Merge branches 'misc', 'sa1100-for-next' and 'spectre' into for-linus
[linux-2.6-microblaze.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 /*
2  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
3  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
4  *              interface as the means of communication with the user level.
5  *
6  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
7  *
8  * Authors:     Ross Biro
9  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
10  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
11  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
12  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
13  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
14  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
15  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
16  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
17  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
18  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
19  */
20
21 /*
22  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
23  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
24  *                              :       Segment collapse on retransmit
25  *                              :       AF independence
26  *
27  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
28  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
29  *                                      during syn/ack processing.
30  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
31  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
32  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
33  *              J Hadi Salim    :       ECN support
34  *
35  */
36
37 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
38
39 #include <net/tcp.h>
40
41 #include <linux/compiler.h>
42 #include <linux/gfp.h>
43 #include <linux/module.h>
44 #include <linux/static_key.h>
45
46 #include <trace/events/tcp.h>
47
48 /* Refresh clocks of a TCP socket,
49  * ensuring monotically increasing values.
50  */
51 void tcp_mstamp_refresh(struct tcp_sock *tp)
52 {
53         u64 val = tcp_clock_ns();
54
55         if (val > tp->tcp_clock_cache)
56                 tp->tcp_clock_cache = val;
57
58         val = div_u64(val, NSEC_PER_USEC);
59         if (val > tp->tcp_mstamp)
60                 tp->tcp_mstamp = val;
61 }
62
63 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
64                            int push_one, gfp_t gfp);
65
66 /* Account for new data that has been sent to the network. */
67 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
68 {
69         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
70         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
71         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
72
73         tp->snd_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
74
75         __skb_unlink(skb, &sk->sk_write_queue);
76         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, skb);
77
78         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
79         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)
80                 tcp_rearm_rto(sk);
81
82         NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT,
83                       tcp_skb_pcount(skb));
84 }
85
86 /* SND.NXT, if window was not shrunk or the amount of shrunk was less than one
87  * window scaling factor due to loss of precision.
88  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
89  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
90  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
91  * invalid. OK, let's make this for now:
92  */
93 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
94 {
95         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
96
97         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt) ||
98             (tp->rx_opt.wscale_ok &&
99              ((tp->snd_nxt - tcp_wnd_end(tp)) < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))))
100                 return tp->snd_nxt;
101         else
102                 return tcp_wnd_end(tp);
103 }
104
105 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
106  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
107  *
108  * 1. It is independent of path mtu.
109  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
110  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
111  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
112  *    large MSS.
113  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
114  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
115  *    This may be overridden via information stored in routing table.
116  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
117  *    probably even Jumbo".
118  */
119 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
120 {
121         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
122         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
123         int mss = tp->advmss;
124
125         if (dst) {
126                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
127
128                 if (metric < mss) {
129                         mss = metric;
130                         tp->advmss = mss;
131                 }
132         }
133
134         return (__u16)mss;
135 }
136
137 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
138  * This is the first part of cwnd validation mechanism.
139  */
140 void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, s32 delta)
141 {
142         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
143         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
144         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
145
146         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
147
148         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
149         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
150
151         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
152                 cwnd >>= 1;
153         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
154         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
155         tp->snd_cwnd_used = 0;
156 }
157
158 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
159 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
160                                 struct sock *sk)
161 {
162         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
163         const u32 now = tcp_jiffies32;
164
165         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
166                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
167
168         tp->lsndtime = now;
169
170         /* If it is a reply for ato after last received
171          * packet, enter pingpong mode.
172          */
173         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
174                 icsk->icsk_ack.pingpong = 1;
175 }
176
177 /* Account for an ACK we sent. */
178 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts,
179                                       u32 rcv_nxt)
180 {
181         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
182
183         if (unlikely(tp->compressed_ack)) {
184                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPACKCOMPRESSED,
185                               tp->compressed_ack);
186                 tp->compressed_ack = 0;
187                 if (hrtimer_try_to_cancel(&tp->compressed_ack_timer) == 1)
188                         __sock_put(sk);
189         }
190
191         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
192                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
193         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
194         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
195 }
196
197 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
198  * Based on the assumption that the given amount of space
199  * will be offered. Store the results in the tp structure.
200  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
201  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
202  * This MUST be enforced by all callers.
203  */
204 void tcp_select_initial_window(const struct sock *sk, int __space, __u32 mss,
205                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
206                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
207                                __u32 init_rcv_wnd)
208 {
209         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
210
211         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
212         if (*window_clamp == 0)
213                 (*window_clamp) = (U16_MAX << TCP_MAX_WSCALE);
214         space = min(*window_clamp, space);
215
216         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
217         if (space > mss)
218                 space = rounddown(space, mss);
219
220         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
221          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
222          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
223          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
224          * unless the remote has sent us a window scaling option,
225          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
226          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
227          */
228         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
229                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
230         else
231                 (*rcv_wnd) = min_t(u32, space, U16_MAX);
232
233         if (init_rcv_wnd)
234                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
235
236         (*rcv_wscale) = 0;
237         if (wscale_ok) {
238                 /* Set window scaling on max possible window */
239                 space = max_t(u32, space, sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]);
240                 space = max_t(u32, space, sysctl_rmem_max);
241                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
242                 while (space > U16_MAX && (*rcv_wscale) < TCP_MAX_WSCALE) {
243                         space >>= 1;
244                         (*rcv_wscale)++;
245                 }
246         }
247         /* Set the clamp no higher than max representable value */
248         (*window_clamp) = min_t(__u32, U16_MAX << (*rcv_wscale), *window_clamp);
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
251
252 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
253  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
254  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
255  * frame.
256  */
257 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
258 {
259         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
260         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
261         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
262         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
263
264         /* Never shrink the offered window */
265         if (new_win < cur_win) {
266                 /* Danger Will Robinson!
267                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
268                  * we will not be able to advertise a zero
269                  * window in time.  --DaveM
270                  *
271                  * Relax Will Robinson.
272                  */
273                 if (new_win == 0)
274                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
275                                       LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
276                 new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
277         }
278         tp->rcv_wnd = new_win;
279         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
280
281         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
282          * scaled window.
283          */
284         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale &&
285             sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
286                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
287         else
288                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
289
290         /* RFC1323 scaling applied */
291         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
292
293         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
294         if (new_win == 0) {
295                 tp->pred_flags = 0;
296                 if (old_win)
297                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
298                                       LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
299         } else if (old_win == 0) {
300                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
301         }
302
303         return new_win;
304 }
305
306 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
307 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
308 {
309         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
310
311         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
312         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
313                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
314         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk) ||
315                  tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk))
316                 INET_ECN_xmit(sk);
317 }
318
319 /* Packet ECN state for a SYN.  */
320 static void tcp_ecn_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
321 {
322         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
323         bool bpf_needs_ecn = tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk);
324         bool use_ecn = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn == 1 ||
325                 tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn;
326
327         if (!use_ecn) {
328                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
329
330                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
331                         use_ecn = true;
332         }
333
334         tp->ecn_flags = 0;
335
336         if (use_ecn) {
337                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
338                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
339                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn)
340                         INET_ECN_xmit(sk);
341         }
342 }
343
344 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
345 {
346         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback)
347                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
348                  * SYN ACK is ultimatively being received.
349                  */
350                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
351 }
352
353 static void
354 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
355 {
356         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
357                 th->ece = 1;
358 }
359
360 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
361  * be sent.
362  */
363 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
364                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
365 {
366         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
367
368         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
369                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
370                 if (skb->len != tcp_header_len &&
371                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
372                         INET_ECN_xmit(sk);
373                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
374                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
375                                 th->cwr = 1;
376                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
377                         }
378                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
379                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
380                         INET_ECN_dontxmit(sk);
381                 }
382                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
383                         th->ece = 1;
384         }
385 }
386
387 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
388  * auto increment end seqno.
389  */
390 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
391 {
392         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
393
394         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
395         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
396
397         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
398
399         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
400         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
401                 seq++;
402         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
403 }
404
405 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
406 {
407         return tp->snd_una != tp->snd_up;
408 }
409
410 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
411 #define OPTION_TS               (1 << 1)
412 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
413 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
414 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE (1 << 8)
415 #define OPTION_SMC              (1 << 9)
416
417 static void smc_options_write(__be32 *ptr, u16 *options)
418 {
419 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
420         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
421                 if (unlikely(OPTION_SMC & *options)) {
422                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
423                                        (TCPOPT_NOP  << 16) |
424                                        (TCPOPT_EXP <<  8) |
425                                        (TCPOLEN_EXP_SMC_BASE));
426                         *ptr++ = htonl(TCPOPT_SMC_MAGIC);
427                 }
428         }
429 #endif
430 }
431
432 struct tcp_out_options {
433         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
434         u16 mss;                /* 0 to disable */
435         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
436         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
437         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
438         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
439         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
440         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
441 };
442
443 /* Write previously computed TCP options to the packet.
444  *
445  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
446  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
447  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
448  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
449  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
450  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
451  * particular reason why the ordering would need to be changed).
