)
2842 {
2843         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
2844                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
2845                         skb_shinfo(next_skb);
2846                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
2847
2848                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
2849                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
2850                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
2851                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
2852         }
2853 }
2854
2855 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
2856 static bool tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2857 {
2858         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2859         struct sk_buff *next_skb = skb_rb_next(skb);
2860         int next_skb_size;
2861
2862         next_skb_size = next_skb->len;
2863
2864         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
2865
2866         if (next_skb_size) {
2867                 if (next_skb_size <= skb_availroom(skb))
2868                         skb_copy_bits(next_skb, 0, skb_put(skb, next_skb_size),
2869                                       next_skb_size);
2870                 else if (!tcp_skb_shift(skb, next_skb, 1, next_skb_size))
2871                         return false;
2872         }
2873         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
2874
2875         /* Update sequence range on original skb. */
2876         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
2877
2878         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
2879         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
2880
2881         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
2882          * packet counting does not break.
2883          */
2884         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
2885         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
2886
2887         /* changed transmit queue under us so clear hints */
2888         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2889         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2890                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2891
2892         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2893
2894         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
2895
2896         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(next_skb, sk);
2897         return true;
2898 }
2899
2900 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2901 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
2902 {
2903         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2904                 return false;
2905         if (skb_cloned(skb))
2906                 return false;
2907         /* Some heuristics for collapsing over SACK'd could be invented */
2908         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2909                 return false;
2910
2911         return true;
2912 }
2913
2914 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2915  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2916  */
2917 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2918                                      int space)
2919 {
2920         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2921         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2922         bool first = true;
2923
2924         if (!sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse)
2925                 return;
2926         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2927                 return;
2928
2929         skb_rbtree_walk_from_safe(skb, tmp) {
2930                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2931                         break;
2932
2933                 if (!tcp_skb_can_collapse(to, skb))
2934                         break;
2935
2936                 space -= skb->len;
2937
2938                 if (first) {
2939                         first = false;
2940                         continue;
2941                 }
2942
2943                 if (space < 0)
2944                         break;
2945
2946                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2947                         break;
2948
2949                 if (!tcp_collapse_retrans(sk, to))
2950                         break;
2951         }
2952 }
2953
2954 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2955  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2956  * error occurred which prevented the send.
2957  */
2958 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2959 {
2960         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2961         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2962         unsigned int cur_mss;
2963         int diff, len, err;
2964
2965
2966         /* Inconclusive MTU probe */
2967         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
2968                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2969
2970         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2971          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2972          */
2973         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2974             min_t(u32, sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2),
2975                   sk->sk_sndbuf))
2976                 return -EAGAIN;
2977
2978         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2979                 return -EBUSY;
2980
2981         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2982                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
2983                         WARN_ON_ONCE(1);
2984                         return -EINVAL;
2985                 }
2986                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2987                         return -ENOMEM;
2988         }
2989
2990         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2991                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2992
2993         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2994
2995         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2996          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2997          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2998          * our retransmit serves as a zero window probe.
2999          */
3000         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
3001             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
3002                 return -EAGAIN;
3003
3004         len = cur_mss * segs;
3005         if (skb->len > len) {
3006                 if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb, len,
3007                                  cur_mss, GFP_ATOMIC))
3008                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
3009         } else {
3010                 if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
3011                         return -ENOMEM;
3012
3013                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
3014                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
3015                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
3016                 if (diff)
3017                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
3018                 if (skb->len < cur_mss)
3019                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
3020         }
3021
3022         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
3023         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
3024                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
3025
3026         /* Update global and local TCP statistics. */
3027         segs = tcp_skb_pcount(skb);
3028         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
3029         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3030                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3031         tp->total_retrans += segs;
3032         tp->bytes_retrans += skb->len;
3033
3034         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
3035          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
3036          * beyond what csum_start can cover.
3037          */
3038         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
3039                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
3040                 struct sk_buff *nskb;
3041
3042                 tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3043                         nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3044                         if (nskb) {
3045                                 nskb->dev = NULL;
3046                                 err = tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC);
3047                         } else {
3048                                 err = -ENOBUFS;
3049                         }
3050                 } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3051
3052                 if (!err) {
3053                         tcp_update_skb_after_send(sk, skb, tp->tcp_wstamp_ns);
3054                         tcp_rate_skb_sent(sk, skb);
3055                 }
3056         } else {
3057                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3058         }
3059
3060         /* To avoid taking spuriously low RTT samples based on a timestamp
3061          * for a transmit that never happened, always mark EVER_RETRANS
3062          */
3063         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
3064
3065         if (BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB_FLAG))
3066                 tcp_call_bpf_3arg(sk, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB,
3067                                   TCP_SKB_CB(skb)->seq, segs, err);
3068
3069         if (likely(!err)) {
3070                 trace_tcp_retransmit_skb(sk, skb);
3071         } else if (err != -EBUSY) {
3072                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL, segs);
3073         }
3074         return err;
3075 }
3076
3077 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3078 {
3079         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3080         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
3081
3082         if (err == 0) {
3083 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
3084                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
3085                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
3086                 }
3087 #endif
3088                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
3089                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
3090         }
3091
3092         /* Save stamp of the first (attempted) retransmit. */
3093         if (!tp->retrans_stamp)
3094                 tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
3095
3096         if (tp->undo_retrans < 0)
3097                 tp->undo_retrans = 0;
3098         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
3099         return err;
3100 }
3101
3102 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
3103  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
3104  * resending the rest of the retransmit queue, until either
3105  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
3106  */
3107 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
3108 {
3109         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3110         struct sk_buff *skb, *rtx_head, *hole = NULL;
3111         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3112         u32 max_segs;
3113         int mib_idx;
3114
3115         if (!tp->packets_out)
3116                 return;
3117
3118         rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);
3119         skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;
3120         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
3121         skb_rbtree_walk_from(skb) {
3122                 __u8 sacked;
3123                 int segs;
3124
3125                 if (tcp_pacing_check(sk))
3126                         break;
3127
3128                 /* we could do better than to assign each time */
3129                 if (!hole)
3130                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
3131
3132                 segs = tp->snd_cwnd - tcp_packets_in_flight(tp);
3133                 if (segs <= 0)
3134                         return;
3135                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
3136                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
3137                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
3138                  */
3139                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
3140
3141                 if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {
3142                         break;
3143                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
3144                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
3145                                 hole = skb;
3146                         continue;
3147
3148                 } else {
3149                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
3150                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
3151                         else
3152                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
3153                 }
3154
3155                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
3156                         continue;
3157
3158                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
3159                         return;
3160
3161                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
3162                         return;
3163
3164                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
3165
3166                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
3167                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
3168
3169                 if (skb == rtx_head &&
3170                     icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_REO_TIMEOUT)
3171                         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3172                                              inet_csk(sk)->icsk_rto,
3173                                              TCP_RTO_MAX,
3174                                              skb);
3175         }
3176 }
3177
3178 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
3179  * connection tear down and (memory) recovery.
3180  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
3181  * or even be forced to close flow without any FIN.
3182  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
3183  * with edge trigger epoll()
3184  */
3185 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
3186 {
3187         int amt;
3188
3189         if (size <= sk->sk_forward_alloc)
3190                 return;
3191         amt = sk_mem_pages(size);
3192         sk->sk_forward_alloc += amt * SK_MEM_QUANTUM;
3193         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
3194
3195         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
3196                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt);
3197 }
3198
3199 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3200  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3201  */
3202 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3203 {
3204         struct sk_buff *skb, *tskb, *tail = tcp_write_queue_tail(sk);
3205         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3206
3207         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3208          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3209          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3210          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3211          */
3212         tskb = tail;
3213         if (!tskb && tcp_under_memory_pressure(sk))
3214                 tskb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
3215
3216         if (tskb) {
3217                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3218                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3219                 tp->write_seq++;
3220                 if (!tail) {
3221                         /* This means tskb was already sent.