452  *
453  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
454  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
455  */
456 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
457                               struct tcp_out_options *opts)
458 {
459         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
460
461         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
462                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
463                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
464                 /* overload cookie hash location */
465                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
466                 ptr += 4;
467         }
468
469         if (unlikely(opts->mss)) {
470                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
471                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
472                                opts->mss);
473         }
474
475         if (likely(OPTION_TS & options)) {
476                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
477                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
478                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
479                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
480                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
481                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
482                 } else {
483                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
484                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
485                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
486                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
487                 }
488                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
489                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
490         }
491
492         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
493                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
494                                (TCPOPT_NOP << 16) |
495                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
496                                TCPOLEN_SACK_PERM);
497         }
498
499         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
500                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
501                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
502                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
503                                opts->ws);
504         }
505
506         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
507                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
508                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
509                 int this_sack;
510
511                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
512                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
513                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
514                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
515                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
516
517                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
518                      ++this_sack) {
519                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
520                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
521                 }
522
523                 tp->rx_opt.dsack = 0;
524         }
525
526         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
527                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
528                 u8 *p = (u8 *)ptr;
529                 u32 len; /* Fast Open option length */
530
531                 if (foc->exp) {
532                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
533                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
534                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
535                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
536                 } else {
537                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
538                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
539                         *p++ = len;
540                 }
541
542                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
543                 if ((len & 3) == 2) {
544                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
545                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
546                 }
547                 ptr += (len + 3) >> 2;
548         }
549
550         smc_options_write(ptr, &options);
551 }
552
553 static void smc_set_option(const struct tcp_sock *tp,
554                            struct tcp_out_options *opts,
555                            unsigned int *remaining)
556 {
557 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
558         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
559                 if (tp->syn_smc) {
560                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
561                                 opts->options |= OPTION_SMC;
562                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
563                         }
564                 }
565         }
566 #endif
567 }
568
569 static void smc_set_option_cond(const struct tcp_sock *tp,
570                                 const struct inet_request_sock *ireq,
571                                 struct tcp_out_options *opts,
572                                 unsigned int *remaining)
573 {
574 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
575         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
576                 if (tp->syn_smc && ireq->smc_ok) {
577                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
578                                 opts->options |= OPTION_SMC;
579                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
580                         }
581                 }
582         }
583 #endif
584 }
585
586 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
587  * network wire format yet.
588  */
589 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
590                                 struct tcp_out_options *opts,
591                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
592 {
593         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
594         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
595         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
596
597         *md5 = NULL;
598 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
599         if (unlikely(rcu_access_pointer(tp->md5sig_info))) {
600                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
601                 if (*md5) {
602                         opts->options |= OPTION_MD5;
603                         remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
604                 }
605         }
606 #endif
607
608         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
609          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
610          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
611          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
612          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
613          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
614          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
615          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
616          * going out.  */
617         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
618         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
619
620         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps && !*md5)) {
621                 opts->options |= OPTION_TS;
622                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
623                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
624                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
625         }
626         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling)) {
627                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
628                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
629                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
630         }
631         if (likely(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_sack)) {
632                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
633                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
634                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
635         }
636
637         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
638                 u32 need = fastopen->cookie.len;
639
640                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
641                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
642                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
643                 if (remaining >= need) {
644                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
645                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
646                         remaining -= need;
647                         tp->syn_fastopen = 1;
648                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
649                 }
650         }
651
652         smc_set_option(tp, opts, &remaining);
653
654         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
655 }
656
657 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
658 static unsigned int tcp_synack_options(const struct sock *sk,
659                                        struct request_sock *req,
660                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
661                                        struct tcp_out_options *opts,
662                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
663                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc)
664 {
665         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
666         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
667
668 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
669         if (md5) {
670                 opts->options |= OPTION_MD5;
671                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
672
673                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
674                  * options. There was discussion about disabling SACK
675                  * rather than TS in order to fit in better with old,
676                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
677                  */
678                 ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
679         }
680 #endif
681
682         /* We always send an MSS option. */
683         opts->mss = mss;
684         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
685
686         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
687                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
688                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
689                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
690         }
691         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
692                 opts->options |= OPTION_TS;
693                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tcp_rsk(req)->ts_off;
694                 opts->tsecr = req->ts_recent;
695                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
696         }
697         if (likely(ireq->sack_ok)) {
698                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
699                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
700                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
701         }
702         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
703                 u32 need = foc->len;
704
705                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
706                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
707                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
708                 if (remaining >= need) {
709                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
710                         opts->fastopen_cookie = foc;
711                         remaining -= need;
712                 }
713         }
714
715         smc_set_option_cond(tcp_sk(sk), ireq, opts, &remaining);
716
717         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
718 }
719
720 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
721  * final wire format yet.
722  */
723 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
724                                         struct tcp_out_options *opts,
725                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
726 {
727         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
728         unsigned int size = 0;
729         unsigned int eff_sacks;
730
731         opts->options = 0;
732
733         *md5 = NULL;
734 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
735         if (unlikely(rcu_access_pointer(tp->md5sig_info))) {
736                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
737                 if (*md5) {
738                         opts->options |= OPTION_MD5;
739                         size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
740                 }
741         }
742 #endif
743
744         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
745                 opts->options |= OPTION_TS;
746                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
747                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
748                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
749         }
750
751         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
752         if (unlikely(eff_sacks)) {
753                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
754                 opts->num_sack_blocks =
755                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
756                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
757                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
758                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
759                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
760         }
761
762         return size;
763 }
764
765
766 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
767  *
768  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
769  * to reduce RTT and bufferbloat.
770  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
771  *
772  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
773  * needs to be reallocated in a driver.
774  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
775  *
776  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
777  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
778  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
779  */
780 struct tsq_tasklet {
781         struct tasklet_struct   tasklet;
782         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
783 };
784 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
785
786 static void tcp_tsq_write(struct sock *sk)
787 {
788         if ((1 << sk->sk_state) &
789             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
790              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
791                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
792
793                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
794                     tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp)) {
795                         tcp_mstamp_refresh(tp);
796                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
797                 }
798
799                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
800                                0, GFP_ATOMIC);
801         }
802 }
803
804 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
805 {
806         bh_lock_sock(sk);
807         if (!sock_owned_by_user(sk))
808                 tcp_tsq_write(sk);
809         else if (!test_and_set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &sk->sk_tsq_flags))
810                 sock_hold(sk);
811         bh_unlock_sock(sk);
812 }
813 /*
814  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
815  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
816  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
817  * interrupt us (non NAPI drivers)
818  */
819 static void tcp_tasklet_func(unsigned long data)
820 {
821         struct tsq_tasklet *tsq = (struct tsq_tasklet *)data;
822         LIST_HEAD(list);
823         unsigned long flags;
824         struct list_head *q, *n;
825         struct tcp_sock *tp;
826         struct sock *sk;
827
828         local_irq_save(flags);
829         list_splice_init(&tsq->head, &list);
830         local_irq_restore(flags);
831
832         list_for_each_safe(q, n, &list) {
833                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
834                 list_del(&tp->tsq_node);
835
836                 sk = (struct sock *)tp;
837                 smp_mb__before_atomic();
838                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &sk->sk_tsq_flags);
839
840                 tcp_tsq_handler(sk);
841                 sk_free(sk);
842         }
843 }
844
845 #define TCP_DEFERRED_ALL (TCPF_TSQ_DEFERRED |           \
846                           TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED |   \
847                           TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED |  \
848                           TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED)
849 /**
850  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
851  * @sk: socket
852  *
853  * called from release_sock() to perform protocol dependent
854  * actions before socket release.
855  */
856 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
857 {
858         unsigned long flags, nflags;
859
860         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
861         do {
862                 flags = sk->sk_tsq_flags;
863                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
864                         return;
865                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
866         } while (cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, flags, nflags) != flags);
867
868         if (flags & TCPF_TSQ_DEFERRED) {
869                 tcp_tsq_write(sk);
870                 __sock_put(sk);
871         }
872         /* Here begins the tricky part :
873          * We are called from release_sock() with :
874          * 1) BH disabled
875          * 2) sk_lock.slock spinlock held
876          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
877          *
878          * But following code is meant to be called from BH handlers,
879          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
880          */
881         sock_release_ownership(sk);
882
883         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
884                 tcp_write_timer_handler(sk);
885                 __sock_put(sk);
886         }
887         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
888                 tcp_delack_timer_handler(sk);
889                 __sock_put(sk);
890         }
891         if (flags & TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED) {
892                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
893                 __sock_put(sk);
894         }
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
897
898 void __init tcp_tasklet_init(void)
899 {
900         int i;
901
902         for_each_possible_cpu(i) {
903                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
904
905                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
906                 tasklet_init(&tsq->tasklet,
907                              tcp_tasklet_func,
908                              (unsigned long)tsq);
909         }
910 }
911
912 /*
913  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
914  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
915  * hold qdisc lock.
916  */
917 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
918 {
919         struct sock *sk = skb->sk;
920         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
921         unsigned long flags, nval, oval;
922
923         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
924          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
925          */
926         WARN_ON(refcount_sub_and_test(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc));
927
928         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
929          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
930          * This gives :
931          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
932          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
933          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
934          */
935         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
936                 goto out;
937
938         for (oval = READ_ONCE(sk->sk_tsq_flags);; oval = nval) {
939                 struct tsq_tasklet *tsq;
940                 bool empty;
941
942                 if (!(oval & TSQF_THROTTLED) || (oval & TSQF_QUEUED))
943                         goto out;
944
945                 nval = (oval & ~TSQF_THROTTLED) | TSQF_QUEUED;
946                 nval = cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, oval, nval);
947                 if (nval != oval)
948                         continue;
949
950                 /* queue this socket to tasklet queue */
951                 local_irq_save(flags);
952                 tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
953                 empty = list_empty(&tsq->head);
954                 list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
955                 if (empty)
956                         tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
957                 local_irq_restore(flags);
958                 return;
959         }
960 out:
961         sk_free(sk);
962 }
963
964 /* Note: Called under soft irq.
965  * We can call TCP stack right away, unless socket is owned by user.
966  */
967 enum hrtimer_restart tcp_pace_kick(struct hrtimer *timer)
968 {
969         struct tcp_sock *tp = container_of(timer, struct tcp_sock, pacing_timer);
970         struct sock *sk = (struct sock *)tp;
971
972         tcp_tsq_handler(sk);
973         sock_put(sk);
974
975         return HRTIMER_NORESTART;
976 }
977
978 static void tcp_update_skb_after_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
979                                       u64 prior_wstamp)
980 {
981         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
982
983         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns;
984         if (sk->sk_pacing_status != SK_PACING_NONE) {
985                 unsigned long rate = sk->sk_pacing_rate;
986
987                 /* Original sch_fq does not pace first 10 MSS
988                  * Note that tp->data_segs_out overflows after 2^32 packets,
989                  * this is a minor annoyance.
990                  */
991                 if (rate != ~0UL && rate && tp->data_segs_out >= 10) {
992                         u64 len_ns = div64_ul((u64)skb->len * NSEC_PER_SEC, rate);
993                         u64 credit = tp->tcp_wstamp_ns - prior_wstamp;
994
995                         /* take into account OS jitter */
996                         len_ns -= min_t(u64, len_ns / 2, credit);
997                         tp->tcp_wstamp_ns += len_ns;
998                 }
999         }
1000         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
1001 }
1002
1003 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
1004  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
1005  * transmission and possible later retransmissions.
1006  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
1007  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
1008  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
1009  * device.
1010  *
1011  * We are working here with either a clone of the original
1012  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
1013  */
1014 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1015                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
1016 {
1017         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1018         struct inet_sock *inet;
1019         struct tcp_sock *tp;
1020         struct tcp_skb_cb *tcb;
1021         struct tcp_out_options opts;
1022         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
1023         struct sk_buff *oskb = NULL;
1024         struct tcp_md5sig_key *md5;
1025         struct tcphdr *th;
1026         u64 prior_wstamp;
1027         int err;
1028
1029         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
1030         tp = tcp_sk(sk);
1031
1032         if (clone_it) {
1033                 TCP_SKB_CB(skb)->tx.in_flight = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq
1034                         - tp->snd_una;
1035                 oskb = skb;
1036
1037                 tcp_skb_tsorted_save(oskb) {
1038                         if (unlikely(skb_cloned(oskb)))
1039                                 skb = pskb_copy(oskb, gfp_mask);
1040                         else
1041                                 skb = skb_clone(oskb, gfp_mask);
1042                 } tcp_skb_tsorted_restore(oskb);
1043
1044                 if (unlikely(!skb))
1045                         return -ENOBUFS;
1046         }
1047
1048         prior_wstamp = tp->tcp_wstamp_ns;
1049         tp->tcp_wstamp_ns = max(tp->tcp_wstamp_ns, tp->tcp_clock_cache);
1050
1051         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns;
1052
1053         inet = inet_sk(sk);
1054         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
1055         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
1056
1057         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))
1058                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
1059         else
1060                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
1061                                                            &md5);
1062         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
1063
1064         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
1065          * another queue. We can be called from tcp_tsq_handler()
1066          * which holds one reference to sk.
1067          *
1068          * TODO: Ideally, in-flight pure ACK packets should not matter here.
1069          * One way to get this would be to set skb->truesize = 2 on them.
1070          */
1071         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1);
1072
1073         /* If we had to use memory reserve to allocate this skb,
1074          * this might cause drops if packet is looped back :
1075          * Other socket might not have SOCK_MEMALLOC.
1076          * Packets not looped back do not care about pfmemalloc.
1077          */
1078         skb->pfmemalloc = 0;
1079
1080         skb_push(skb, tcp_header_size);
1081         skb_reset_transport_header(skb);
1082
1083         skb_orphan(skb);
1084         skb->sk = sk;
1085         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
1086         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
1087         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
1088
1089         skb_set_dst_pending_confirm(skb, sk->sk_dst_pending_confirm);
1090
1091         /* Build TCP header and checksum it. */
1092         th = (struct tcphdr *)skb->data;
1093         th->source              = inet->inet_sport;
1094         th->dest                = inet->inet_dport;
1095         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
1096         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
1097         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
1098                                         tcb->tcp_flags);
1099
1100         th->check               = 0;
1101         th->urg_ptr             = 0;
1102
1103         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
1104         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
1105                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
1106                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
1107                         th->urg = 1;
1108                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
1109                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
1110                         th->urg = 1;
1111                 }
1112         }
1113
1114         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
1115         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1116         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1117                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1118                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1119         } else {
1120                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1121                  * is never scaled.
1122                  */
1123                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1124         }
1125 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1126         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1127         if (md5) {
1128                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
1129                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1130                                                md5, sk, skb);
1131         }
1132 #endif
1133
1134         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
1135
1136         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1137                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb), rcv_nxt);
1138
1139         if (skb->len != tcp_header_size) {
1140                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1141                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1142                 tp->bytes_sent += skb->len - tcp_header_size;
1143         }
1144
1145         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1146                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1147                               tcp_skb_pcount(skb));
1148
1149         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1150         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1151         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1152         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1153
1154         /* Leave earliest departure time in skb->tstamp (skb->skb_mstamp_ns) */
1155
1156         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1157         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1158                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1159
1160         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(sk, skb, &inet->cork.fl);
1161
1162         if (unlikely(err > 0)) {
1163                 tcp_enter_cwr(sk);
1164                 err = net_xmit_eval(err);
1165         }
1166         if (!err && oskb) {
1167                 tcp_update_skb_after_send(sk, oskb, prior_wstamp);
1168                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1169         }
1170         return err;
1171 }
1172
1173 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1174                             gfp_t gfp_mask)
1175 {
1176         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1177                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1178 }
1179
1180 /* This routine just queues the buffer for sending.
1181  *
1182  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1183  * otherwise socket can stall.
1184  */
1185 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1186 {
1187         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1188
1189         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1190         tp->write_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1191         __skb_header_release(skb);
1192         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1193         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
1194         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1195 }
1196
1197 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1198 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1199 {
1200         if (skb->len <= mss_now) {
1201                 /* Avoid the costly divide in the normal
1202                  * non-TSO case.
1203                  */
1204                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1205                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1206         } else {
1207                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1208                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1209         }
1210 }
1211
1212 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1213  * tweaks to fix counters
1214  */
1215 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1216 {
1217         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1218
1219         tp->packets_out -= decr;
1220
1221         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1222                 tp->sacked_out -= decr;
1223         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1224                 tp->retrans_out -= decr;
1225         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1226                 tp->lost_out -= decr;
1227
1228         /* Reno case is special. Sigh... */
1229         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1230                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1231
1232         if (tp->lost_skb_hint &&
1233             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1234             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
1235                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1236
1237         tcp_verify_left_out(tp);
1238 }
1239
1240 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1241 {
1242         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1243                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1244 }
1245
1246 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1247 {
1248         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1249
1250         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1251             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1252                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1253                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1254
1255                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1256                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1257                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1258                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1259                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1260         }
1261 }
1262
1263 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1264 {
1265         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1266         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1267 }
1268
1269 /* Insert buff after skb on the write or rtx queue of sk.  */
1270 static void tcp_insert_write_queue_after(struct sk_buff *skb,
1271                                          struct sk_buff *buff,
1272                                          struct sock *sk,
1273                                          enum tcp_queue tcp_queue)
1274 {
1275         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE)
1276                 __skb_queue_after(&sk->sk_write_queue, skb, buff);
1277         else
1278                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
1279 }
1280
1281 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1282  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1283  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1284  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1285  */
1286 int tcp_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1287                  struct sk_buff *skb, u32 len,
1288                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1289 {
1290         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1291         struct sk_buff *buff;
1292         int nsize, old_factor;
1293         int nlen;
1294         u8 flags;
1295
1296         if (WARN_ON(len > skb->len))
1297                 return -EINVAL;
1298
1299         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1300         if (nsize < 0)
1301                 nsize = 0;
1302
1303         if (skb_unclone(skb, gfp))
1304                 return -ENOMEM;
1305
1306         /* Get a new skb... force flag on. */
1307         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, gfp, true);
1308         if (!buff)
1309                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1310
1311         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1312         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1313         nlen = skb->len - len - nsize;
1314         buff->truesize += nlen;
1315         skb->truesize -= nlen;
1316
1317         /* Correct the sequence numbers. */
1318         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1319         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1320         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1321
1322         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1323         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1324         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1325         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1326         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1327         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1328
1329         skb_split(skb, buff, len);
1330
1331         buff->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1332
1333         buff->tstamp = skb->tstamp;
1334         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1335
1336         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1337
1338         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1339         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1340         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1341
1342         /* Update delivered info for the new segment */
1343         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1344
1345         /* If this packet has been sent out already, we must
1346          * adjust the various packet counters.
1347          */
1348         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1349                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1350                         tcp_skb_pcount(buff);
1351
1352                 if (diff)
1353                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1354         }
1355
1356         /* Link BUFF into the send queue. */
1357         __skb_header_release(buff);
1358         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1359         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE)
1360                 list_add(&buff->tcp_tsorted_anchor, &skb->tcp_tsorted_anchor);
1361
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 /* This is similar to __pskb_pull_tail(). The difference is that pulled
1366  * data is not copied, but immediately discarded.