3222                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3223                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3224                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3225                          * does not change tp->snd_nxt.
3226                          */
3227                         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->snd_nxt + 1);
3228                         return;
3229                 }
3230         } else {
3231                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3232                 if (unlikely(!skb))
3233                         return;
3234
3235                 INIT_LIST_HEAD(&skb->tcp_tsorted_anchor);
3236                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3237                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3238                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3239                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3240                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3241                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3242         }
3243         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3244 }
3245
3246 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3247  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3248  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3249  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3250  */
3251 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3252 {
3253         struct sk_buff *skb;
3254
3255         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3256
3257         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3258         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3259         if (!skb) {
3260                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3261                 return;
3262         }
3263
3264         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3265         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3266         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3267                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3268         tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3269         /* Send it off. */
3270         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3271                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3272
3273         /* skb of trace_tcp_send_reset() keeps the skb that caused RST,
3274          * skb here is different to the troublesome skb, so use NULL
3275          */
3276         trace_tcp_send_reset(sk, NULL);
3277 }
3278
3279 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3280  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3281  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3282  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3283  * and rcv_wscale values will not be correct.
3284  */
3285 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3286 {
3287         struct sk_buff *skb;
3288
3289         skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
3290         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3291                 pr_err("%s: wrong queue state\n", __func__);
3292                 return -EFAULT;
3293         }
3294         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3295                 if (skb_cloned(skb)) {
3296                         struct sk_buff *nskb;
3297
3298                         tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3299                                 nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3300                         } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3301                         if (!nskb)
3302                                 return -ENOMEM;
3303                         INIT_LIST_HEAD(&nskb->tcp_tsorted_anchor);
3304                         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
3305                         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(skb, sk);
3306                         __skb_header_release(nskb);
3307                         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, nskb);
3308                         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
3309                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3310                         skb = nskb;
3311                 }
3312
3313                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3314                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3315         }
3316         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3317 }
3318
3319 /**
3320  * tcp_make_synack - Prepare a SYN-ACK.
3321  * sk: listener socket
3322  * dst: dst entry attached to the SYNACK
3323  * req: request_sock pointer
3324  *
3325  * Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3326  * @dst is consumed : Caller should not use it again.
3327  */
3328 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3329                                 struct request_sock *req,
3330                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3331                                 enum tcp_synack_type synack_type)
3332 {
3333         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3334         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3335         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3336         struct tcp_out_options opts;
3337         struct sk_buff *skb;
3338         int tcp_header_size;
3339         struct tcphdr *th;
3340         int mss;
3341         u64 now;
3342
3343         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3344         if (unlikely(!skb)) {
3345                 dst_release(dst);
3346                 return NULL;
3347         }
3348         /* Reserve space for headers. */
3349         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3350
3351         switch (synack_type) {
3352         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3353                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3354                 break;
3355         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3356                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3357                  * to avoid false sharing.
3358                  */
3359                 break;
3360         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3361                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3362                  * cpu might call us concurrently.
3363                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3364                  */
3365                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3366                 break;
3367         }
3368         skb_dst_set(skb, dst);
3369
3370         mss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3371
3372         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3373         now = tcp_clock_ns();
3374 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3375         if (unlikely(req->cookie_ts))
3376                 skb->skb_mstamp_ns = cookie_init_timestamp(req, now);
3377         else
3378 #endif
3379         {
3380                 skb->skb_mstamp_ns = now;
3381                 if (!tcp_rsk(req)->snt_synack) /* Timestamp first SYNACK */
3382                         tcp_rsk(req)->snt_synack = tcp_skb_timestamp_us(skb);
3383         }
3384
3385 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3386         rcu_read_lock();
3387         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3388 #endif
3389         skb_set_hash(skb, tcp_rsk(req)->txhash, PKT_HASH_TYPE_L4);
3390         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, md5,
3391                                              foc) + sizeof(*th);
3392
3393         skb_push(skb, tcp_header_size);
3394         skb_reset_transport_header(skb);
3395
3396         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3397         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3398         th->syn = 1;
3399         th->ack = 1;
3400         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3401         th->source = htons(ireq->ir_num);
3402         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3403         skb->mark = ireq->ir_mark;
3404         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3405         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3406         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3407         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3408
3409         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3410         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3411         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), NULL, &opts);
3412         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3413         __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3414
3415 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3416         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3417         if (md5)
3418                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3419                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3420         rcu_read_unlock();
3421 #endif
3422
3423         skb->skb_mstamp_ns = now;
3424         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
3425
3426         return skb;
3427 }
3428 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3429
3430 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3431 {
3432         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3433         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3434         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3435
3436         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3437                 return;
3438
3439         rcu_read_lock();
3440         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3441         if (likely(ca && bpf_try_module_get(ca, ca->owner))) {
3442                 bpf_module_put(icsk->icsk_ca_ops, icsk->icsk_ca_ops->owner);
3443                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3444                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3445         }
3446         rcu_read_unlock();
3447 }
3448
3449 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3450 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3451 {
3452         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3453         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3454         __u8 rcv_wscale;
3455         u32 rcv_wnd;
3456
3457         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3458          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3459          */
3460         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr);
3461         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps)
3462                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
3463
3464 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3465         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk))
3466                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
3467 #endif
3468
3469         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3470         if (tp->rx_opt.user_mss)
3471                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3472         tp->max_window = 0;
3473         tcp_mtup_init(sk);
3474         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3475
3476         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3477
3478         if (!tp->window_clamp)
3479                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3480         tp->advmss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3481
3482         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3483
3484         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3485         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3486             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3487                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3488
3489         rcv_wnd = tcp_rwnd_init_bpf(sk);
3490         if (rcv_wnd == 0)
3491                 rcv_wnd = dst_metric(dst, RTAX_INITRWND);
3492
3493         tcp_select_initial_window(sk, tcp_full_space(sk),
3494                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3495                                   &tp->rcv_wnd,
3496                                   &tp->window_clamp,
3497                                   sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling,
3498                                   &rcv_wscale,
3499                                   rcv_wnd);
3500
3501         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3502         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3503
3504         sk->sk_err = 0;
3505         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3506         tp->snd_wnd = 0;
3507         tcp_init_wl(tp, 0);
3508         tcp_write_queue_purge(sk);
3509         tp->snd_una = tp->write_seq;
3510         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3511         tp->snd_up = tp->write_seq;
3512         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3513
3514         if (likely(!tp->repair))
3515                 tp->rcv_nxt = 0;
3516         else
3517                 tp->rcv_tstamp = tcp_jiffies32;
3518         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3519         WRITE_ONCE(tp->copied_seq, tp->rcv_nxt);
3520
3521         inet_csk(sk)->icsk_rto = tcp_timeout_init(sk);
3522         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3523         tcp_clear_retrans(tp);
3524 }
3525
3526 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3527 {
3528         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3529         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3530
3531         tcb->end_seq += skb->len;
3532         __skb_header_release(skb);
3533         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
3534         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3535         WRITE_ONCE(tp->write_seq, tcb->end_seq);
3536         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3537 }
3538
3539 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3540  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3541  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3542  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3543  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3544  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3545  */