1367  */
1368 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1369 {
1370         struct skb_shared_info *shinfo;
1371         int i, k, eat;
1372
1373         eat = min_t(int, len, skb_headlen(skb));
1374         if (eat) {
1375                 __skb_pull(skb, eat);
1376                 len -= eat;
1377                 if (!len)
1378                         return 0;
1379         }
1380         eat = len;
1381         k = 0;
1382         shinfo = skb_shinfo(skb);
1383         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1384                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1385
1386                 if (size <= eat) {
1387                         skb_frag_unref(skb, i);
1388                         eat -= size;
1389                 } else {
1390                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1391                         if (eat) {
1392                                 shinfo->frags[k].page_offset += eat;
1393                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1394                                 eat = 0;
1395                         }
1396                         k++;
1397                 }
1398         }
1399         shinfo->nr_frags = k;
1400
1401         skb->data_len -= len;
1402         skb->len = skb->data_len;
1403         return len;
1404 }
1405
1406 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1407 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1408 {
1409         u32 delta_truesize;
1410
1411         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1412                 return -ENOMEM;
1413
1414         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1415
1416         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1417         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1418
1419         if (delta_truesize) {
1420                 skb->truesize      -= delta_truesize;
1421                 sk->sk_wmem_queued -= delta_truesize;
1422                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1423                 sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1424         }
1425
1426         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1427         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1428                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1429
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1434 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1435 {
1436         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1437         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1438         int mss_now;
1439
1440         /* Calculate base mss without TCP options:
1441            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1442          */
1443         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1444
1445         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1446         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1447                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1448
1449                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1450                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1451         }
1452
1453         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1454         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1455                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1456
1457         /* Now subtract optional transport overhead */
1458         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1459
1460         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1461         if (mss_now < 48)
1462                 mss_now = 48;
1463         return mss_now;
1464 }
1465
1466 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1467 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1468 {
1469         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1470         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1471                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1472 }
1473
1474 /* Inverse of above */
1475 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1476 {
1477         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1478         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1479         int mtu;
1480
1481         mtu = mss +
1482               tp->tcp_header_len +
1483               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1484               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1485
1486         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1487         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1488                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1489
1490                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1491                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1492         }
1493         return mtu;
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1496
1497 /* MTU probing init per socket */
1498 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1499 {
1500         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1501         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1502         struct net *net = sock_net(sk);
1503
1504         icsk->icsk_mtup.enabled = net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1505         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1506                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1507         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss);
1508         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1509         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1510                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
1511 }
1512 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1513
1514 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1515
1516    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1517    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1518
1519    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1520    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1521    It also does not include TCP options.
1522
1523    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1524
1525    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1526    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1527    taking into account current pmtu, but never exceeds
1528    tp->rx_opt.mss_clamp.
1529
1530    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1531    DOES NOT include either tcp or ip options.
1532
1533    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1534    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1535  */
1536 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1537 {
1538         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1539         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1540         int mss_now;
1541
1542         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1543                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1544
1545         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1546         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1547
1548         /* And store cached results */
1549         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1550         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1551                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1552         tp->mss_cache = mss_now;
1553
1554         return mss_now;
1555 }
1556 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1557
1558 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1559  * and even PMTU discovery events into account.
1560  */
1561 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1562 {
1563         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1564         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1565         u32 mss_now;
1566         unsigned int header_len;
1567         struct tcp_out_options opts;
1568         struct tcp_md5sig_key *md5;
1569
1570         mss_now = tp->mss_cache;
1571
1572         if (dst) {
1573                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1574                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1575                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1576         }
1577
1578         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1579                      sizeof(struct tcphdr);
1580         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1581          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1582          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1583          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1584         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1585                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1586                 mss_now -= delta;
1587         }
1588
1589         return mss_now;
1590 }
1591
1592 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1593  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1594  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1595  */
1596 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1597 {
1598         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1599
1600         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1601             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1602                 /* Limited by application or receiver window. */
1603                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1604                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1605                 if (win_used < tp->snd_cwnd) {
1606                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1607                         tp->snd_cwnd = (tp->snd_cwnd + win_used) >> 1;
1608                 }
1609                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1610         }
1611         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1612 }
1613
1614 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1615 {
1616         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1617         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1618
1619         /* Track the maximum number of outstanding packets in each
1620          * window, and remember whether we were cwnd-limited then.
1621          */
1622         if (!before(tp->snd_una, tp->max_packets_seq) ||
1623             tp->packets_out > tp->max_packets_out) {
1624                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1625                 tp->max_packets_seq = tp->snd_nxt;
1626                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1627         }
1628
1629         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1630                 /* Network is feed fully. */
1631                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1632                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1633         } else {
1634                 /* Network starves. */
1635                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1636                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1637
1638                 if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1639                     (s32)(tcp_jiffies32 - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto &&
1640                     !ca_ops->cong_control)
1641                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1642
1643                 /* The following conditions together indicate the starvation
1644                  * is caused by insufficient sender buffer:
1645                  * 1) just sent some data (see tcp_write_xmit)
1646                  * 2) not cwnd limited (this else condition)
1647                  * 3) no more data to send (tcp_write_queue_empty())
1648                  * 4) application is hitting buffer limit (SOCK_NOSPACE)
1649                  */
1650                 if (tcp_write_queue_empty(sk) && sk->sk_socket &&
1651                     test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags) &&
1652                     (1 << sk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))
1653                         tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_SNDBUF_LIMITED);
1654         }
1655 }
1656
1657 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1658 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1659 {
1660         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1661                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1662 }
1663
1664 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1665  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1666  * The test is really :
1667  * if ((skb->len % mss) != 0)
1668  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1669  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1670  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1671  */
1672 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1673                                 const struct sk_buff *skb)
1674 {
1675         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1676                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1677 }
1678
1679 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1680  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1681  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1682  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1683  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1684  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1685  */
1686 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1687                             int nonagle)
1688 {
1689         return partial &&
1690                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1691                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1692 }
1693
1694 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1695  * to send one TSO packet per ms
1696  */
1697 static u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1698                             int min_tso_segs)
1699 {
1700         u32 bytes, segs;
1701
1702         bytes = min_t(unsigned long,
1703                       sk->sk_pacing_rate >> sk->sk_pacing_shift,
1704                       sk->sk_gso_max_size - 1 - MAX_TCP_HEADER);
1705
1706         /* Goal is to send at least one packet per ms,
1707          * not one big TSO packet every 100 ms.
1708          * This preserves ACK clocking and is consistent
1709          * with tcp_tso_should_defer() heuristic.
1710          */
1711         segs = max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1712
1713         return segs;
1714 }
1715
1716 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1717  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1718  */
1719 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1720 {
1721         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1722         u32 min_tso, tso_segs;
1723
1724         min_tso = ca_ops->min_tso_segs ?
1725                         ca_ops->min_tso_segs(sk) :
1726                         sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_tso_segs;
1727
1728         tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now, min_tso);
1729         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
1730 }
1731
1732 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
1733 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
1734                                         const struct sk_buff *skb,
1735                                         unsigned int mss_now,
1736                                         unsigned int max_segs,
1737                                         int nonagle)
1738 {
1739         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1740         u32 partial, needed, window, max_len;
1741
1742         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1743         max_len = mss_now * max_segs;
1744
1745         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1746                 return max_len;
1747
1748         needed = min(skb->len, window);
1749
1750         if (max_len <= needed)
1751                 return max_len;
1752
1753         partial = needed % mss_now;
1754         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
1755          * to include this last segment in this skb.
1756          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
1757          */
1758         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
1759                 return needed - partial;
1760
1761         return needed;
1762 }
1763
1764 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1765  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1766  */
1767 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1768                                          const struct sk_buff *skb)
1769 {
1770         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
1771
1772         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1773         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
1774             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1775                 return 1;
1776
1777         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1778         cwnd = tp->snd_cwnd;
1779         if (in_flight >= cwnd)
1780                 return 0;
1781
1782         /* For better scheduling, ensure we have at least
1783          * 2 GSO packets in flight.
1784          */
1785         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
1786         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
1787 }
1788
1789 /* Initialize TSO state of a skb.
1790  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1791  * SKB onto the wire.
1792  */
1793 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1794 {
1795         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1796
1797         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1798                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1799                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1800         }
1801         return tso_segs;
1802 }
1803
1804
1805 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
1806  * sent now.
1807  */
1808 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
1809                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
1810 {
1811         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1812          * write_queue (they have no chances to get new data).
1813          *
1814          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1815          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1816          */
1817         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1818                 return true;
1819
1820         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
1821         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
1822                 return true;
1823
1824         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
1825                 return true;
1826
1827         return false;
1828 }
1829
1830 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1831 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1832                              const struct sk_buff *skb,
1833                              unsigned int cur_mss)
1834 {
1835         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1836
1837         if (skb->len > cur_mss)
1838                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1839
1840         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1841 }
1842
1843 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1844  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1845  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1846  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1847  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1848  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1849  */
1850 static int tso_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1851                         struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1852                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1853 {
1854         struct sk_buff *buff;
1855         int nlen = skb->len - len;
1856         u8 flags;
1857
1858         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1859         if (skb->len != skb->data_len)
1860                 return tcp_fragment(sk, tcp_queue, skb, len, mss_now, gfp);
1861
1862         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp, true);
1863         if (unlikely(!buff))
1864                 return -ENOMEM;
1865
1866         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1867         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1868         buff->truesize += nlen;
1869         skb->truesize -= nlen;
1870
1871         /* Correct the sequence numbers. */
1872         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1873         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1874         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1875
1876         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1877         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1878         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1879         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1880
1881         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1882         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1883
1884         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1885
1886         buff->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1887         skb_split(skb, buff, len);
1888         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1889
1890         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1891         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1892         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1893
1894         /* Link BUFF into the send queue. */
1895         __skb_header_release(buff);
1896         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1897
1898         return 0;
1899 }
1900
1901 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1902  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1903  *
1904  * This algorithm is from John Heffner.
1905  */
1906 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1907                                  bool *is_cwnd_limited, u32 max_segs)
1908 {
1909         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1910         u32 age, send_win, cong_win, limit, in_flight;
1911         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1912         struct sk_buff *head;
1913         int win_divisor;
1914
1915         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN)
1916                 goto send_now;
1917
1918         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
1919                 goto send_now;
1920
1921         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
1922          * only if the last write was recent.
1923          */
1924         if ((s32)(tcp_jiffies32 - tp->lsndtime) > 0)
1925                 goto send_now;
1926
1927         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1928
1929         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1);
1930         BUG_ON(tp->snd_cwnd <= in_flight);
1931
1932         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1933
1934         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
1935         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
1936
1937         limit = min(send_win, cong_win);
1938
1939         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
1940         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
1941                 goto send_now;
1942
1943         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
1944         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
1945                 goto send_now;
1946
1947         win_divisor = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_win_divisor);
1948         if (win_divisor) {
1949                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
1950
1951                 /* If at least some fraction of a window is available,
1952                  * just use it.
1953                  */
1954                 chunk /= win_divisor;
1955                 if (limit >= chunk)
1956                         goto send_now;
1957         } else {
1958                 /* Different approach, try not to defer past a single
1959                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
1960                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
1961                  * then send now.
1962                  */
1963                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
1964                         goto send_now;
1965         }
1966
1967         /* TODO : use tsorted_sent_queue ? */
1968         head = tcp_rtx_queue_head(sk);
1969         if (!head)
1970                 goto send_now;
1971         age = tcp_stamp_us_delta(tp->tcp_mstamp, tcp_skb_timestamp_us(head));
1972         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
1973         if (age < (tp->srtt_us >> 4))
1974                 goto send_now;
1975
1976         /* Ok, it looks like it is advisable to defer. */
1977
1978         if (cong_win < send_win && cong_win <= skb->len)
1979                 *is_cwnd_limited = true;
1980
1981         return true;
1982
1983 send_now:
1984         return false;
1985 }
1986
1987 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
1988 {
1989         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1990         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1991         struct net *net = sock_net(sk);
1992         u32 interval;
1993         s32 delta;
1994
1995         interval = net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval;
1996         delta = tcp_jiffies32 - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
1997         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
1998                 int mss = tcp_current_mss(sk);
1999
2000                 /* Update current search range */
2001                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2002                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
2003                         sizeof(struct tcphdr) +
2004                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
2005                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
2006
2007                 /* Update probe time stamp */
2008                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
2009         }
2010 }
2011
2012 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
2013 {
2014         struct sk_buff *skb, *next;
2015
2016         skb = tcp_send_head(sk);
2017         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2018                 if (len <= skb->len)
2019                         break;
2020
2021                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor))
2022                         return false;
2023
2024                 len -= skb->len;
2025         }
2026
2027         return true;
2028 }
2029
2030 /* Create a new MTU probe if we are ready.
2031  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
2032  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
2033  * changes resulting in larger path MTUs.
2034  *
2035  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
2036  *         1 if a probe was sent,
2037  *         -1 otherwise
2038  */
2039 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
2040 {
2041         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2042         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2043         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
2044         struct net *net = sock_net(sk);
2045         int probe_size;
2046         int size_needed;
2047         int copy, len;
2048         int mss_now;
2049         int interval;
2050
2051         /* Not currently probing/verifying,
2052          * not in recovery,
2053          * have enough cwnd, and
2054          * not SACKing (the variable headers throw things off)
2055          */
2056         if (likely(!icsk->icsk_mtup.enabled ||
2057                    icsk->icsk_mtup.probe_size ||
2058                    inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
2059                    tp->snd_cwnd < 11 ||
2060                    tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack))
2061                 return -1;
2062
2063         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
2064          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
2065          * smaller than a threshold, backoff from probing.
2066          */
2067         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2068         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
2069                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2070         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2071         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2072         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2073          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2074          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2075          */
2076         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2077                 interval < net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold) {
2078                 /* Check whether enough time has elaplased for
2079                  * another round of probing.
2080                  */
2081                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2082                 return -1;
2083         }
2084
2085         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2086         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2087                 return -1;
2088
2089         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2090                 return -1;
2091         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2092                 return 0;
2093
2094         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2095         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
2096                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2097                         return -1;
2098                 else
2099                         return 0;
2100         }
2101
2102         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2103                 return -1;
2104
2105         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2106         nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC, false);
2107         if (!nskb)
2108                 return -1;
2109         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
2110         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2111
2112         skb = tcp_send_head(sk);
2113
2114         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2115         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2116         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2117         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
2118         nskb->csum = 0;
2119         nskb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
2120
2121         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2122         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2123
2124         len = 0;
2125         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2126                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2127                 skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
2128
2129                 if (skb->len <= copy) {
2130                         /* We've eaten all the data from this skb.
2131                          * Throw it away. */
2132                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2133                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2134                          * we need to propagate it to the new skb.
2135                          */
2136                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2137                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2138                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2139                 } else {
2140                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2141                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2142                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
2143                                 skb_pull(skb, copy);
2144                         } else {
2145                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
2146                                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2147                         }
2148                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2149                 }
2150
2151                 len += copy;
2152
2153                 if (len >= probe_size)
2154                         break;
2155         }
2156         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2157
2158         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2159          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2160          */
2161         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2162                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2163                  * effectively two packets. */
2164                 tp->snd_cwnd--;
2165                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2166
2167                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2168                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2169                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2170
2171                 return 1;
2172         }
2173
2174         return -1;
2175 }
2176
2177 static bool tcp_pacing_check(struct sock *sk)
2178 {
2179         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2180
2181         if (!tcp_needs_internal_pacing(sk))
2182                 return false;
2183
2184         if (tp->tcp_wstamp_ns <= tp->tcp_clock_cache)
2185                 return false;
2186
2187         if (!hrtimer_is_queued(&tp->pacing_timer)) {
2188                 hrtimer_start(&tp->pacing_timer,
2189                               ns_to_ktime(tp->tcp_wstamp_ns),
2190                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_SOFT);
2191                 sock_hold(sk);
2192         }
2193         return true;
2194 }
2195
2196 /* TCP Small Queues :
2197  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2198  * (These limits are doubled for retransmits)
2199  * This allows for :
2200  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2201  *  - faster recovery
2202  *  - high rates
2203  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2204  * of queued bytes to ensure line rate.
2205  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2206  */
2207 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2208                                   unsigned int factor)
2209 {
2210         unsigned long limit;
2211
2212         limit = max_t(unsigned long,
2213                       2 * skb->truesize,
2214                       sk->sk_pacing_rate >> sk->sk_pacing_shift);
2215         limit = min_t(unsigned long, limit,
2216                       sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_limit_output_bytes);
2217         limit <<= factor;
2218
2219         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2220                 /* Always send skb if rtx queue is empty.
2221                  * No need to wait for TX completion to call us back,
2222                  * after softirq/tasklet schedule.
2223                  * This helps when TX completions are delayed too much.
2224                  */
2225                 if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
2226                         return false;
2227
2228                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2229                 /* It is possible TX completion already happened
2230                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2231                  * test again the condition.
2232                  */
2233                 smp_mb__after_atomic();
2234                 if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2235                         return true;
2236         }
2237         return false;
2238 }
2239
2240 static void tcp_chrono_set(struct tcp_sock *tp, const enum tcp_chrono new)
2241 {
2242         const u32 now = tcp_jiffies32;
2243         enum tcp_chrono old = tp->chrono_type;
2244
2245         if (old > TCP_CHRONO_UNSPEC)
2246                 tp->chrono_stat[old - 1] += now - tp->chrono_start;
2247         tp->chrono_start = now;
2248         tp->chrono_type = new;
2249 }
2250
2251 void tcp_chrono_start(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2252 {
2253         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2254
2255         /* If there are multiple conditions worthy of tracking in a
2256          * chronograph then the highest priority enum takes precedence
2257          * over the other conditions. So that if something "more interesting"
2258          * starts happening, stop the previous chrono and start a new one.
2259          */
2260         if (type > tp->chrono_type)
2261                 tcp_chrono_set(tp, type);
2262 }
2263
2264 void tcp_chrono_stop(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2265 {
2266         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2267
2268
2269         /* There are multiple conditions worthy of tracking in a
2270          * chronograph, so that the highest priority enum takes
2271          * precedence over the other conditions (see tcp_chrono_start).
2272          * If a condition stops, we only stop chrono tracking if
2273          * it's the "most interesting" or current chrono we are
2274          * tracking and starts busy chrono if we have pending data.
2275          */
2276         if (tcp_rtx_and_write_queues_empty(sk))
2277                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_UNSPEC);
2278         else if (type == tp->chrono_type)
2279                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_BUSY);
2280 }
2281
2282 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2283  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2284  * window for us.
2285  *
2286  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2287  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2288  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2289  *
2290  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2291  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2292
2293  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2294  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2295  */
2296 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2297                            int push_one, gfp_t gfp)
2298 {
2299         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2300         struct sk_buff *skb;
2301         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2302         int cwnd_quota;
2303         int result;
2304         bool is_cwnd_limited = false, is_rwnd_limited = false;
2305         u32 max_segs;
2306
2307         sent_pkts = 0;
2308
2309         tcp_mstamp_refresh(tp);
2310         if (!push_one) {
2311                 /* Do MTU probing. */
2312                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2313                 if (!result) {
2314                         return false;
2315                 } else if (result > 0) {
2316                         sent_pkts = 1;
2317                 }
2318         }
2319
2320         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2321         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2322                 unsigned int limit;
2323
2324                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2325                         /* "skb_mstamp_ns" is used as a start point for the retransmit timer */
2326                         skb->skb_mstamp_ns = tp->tcp_wstamp_ns = tp->tcp_clock_cache;
2327                         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
2328                         goto repair; /* Skip network transmission */
2329                 }
2330
2331                 if (tcp_pacing_check(sk))
2332                         break;
2333
2334                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2335                 BUG_ON(!tso_segs);
2336
2337                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2338                 if (!cwnd_quota) {
2339                         if (push_one == 2)
2340                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2341                                 cwnd_quota = 1;
2342                         else
2343                                 break;
2344                 }
2345
2346                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now))) {
2347                         is_rwnd_limited = true;
2348                         break;
2349                 }
2350
2351                 if (tso_segs == 1) {
2352                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2353                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2354                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2355                                 break;
2356                 } else {
2357                         if (!push_one &&
2358                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2359                                                  max_segs))
2360                                 break;
2361                 }
2362
2363                 limit = mss_now;
2364                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2365                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2366                                                     min_t(unsigned int,
2367                                                           cwnd_quota,
2368                                                           max_segs),
2369                                                     nonagle);
2370
2371                 if (skb->len > limit &&
2372                     unlikely(tso_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
2373                                           skb, limit, mss_now, gfp)))
2374                         break;
2375
2376                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2377                         break;
2378
2379                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2380                         break;
2381
2382 repair:
2383                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2384                  * This call will increment packets_out.