3546 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3547 {
3548         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3549         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3550         int space, err = 0;
3551         struct sk_buff *syn_data;
3552
3553         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3554         if (!tcp_fastopen_cookie_check(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie))
3555                 goto fallback;
3556
3557         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3558          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3559          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3560          */
3561         tp->rx_opt.mss_clamp = tcp_mss_clamp(tp, tp->rx_opt.mss_clamp);
3562
3563         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie) -
3564                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3565
3566         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3567
3568         /* limit to order-0 allocations */
3569         space = min_t(size_t, space, SKB_MAX_HEAD(MAX_TCP_HEADER));
3570
3571         syn_data = sk_stream_alloc_skb(sk, space, sk->sk_allocation, false);
3572         if (!syn_data)
3573                 goto fallback;
3574         syn_data->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3575         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3576         if (space) {
3577                 int copied = copy_from_iter(skb_put(syn_data, space), space,
3578                                             &fo->data->msg_iter);
3579                 if (unlikely(!copied)) {
3580                         tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(syn_data);
3581                         kfree_skb(syn_data);
3582                         goto fallback;
3583                 }
3584                 if (copied != space) {
3585                         skb_trim(syn_data, copied);
3586                         space = copied;
3587                 }
3588                 skb_zcopy_set(syn_data, fo->uarg, NULL);
3589         }
3590         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3591         if (space == fo->size)
3592                 fo->data = NULL;
3593         fo->copied = space;
3594
3595         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3596         if (syn_data->len)
3597                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_BUSY);
3598
3599         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3600
3601         syn->skb_mstamp_ns = syn_data->skb_mstamp_ns;
3602
3603         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3604          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3605          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3606          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3607          */
3608         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3609         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3610         if (!err) {
3611                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3612                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, syn_data);
3613                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3614                 goto done;
3615         }
3616
3617         /* data was not sent, put it in write_queue */
3618         __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, syn_data);
3619         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3620
3621 fallback:
3622         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3623         if (fo->cookie.len > 0)
3624                 fo->cookie.len = 0;
3625         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3626         if (err)
3627                 tp->syn_fastopen = 0;
3628 done:
3629         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3630         return err;
3631 }
3632
3633 /* Build a SYN and send it off. */
3634 int tcp_connect(struct sock *sk)
3635 {
3636         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3637         struct sk_buff *buff;
3638         int err;
3639
3640         tcp_call_bpf(sk, BPF_SOCK_OPS_TCP_CONNECT_CB, 0, NULL);
3641
3642         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3643                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3644
3645         tcp_connect_init(sk);
3646
3647         if (unlikely(tp->repair)) {
3648                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3649                 return 0;
3650         }
3651
3652         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, sk->sk_allocation, true);
3653         if (unlikely(!buff))
3654                 return -ENOBUFS;
3655
3656         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3657         tcp_mstamp_refresh(tp);
3658         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp(tp);
3659         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3660         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3661         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
3662
3663         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3664         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3665               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3666         if (err == -ECONNREFUSED)
3667                 return err;
3668
3669         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3670          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3671          */
3672         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3673         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3674         buff = tcp_send_head(sk);
3675         if (unlikely(buff)) {
3676                 WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->seq);
3677                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3678         }
3679         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3680
3681         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3682         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3683                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3684         return 0;
3685 }
3686 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3687
3688 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3689  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3690  * for details.
3691  */
3692 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3693 {
3694         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3695         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3696         unsigned long timeout;
3697
3698         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3699                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3700                 int max_ato = HZ / 2;
3701
3702                 if (inet_csk_in_pingpong_mode(sk) ||
3703                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3704                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3705
3706                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3707
3708                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3709                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3710                  * directly.
3711                  */
3712                 if (tp->srtt_us) {
3713                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
3714                                         TCP_DELACK_MIN);
3715
3716                         if (rtt < max_ato)
3717                                 max_ato = rtt;
3718                 }
3719
3720                 ato = min(ato, max_ato);
3721         }
3722
3723         /* Stay within the limit we were given */
3724         timeout = jiffies + ato;
3725
3726         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
3727         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
3728                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
3729                  * send ACK now.