2385                  */
2386                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2387
2388                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2389                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2390
2391                 if (push_one)
2392                         break;
2393         }
2394
2395         if (is_rwnd_limited)
2396                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2397         else
2398                 tcp_chrono_stop(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2399
2400         if (likely(sent_pkts)) {
2401                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2402                         tp->prr_out += sent_pkts;
2403
2404                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2405                 if (push_one != 2)
2406                         tcp_schedule_loss_probe(sk, false);
2407                 is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd);
2408                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2409                 return false;
2410         }
2411         return !tp->packets_out && !tcp_write_queue_empty(sk);
2412 }
2413
2414 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk, bool advancing_rto)
2415 {
2416         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2417         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2418         u32 timeout, rto_delta_us;
2419         int early_retrans;
2420
2421         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2422          * finishes.
2423          */
2424         if (tp->fastopen_rsk)
2425                 return false;
2426
2427         early_retrans = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_early_retrans;
2428         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2429          * not in loss recovery, that are either limited by cwnd or application.
2430          */
2431         if ((early_retrans != 3 && early_retrans != 4) ||
2432             !tp->packets_out || !tcp_is_sack(tp) ||
2433             (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
2434              icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR))
2435                 return false;
2436
2437         /* Probe timeout is 2*rtt. Add minimum RTO to account
2438          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2439          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2440          */
2441         if (tp->srtt_us) {
2442                 timeout = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 2);
2443                 if (tp->packets_out == 1)
2444                         timeout += TCP_RTO_MIN;
2445                 else
2446                         timeout += TCP_TIMEOUT_MIN;
2447         } else {
2448                 timeout = TCP_TIMEOUT_INIT;
2449         }
2450
2451         /* If the RTO formula yields an earlier time, then use that time. */
2452         rto_delta_us = advancing_rto ?
2453                         jiffies_to_usecs(inet_csk(sk)->icsk_rto) :
2454                         tcp_rto_delta_us(sk);  /* How far in future is RTO? */
2455         if (rto_delta_us > 0)
2456                 timeout = min_t(u32, timeout, usecs_to_jiffies(rto_delta_us));
2457
2458         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout,
2459                              TCP_RTO_MAX, NULL);
2460         return true;
2461 }
2462
2463 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2464  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2465  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2466  */
2467 static bool skb_still_in_host_queue(const struct sock *sk,
2468                                     const struct sk_buff *skb)
2469 {
2470         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2471                 NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2472                               LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2473                 return true;
2474         }
2475         return false;
2476 }
2477
2478 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2479  * retransmit the last segment.
2480  */
2481 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2482 {
2483         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2484         struct sk_buff *skb;
2485         int pcount;
2486         int mss = tcp_current_mss(sk);
2487
2488         skb = tcp_send_head(sk);
2489         if (skb && tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2490                 pcount = tp->packets_out;
2491                 tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2492                 if (tp->packets_out > pcount)
2493                         goto probe_sent;
2494                 goto rearm_timer;
2495         }
2496         skb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
2497
2498         /* At most one outstanding TLP retransmission. */
2499         if (tp->tlp_high_seq)
2500                 goto rearm_timer;
2501
2502         /* Retransmit last segment. */
2503         if (WARN_ON(!skb))
2504                 goto rearm_timer;
2505
2506         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2507                 goto rearm_timer;
2508
2509         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2510         if (WARN_ON(!pcount))
2511                 goto rearm_timer;
2512
2513         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2514                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
2515                                           (pcount - 1) * mss, mss,
2516                                           GFP_ATOMIC)))
2517                         goto rearm_timer;
2518                 skb = skb_rb_next(skb);
2519         }
2520
2521         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2522                 goto rearm_timer;
2523
2524         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2525                 goto rearm_timer;
2526
2527         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2528         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2529
2530 probe_sent:
2531         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2532         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2533         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2534 rearm_timer:
2535         tcp_rearm_rto(sk);
2536 }
2537
2538 /* Push out any pending frames which were held back due to
2539  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2540  * The socket must be locked by the caller.
2541  */
2542 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2543                                int nonagle)
2544 {
2545         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2546          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2547          * all will be happy.
2548          */
2549         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2550                 return;
2551
2552         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2553                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2554                 tcp_check_probe_timer(sk);
2555 }
2556
2557 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2558  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2559  */
2560 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2561 {
2562         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2563
2564         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2565
2566         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2567 }
2568
2569 /* This function returns the amount that we can raise the
2570  * usable window based on the following constraints
2571  *
2572  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2573  * 2. We limit memory per socket
2574  *
2575  * RFC 1122:
2576  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2577  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2578  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2579  *
2580  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2581  * it at least MSS bytes.
2582  *
2583  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2584  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2585  *
2586  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2587  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2588  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2589  * window to always advance by a single byte.
2590  *
2591  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2592  * then this will not be a problem.
2593  *
2594  * BSD seems to make the following compromise:
2595  *
2596  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2597  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2598  *      then set the window to 0.
2599  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2600  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2601  *      and from being larger than the largest representable value.
2602  *
2603  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2604  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2605  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2606  * those cases where the window is constrained on the sender side
2607  * because the pipeline is full.
2608  *
2609  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2610  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2611  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2612  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2613  * of having a fixed window size at almost all times.
2614  *
2615  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2616  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2617  *
2618  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2619  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2620  */
2621 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2622 {
2623         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2624         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2625         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2626          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2627          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2628          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2629          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2630          */
2631         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
2632         int free_space = tcp_space(sk);
2633         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
2634         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
2635         int window;
2636
2637         if (unlikely(mss > full_space)) {
2638                 mss = full_space;
2639                 if (mss <= 0)
2640                         return 0;
2641         }
2642         if (free_space < (full_space >> 1)) {
2643                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
2644
2645                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
2646                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
2647                                                4U * tp->advmss);
2648
2649                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
2650                  * increase it due to wscale.
2651                  */
2652                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2653
2654                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
2655                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
2656                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
2657                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
2658                  * With large window, mss test triggers way too late in order
2659                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
2660                  */
2661                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
2662                         return 0;
2663         }
2664
2665         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
2666                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
2667
2668         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
2669          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
2670          */
2671         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
2672                 window = free_space;
2673
2674                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
2675                  * Import case: prevent zero window announcement if
2676                  * 1<<rcv_wscale > mss.
2677                  */
2678                 window = ALIGN(window, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
2679         } else {
2680                 window = tp->rcv_wnd;
2681                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
2682                  * Window clamp already applied above.
2683                  * If our current window offering is within 1 mss of the
2684                  * free space we just keep it. This prevents the divide
2685                  * and multiply from happening most of the time.
2686                  * We also don't do any window rounding when the free space
2687                  * is too small.
2688                  */
2689                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
2690                         window = rounddown(free_space, mss);
2691                 else if (mss == full_space &&
2692                          free_space > window + (full_space >> 1))
2693                         window = free_space;
2694         }
2695
2696         return window;
2697 }
2698
2699 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
2700                              const struct sk_buff *next_skb)
2701 {
2702         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
2703                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
2704                         skb_shinfo(next_skb);
2705                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
2706
2707                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
2708                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
2709                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
2710                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
2711         }
2712 }
2713
2714 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
2715 static bool tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2716 {
2717         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2718         struct sk_buff *next_skb = skb_rb_next(skb);
2719         int next_skb_size;
2720
2721         next_skb_size = next_skb->len;
2722
2723         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
2724
2725         if (next_skb_size) {
2726                 if (next_skb_size <= skb_availroom(skb))
2727                         skb_copy_bits(next_skb, 0, skb_put(skb, next_skb_size),
2728                                       next_skb_size);
2729                 else if (!skb_shift(skb, next_skb, next_skb_size))
2730                         return false;
2731         }
2732         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
2733
2734         /* Update sequence range on original skb. */
2735         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
2736
2737         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
2738         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
2739
2740         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
2741          * packet counting does not break.
2742          */
2743         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
2744         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
2745
2746         /* changed transmit queue under us so clear hints */
2747         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2748         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2749                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2750
2751         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2752
2753         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
2754
2755         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(next_skb, sk);
2756         return true;
2757 }
2758
2759 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2760 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
2761 {
2762         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2763                 return false;
2764         if (skb_cloned(skb))
2765                 return false;
2766         /* Some heuristics for collapsing over SACK'd could be invented */
2767         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2768                 return false;
2769
2770         return true;
2771 }
2772
2773 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2774  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2775  */
2776 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2777                                      int space)
2778 {
2779         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2780         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2781         bool first = true;
2782
2783         if (!sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse)
2784                 return;
2785         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2786                 return;
2787
2788         skb_rbtree_walk_from_safe(skb, tmp) {
2789                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2790                         break;
2791
2792                 if (!tcp_skb_can_collapse_to(to))
2793                         break;
2794
2795                 space -= skb->len;
2796
2797                 if (first) {
2798                         first = false;
2799                         continue;
2800                 }
2801
2802                 if (space < 0)
2803                         break;
2804
2805                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2806                         break;
2807
2808                 if (!tcp_collapse_retrans(sk, to))
2809                         break;
2810         }
2811 }
2812
2813 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2814  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2815  * error occurred which prevented the send.
2816  */
2817 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2818 {
2819         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2820         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2821         unsigned int cur_mss;
2822         int diff, len, err;
2823
2824
2825         /* Inconclusive MTU probe */
2826         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
2827                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2828
2829         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2830          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2831          */
2832         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2833             min_t(u32, sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2),
2834                   sk->sk_sndbuf))
2835                 return -EAGAIN;
2836
2837         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2838                 return -EBUSY;
2839
2840         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2841                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
2842                         WARN_ON_ONCE(1);
2843                         return -EINVAL;
2844                 }
2845                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2846                         return -ENOMEM;
2847         }
2848
2849         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2850                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2851
2852         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2853
2854         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2855          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2856          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2857          * our retransmit serves as a zero window probe.
2858          */
2859         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
2860             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
2861                 return -EAGAIN;
2862
2863         len = cur_mss * segs;
2864         if (skb->len > len) {
2865                 if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb, len,
2866                                  cur_mss, GFP_ATOMIC))
2867                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
2868         } else {
2869                 if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
2870                         return -ENOMEM;
2871
2872                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
2873                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
2874                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
2875                 if (diff)
2876                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
2877                 if (skb->len < cur_mss)
2878                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
2879         }
2880
2881         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
2882         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
2883                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
2884
2885         /* Update global and local TCP statistics. */
2886         segs = tcp_skb_pcount(skb);
2887         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
2888         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2889                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
2890         tp->total_retrans += segs;
2891         tp->bytes_retrans += skb->len;
2892
2893         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
2894          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
2895          * beyond what csum_start can cover.
2896          */
2897         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
2898                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
2899                 struct sk_buff *nskb;
2900
2901                 tcp_skb_tsorted_save(skb) {
2902                         nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
2903                         err = nskb ? tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC) :
2904                                      -ENOBUFS;
2905                 } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
2906
2907                 if (!err) {
2908                         tcp_update_skb_after_send(sk, skb, tp->tcp_wstamp_ns);
2909                         tcp_rate_skb_sent(sk, skb);
2910                 }
2911         } else {
2912                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2913         }
2914
2915         if (BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB_FLAG))
2916                 tcp_call_bpf_3arg(sk, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB,
2917                                   TCP_SKB_CB(skb)->seq, segs, err);
2918
2919         if (likely(!err)) {
2920                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
2921                 trace_tcp_retransmit_skb(sk, skb);
2922         } else if (err != -EBUSY) {
2923                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL);
2924         }
2925         return err;
2926 }
2927
2928 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
2929 {
2930         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2931         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
2932
2933         if (err == 0) {
2934 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
2935                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2936                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
2937                 }
2938 #endif
2939                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
2940                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
2941
2942                 /* Save stamp of the first retransmit. */
2943                 if (!tp->retrans_stamp)
2944                         tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
2945
2946         }
2947
2948         if (tp->undo_retrans < 0)
2949                 tp->undo_retrans = 0;
2950         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
2951         return err;
2952 }
2953
2954 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
2955  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
2956  * resending the rest of the retransmit queue, until either
2957  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
2958  */
2959 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
2960 {
2961         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2962         struct sk_buff *skb, *rtx_head, *hole = NULL;
2963         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2964         u32 max_segs;
2965         int mib_idx;
2966
2967         if (!tp->packets_out)
2968                 return;
2969
2970         rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);
2971         skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;
2972         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
2973         skb_rbtree_walk_from(skb) {
2974                 __u8 sacked;
2975                 int segs;
2976
2977                 if (tcp_pacing_check(sk))
2978                         break;
2979
2980                 /* we could do better than to assign each time */
2981                 if (!hole)
2982                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
2983
2984                 segs = tp->snd_cwnd - tcp_packets_in_flight(tp);
2985                 if (segs <= 0)
2986                         return;
2987                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
2988                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
2989                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
2990                  */
2991                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
2992
2993                 if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {
2994                         break;
2995                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
2996                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
2997                                 hole = skb;
2998                         continue;
2999
3000                 } else {
3001                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
3002                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
3003                         else
3004                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
3005                 }
3006
3007                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
3008                         continue;
3009
3010                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
3011                         return;
3012
3013                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
3014                         return;
3015
3016                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
3017
3018                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
3019                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
3020
3021                 if (skb == rtx_head &&
3022                     icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_REO_TIMEOUT)
3023                         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3024                                              inet_csk(sk)->icsk_rto,
3025                                              TCP_RTO_MAX,
3026                                              skb);
3027         }
3028 }
3029
3030 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
3031  * connection tear down and (memory) recovery.
3032  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
3033  * or even be forced to close flow without any FIN.
3034  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
3035  * with edge trigger epoll()
3036  */
3037 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
3038 {
3039         int amt;
3040
3041         if (size <= sk->sk_forward_alloc)
3042                 return;
3043         amt = sk_mem_pages(size);
3044         sk->sk_forward_alloc += amt * SK_MEM_QUANTUM;
3045         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
3046
3047         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
3048                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt);
3049 }
3050
3051 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3052  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3053  */
3054 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3055 {
3056         struct sk_buff *skb, *tskb = tcp_write_queue_tail(sk);
3057         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3058
3059         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3060          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3061          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3062          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3063          */
3064         if (!tskb && tcp_under_memory_pressure(sk))
3065                 tskb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
3066
3067         if (tskb) {
3068 coalesce:
3069                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3070                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3071                 tp->write_seq++;
3072                 if (tcp_write_queue_empty(sk)) {
3073                         /* This means tskb was already sent.
3074                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3075                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3076                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3077                          * does not change tp->snd_nxt.
3078                          */
3079                         tp->snd_nxt++;
3080                         return;
3081                 }
3082         } else {
3083                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3084                 if (unlikely(!skb)) {
3085                         if (tskb)
3086                                 goto coalesce;
3087                         return;
3088                 }
3089                 INIT_LIST_HEAD(&skb->tcp_tsorted_anchor);
3090                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3091                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3092                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3093                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3094                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3095                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3096         }
3097         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3098 }
3099
3100 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3101  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3102  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3103  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3104  */
3105 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3106 {
3107         struct sk_buff *skb;
3108
3109         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3110
3111         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3112         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3113         if (!skb) {
3114                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3115                 return;
3116         }
3117
3118         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3119         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3120         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3121                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3122         tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3123         /* Send it off. */
3124         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3125                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3126
3127         /* skb of trace_tcp_send_reset() keeps the skb that caused RST,
3128          * skb here is different to the troublesome skb, so use NULL
3129          */
3130         trace_tcp_send_reset(sk, NULL);
3131 }
3132
3133 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3134  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3135  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3136  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3137  * and rcv_wscale values will not be correct.
3138  */
3139 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3140 {
3141         struct sk_buff *skb;
3142
3143         skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
3144         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3145                 pr_err("%s: wrong queue state\n", __func__);
3146                 return -EFAULT;
3147         }
3148         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3149                 if (skb_cloned(skb)) {
3150                         struct sk_buff *nskb;
3151
3152                         tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3153                                 nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3154                         } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3155                         if (!nskb)
3156                                 return -ENOMEM;
3157                         INIT_LIST_HEAD(&nskb->tcp_tsorted_anchor);
3158                         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(skb, sk);
3159                         __skb_header_release(nskb);
3160                         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, nskb);
3161                         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
3162                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3163                         skb = nskb;
3164                 }
3165
3166                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3167                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3168         }
3169         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3170 }
3171
3172 /**
3173  * tcp_make_synack - Prepare a SYN-ACK.
3174  * sk: listener socket
3175  * dst: dst entry attached to the SYNACK
3176  * req: request_sock pointer
3177  *
3178  * Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3179  * @dst is consumed : Caller should not use it again.
3180  */
3181 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3182                                 struct request_sock *req,
3183                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3184                                 enum tcp_synack_type synack_type)
3185 {
3186         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3187         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3188         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3189         struct tcp_out_options opts;
3190         struct sk_buff *skb;
3191         int tcp_header_size;
3192         struct tcphdr *th;
3193         int mss;
3194
3195         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3196         if (unlikely(!skb)) {
3197                 dst_release(dst);
3198                 return NULL;
3199         }
3200         /* Reserve space for headers. */
3201         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3202
3203         switch (synack_type) {
3204         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3205                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3206                 break;
3207         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3208                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3209                  * to avoid false sharing.
3210                  */
3211                 break;
3212         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3213                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3214                  * cpu might call us concurrently.