3730                  */
3731                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
3732                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
3733                         tcp_send_ack(sk);
3734                         return;
3735                 }
3736
3737                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
3738                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
3739         }
3740         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
3741         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
3742         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
3743 }
3744
3745 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
3746 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
3747 {
3748         struct sk_buff *buff;
3749
3750         /* If we have been reset, we may not send again. */
3751         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3752                 return;
3753
3754         /* We are not putting this on the write queue, so
3755          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
3756          * sock.
3757          */
3758         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3759                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3760         if (unlikely(!buff)) {
3761                 inet_csk_schedule_ack(sk);
3762                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
3763                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
3764                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
3765                 return;
3766         }
3767
3768         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3769         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3770         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
3771
3772         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
3773          * too much.
3774          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
3775          */
3776         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
3777
3778         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
3779         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
3780 }
3781 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
3782
3783 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
3784 {
3785         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
3786 }
3787
3788 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
3789  * number. It assumes the other end will try to ack it.
3790  *
3791  * Question: what should we make while urgent mode?
3792  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
3793  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
3794  *
3795  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
3796  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
3797  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
3798  */
3799 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
3800 {
3801         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3802         struct sk_buff *skb;
3803
3804         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
3805         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3806                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3807         if (!skb)
3808                 return -1;
3809
3810         /* Reserve space for headers and set control bits. */
3811         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3812         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
3813          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
3814          * send it.
3815          */
3816         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
3817         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
3818         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
3819 }
3820
3821 /* Called from setsockopt( ... TCP_REPAIR ) */
3822 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
3823 {
3824         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
3825                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
3826                 tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3827                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3828         }
3829 }
3830
3831 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
3832 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
3833 {
3834         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3835         struct sk_buff *skb;
3836
3837         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3838                 return -1;
3839
3840         skb = tcp_send_head(sk);
3841         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
3842                 int err;
3843                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
3844                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3845
3846                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
3847                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
3848
3849                 /* We are probing the opening of a window
3850                  * but the window size is != 0
3851                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
3852                  */
3853                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
3854                     skb->len > mss) {
3855                         seg_size = min(seg_size, mss);
3856                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3857                         if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
3858                                          skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
3859                                 return -1;
3860                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
3861                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
3862
3863                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3864                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3865                 if (!err)
3866                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
3867                 return err;
3868         } else {
3869                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
3870                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
3871                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
3872         }
3873 }
3874
3875 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
3876  * a partial packet else a zero probe.
3877  */
3878 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
3879 {
3880         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3881         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3882         struct net *net = sock_net(sk);
3883         unsigned long timeout;
3884         int err;
3885
3886         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3887
3888         if (tp->packets_out || tcp_write_queue_empty(sk)) {
3889                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
3890                 icsk->icsk_probes_out = 0;
3891                 icsk->icsk_backoff = 0;
3892                 return;
3893         }
3894
3895         icsk->icsk_probes_out++;
3896         if (err <= 0) {
3897                 if (icsk->icsk_backoff < net->ipv4.sysctl_tcp_retries2)
3898                         icsk->icsk_backoff++;
3899                 timeout = tcp_probe0_when(sk, TCP_RTO_MAX);
3900         } else {
3901                 /* If packet was not sent due to local congestion,
3902                  * Let senders fight for local resources conservatively.
3903                  */
3904                 timeout = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
3905         }
3906         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0, timeout, TCP_RTO_MAX, NULL);
3907 }
3908
3909 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
3910 {
3911         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
3912         struct flowi fl;
3913         int res;
3914
3915         tcp_rsk(req)->txhash = net_tx_rndhash();
3916         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL);
3917         if (!res) {
3918                 __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
3919                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3920                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk)))
3921                         tcp_sk(sk)->total_retrans++;
3922                 trace_tcp_retransmit_synack(sk, req);
3923         }
3924         return res;
3925 }
3926 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);