3215                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3216                  */
3217                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3218                 break;
3219         }
3220         skb_dst_set(skb, dst);
3221
3222         mss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3223
3224         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3225 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3226         if (unlikely(req->cookie_ts))
3227                 skb->skb_mstamp_ns = cookie_init_timestamp(req);
3228         else
3229 #endif
3230                 skb->skb_mstamp_ns = tcp_clock_ns();
3231
3232 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3233         rcu_read_lock();
3234         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3235 #endif
3236         skb_set_hash(skb, tcp_rsk(req)->txhash, PKT_HASH_TYPE_L4);
3237         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, md5,
3238                                              foc) + sizeof(*th);
3239
3240         skb_push(skb, tcp_header_size);
3241         skb_reset_transport_header(skb);
3242
3243         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3244         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3245         th->syn = 1;
3246         th->ack = 1;
3247         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3248         th->source = htons(ireq->ir_num);
3249         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3250         skb->mark = ireq->ir_mark;
3251         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3252         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3253         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3254         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3255
3256         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3257         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3258         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), NULL, &opts);
3259         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3260         __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3261
3262 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3263         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3264         if (md5)
3265                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3266                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3267         rcu_read_unlock();
3268 #endif
3269
3270         /* Do not fool tcpdump (if any), clean our debris */
3271         skb->tstamp = 0;
3272         return skb;
3273 }
3274 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3275
3276 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3277 {
3278         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3279         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3280         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3281
3282         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3283                 return;
3284
3285         rcu_read_lock();
3286         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3287         if (likely(ca && try_module_get(ca->owner))) {
3288                 module_put(icsk->icsk_ca_ops->owner);
3289                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3290                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3291         }
3292         rcu_read_unlock();
3293 }
3294
3295 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3296 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3297 {
3298         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3299         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3300         __u8 rcv_wscale;
3301         u32 rcv_wnd;
3302
3303         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3304          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3305          */
3306         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr);
3307         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps)
3308                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
3309
3310 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3311         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk))
3312                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
3313 #endif
3314
3315         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3316         if (tp->rx_opt.user_mss)
3317                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3318         tp->max_window = 0;
3319         tcp_mtup_init(sk);
3320         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3321
3322         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3323
3324         if (!tp->window_clamp)
3325                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3326         tp->advmss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3327
3328         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3329
3330         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3331         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3332             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3333                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3334
3335         rcv_wnd = tcp_rwnd_init_bpf(sk);
3336         if (rcv_wnd == 0)
3337                 rcv_wnd = dst_metric(dst, RTAX_INITRWND);
3338
3339         tcp_select_initial_window(sk, tcp_full_space(sk),
3340                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3341                                   &tp->rcv_wnd,
3342                                   &tp->window_clamp,
3343                                   sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling,
3344                                   &rcv_wscale,
3345                                   rcv_wnd);
3346
3347         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3348         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3349
3350         sk->sk_err = 0;
3351         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3352         tp->snd_wnd = 0;
3353         tcp_init_wl(tp, 0);
3354         tcp_write_queue_purge(sk);
3355         tp->snd_una = tp->write_seq;
3356         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3357         tp->snd_up = tp->write_seq;
3358         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
3359
3360         if (likely(!tp->repair))
3361                 tp->rcv_nxt = 0;
3362         else
3363                 tp->rcv_tstamp = tcp_jiffies32;
3364         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3365         tp->copied_seq = tp->rcv_nxt;
3366
3367         inet_csk(sk)->icsk_rto = tcp_timeout_init(sk);
3368         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3369         tcp_clear_retrans(tp);
3370 }
3371
3372 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3373 {
3374         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3375         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3376
3377         tcb->end_seq += skb->len;
3378         __skb_header_release(skb);
3379         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
3380         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3381         tp->write_seq = tcb->end_seq;
3382         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3383 }
3384
3385 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3386  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3387  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3388  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3389  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3390  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3391  */
3392 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3393 {
3394         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3395         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3396         int space, err = 0;
3397         struct sk_buff *syn_data;
3398
3399         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3400         if (!tcp_fastopen_cookie_check(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie))
3401                 goto fallback;
3402
3403         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3404          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3405          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3406          */
3407         tp->rx_opt.mss_clamp = tcp_mss_clamp(tp, tp->rx_opt.mss_clamp);
3408
3409         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie) -
3410                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3411
3412         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3413
3414         /* limit to order-0 allocations */
3415         space = min_t(size_t, space, SKB_MAX_HEAD(MAX_TCP_HEADER));
3416
3417         syn_data = sk_stream_alloc_skb(sk, space, sk->sk_allocation, false);
3418         if (!syn_data)
3419                 goto fallback;
3420         syn_data->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3421         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3422         if (space) {
3423                 int copied = copy_from_iter(skb_put(syn_data, space), space,
3424                                             &fo->data->msg_iter);
3425                 if (unlikely(!copied)) {
3426                         tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(syn_data);
3427                         kfree_skb(syn_data);
3428                         goto fallback;
3429                 }
3430                 if (copied != space) {
3431                         skb_trim(syn_data, copied);
3432                         space = copied;
3433                 }
3434         }
3435         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3436         if (space == fo->size)
3437                 fo->data = NULL;
3438         fo->copied = space;
3439
3440         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3441         if (syn_data->len)
3442                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_BUSY);
3443
3444         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3445
3446         syn->skb_mstamp_ns = syn_data->skb_mstamp_ns;
3447
3448         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3449          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3450          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3451          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3452          */
3453         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3454         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3455         if (!err) {
3456                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3457                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, syn_data);
3458                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3459                 goto done;
3460         }
3461
3462         /* data was not sent, put it in write_queue */
3463         __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, syn_data);
3464         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3465
3466 fallback:
3467         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3468         if (fo->cookie.len > 0)
3469                 fo->cookie.len = 0;
3470         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3471         if (err)
3472                 tp->syn_fastopen = 0;
3473 done:
3474         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3475         return err;
3476 }
3477
3478 /* Build a SYN and send it off. */
3479 int tcp_connect(struct sock *sk)
3480 {
3481         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3482         struct sk_buff *buff;
3483         int err;
3484
3485         tcp_call_bpf(sk, BPF_SOCK_OPS_TCP_CONNECT_CB, 0, NULL);
3486
3487         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3488                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3489
3490         tcp_connect_init(sk);
3491
3492         if (unlikely(tp->repair)) {
3493                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3494                 return 0;
3495         }
3496
3497         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, sk->sk_allocation, true);
3498         if (unlikely(!buff))
3499                 return -ENOBUFS;
3500
3501         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3502         tcp_mstamp_refresh(tp);
3503         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp(tp);
3504         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3505         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3506         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
3507
3508         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3509         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3510               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3511         if (err == -ECONNREFUSED)
3512                 return err;
3513
3514         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3515          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3516          */
3517         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
3518         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3519         buff = tcp_send_head(sk);
3520         if (unlikely(buff)) {
3521                 tp->snd_nxt     = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3522                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3523         }
3524         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3525
3526         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3527         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3528                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3529         return 0;
3530 }
3531 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3532
3533 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3534  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3535  * for details.
3536  */
3537 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3538 {
3539         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3540         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3541         unsigned long timeout;
3542
3543         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3544                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3545                 int max_ato = HZ / 2;
3546
3547                 if (icsk->icsk_ack.pingpong ||
3548                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3549                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3550
3551                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3552
3553                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3554                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3555                  * directly.
3556                  */
3557                 if (tp->srtt_us) {
3558                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
3559                                         TCP_DELACK_MIN);
3560
3561                         if (rtt < max_ato)
3562                                 max_ato = rtt;
3563                 }
3564
3565                 ato = min(ato, max_ato);
3566         }
3567
3568         /* Stay within the limit we were given */
3569         timeout = jiffies + ato;
3570
3571         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
3572         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
3573                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
3574                  * send ACK now.
3575                  */
3576                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
3577                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
3578                         tcp_send_ack(sk);
3579                         return;
3580                 }
3581
3582                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
3583                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
3584         }
3585         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
3586         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
3587         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
3588 }
3589
3590 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
3591 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
3592 {
3593         struct sk_buff *buff;
3594
3595         /* If we have been reset, we may not send again. */
3596         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3597                 return;
3598
3599         /* We are not putting this on the write queue, so
3600          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
3601          * sock.
3602          */
3603         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3604                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3605         if (unlikely(!buff)) {
3606                 inet_csk_schedule_ack(sk);
3607                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
3608                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
3609                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
3610                 return;
3611         }
3612
3613         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3614         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3615         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
3616
3617         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
3618          * too much.
3619          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
3620          */
3621         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
3622
3623         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
3624         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
3625 }
3626 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
3627
3628 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
3629 {
3630         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
3631 }
3632
3633 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
3634  * number. It assumes the other end will try to ack it.
3635  *
3636  * Question: what should we make while urgent mode?
3637  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
3638  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
3639  *
3640  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
3641  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
3642  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
3643  */
3644 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
3645 {
3646         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3647         struct sk_buff *skb;
3648
3649         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
3650         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
3651                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
3652         if (!skb)
3653                 return -1;
3654
3655         /* Reserve space for headers and set control bits. */
3656         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3657         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
3658          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
3659          * send it.
3660          */
3661         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
3662         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
3663         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
3664 }
3665
3666 /* Called from setsockopt( ... TCP_REPAIR ) */
3667 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
3668 {
3669         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
3670                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
3671                 tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3672                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3673         }
3674 }
3675
3676 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
3677 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
3678 {
3679         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3680         struct sk_buff *skb;
3681
3682         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3683                 return -1;
3684
3685         skb = tcp_send_head(sk);
3686         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
3687                 int err;
3688                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
3689                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3690
3691                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
3692                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
3693
3694                 /* We are probing the opening of a window
3695                  * but the window size is != 0
3696                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
3697                  */
3698                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
3699                     skb->len > mss) {
3700                         seg_size = min(seg_size, mss);
3701                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3702                         if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
3703                                          skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
3704                                 return -1;
3705                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
3706                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
3707
3708                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3709                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3710                 if (!err)
3711                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
3712                 return err;
3713         } else {
3714                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
3715                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
3716                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
3717         }
3718 }
3719
3720 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
3721  * a partial packet else a zero probe.
3722  */
3723 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
3724 {
3725         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3726         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3727         struct net *net = sock_net(sk);
3728         unsigned long probe_max;
3729         int err;
3730
3731         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
3732
3733         if (tp->packets_out || tcp_write_queue_empty(sk)) {
3734                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
3735                 icsk->icsk_probes_out = 0;
3736                 icsk->icsk_backoff = 0;
3737                 return;
3738         }
3739
3740         if (err <= 0) {
3741                 if (icsk->icsk_backoff < net->ipv4.sysctl_tcp_retries2)
3742                         icsk->icsk_backoff++;
3743                 icsk->icsk_probes_out++;
3744                 probe_max = TCP_RTO_MAX;
3745         } else {
3746                 /* If packet was not sent due to local congestion,
3747                  * do not backoff and do not remember icsk_probes_out.
3748                  * Let local senders to fight for local resources.
3749                  *
3750                  * Use accumulated backoff yet.
3751                  */
3752                 if (!icsk->icsk_probes_out)
3753                         icsk->icsk_probes_out = 1;
3754                 probe_max = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
3755         }
3756         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
3757                              tcp_probe0_when(sk, probe_max),
3758                              TCP_RTO_MAX,
3759                              NULL);
3760 }
3761
3762 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
3763 {
3764         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
3765         struct flowi fl;
3766         int res;
3767
3768         tcp_rsk(req)->txhash = net_tx_rndhash();
3769         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL);
3770         if (!res) {
3771                 __TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
3772                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3773                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk)))
3774                         tcp_sk(sk)->total_retrans++;
3775                 trace_tcp_retransmit_synack(sk, req);
3776         }
3777         return res;
3778 }
3779 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);