net/mptcp/protocol.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /* Multipath TCP
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017 - 2019, Intel Corporation.
   5  */
   6
   7 #define pr_fmt(fmt) "MPTCP: " fmt
   8
   9 #include <linux/kernel.h>
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/netdevice.h>
  12 #include <linux/sched/signal.h>
  13 #include <linux/atomic.h>
  14 #include <net/sock.h>
  15 #include <net/inet_common.h>
  16 #include <net/inet_hashtables.h>
  17 #include <net/protocol.h>
  18 #include <net/tcp.h>
  19 #include <net/tcp_states.h>
  20 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
  21 #include <net/transp_v6.h>
  22 #endif
  23 #include <net/mptcp.h>
  24 #include "protocol.h"
  25 #include "mib.h"
  26
  27 #define MPTCP_SAME_STATE TCP_MAX_STATES
  28
  29 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
  30 struct mptcp6_sock {
  31         struct mptcp_sock msk;
  32         struct ipv6_pinfo np;
  33 };
  34 #endif
  35
  36 struct mptcp_skb_cb {
  37         u32 offset;
  38 };
  39
  40 #define MPTCP_SKB_CB(__skb)     ((struct mptcp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  41
  42 static struct percpu_counter mptcp_sockets_allocated;
  43
  44 /* If msk has an initial subflow socket, and the MP_CAPABLE handshake has not
  45  * completed yet or has failed, return the subflow socket.
  46  * Otherwise return NULL.
  47  */
  48 static struct socket *__mptcp_nmpc_socket(const struct mptcp_sock *msk)
  49 {
  50         if (!msk->subflow || READ_ONCE(msk->can_ack))
  51                 return NULL;
  52
  53         return msk->subflow;
  54 }
  55
  56 static bool mptcp_is_tcpsk(struct sock *sk)
  57 {
  58         struct socket *sock = sk->sk_socket;
  59
  60         if (unlikely(sk->sk_prot == &tcp_prot)) {
  61                 /* we are being invoked after mptcp_accept() has
  62                  * accepted a non-mp-capable flow: sk is a tcp_sk,
  63                  * not an mptcp one.
  64                  *
  65                  * Hand the socket over to tcp so all further socket ops
  66                  * bypass mptcp.
  67                  */
  68                 sock->ops = &inet_stream_ops;
  69                 return true;
  70 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
  71         } else if (unlikely(sk->sk_prot == &tcpv6_prot)) {
  72                 sock->ops = &inet6_stream_ops;
  73                 return true;
  74 #endif
  75         }
  76
  77         return false;
  78 }
  79
  80 static struct sock *__mptcp_tcp_fallback(struct mptcp_sock *msk)
  81 {
  82         sock_owned_by_me((const struct sock *)msk);
  83
  84         if (likely(!__mptcp_check_fallback(msk)))
  85                 return NULL;
  86
  87         return msk->first;
  88 }
  89
  90 static int __mptcp_socket_create(struct mptcp_sock *msk)
  91 {
  92         struct mptcp_subflow_context *subflow;
  93         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
  94         struct socket *ssock;
  95         int err;
  96
  97         err = mptcp_subflow_create_socket(sk, &ssock);
  98         if (err)
  99                 return err;
 100
 101         msk->first = ssock->sk;
 102         msk->subflow = ssock;
 103         subflow = mptcp_subflow_ctx(ssock->sk);
 104         list_add(&subflow->node, &msk->conn_list);
 105         subflow->request_mptcp = 1;
 106
 107         /* accept() will wait on first subflow sk_wq, and we always wakes up
 108          * via msk->sk_socket
 109          */
 110         RCU_INIT_POINTER(msk->first->sk_wq, &sk->sk_socket->wq);
 111
 112         return 0;
 113 }
 114
 115 static void __mptcp_move_skb(struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk,
 116                              struct sk_buff *skb,
 117                              unsigned int offset, size_t copy_len)
 118 {
 119         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
 120         struct sk_buff *tail;
 121
 122         __skb_unlink(skb, &ssk->sk_receive_queue);
 123
 124         skb_ext_reset(skb);
 125         skb_orphan(skb);
 126         msk->ack_seq += copy_len;
 127
 128         tail = skb_peek_tail(&sk->sk_receive_queue);
 129         if (offset == 0 && tail) {
 130                 bool fragstolen;
 131                 int delta;
 132
 133                 if (skb_try_coalesce(tail, skb, &fragstolen, &delta)) {
 134                         kfree_skb_partial(skb, fragstolen);
 135                         atomic_add(delta, &sk->sk_rmem_alloc);
 136                         sk_mem_charge(sk, delta);
 137                         return;
 138                 }
 139         }
 140
 141         skb_set_owner_r(skb, sk);
 142         __skb_queue_tail(&sk->sk_receive_queue, skb);
 143         MPTCP_SKB_CB(skb)->offset = offset;
 144 }
 145
 146 static void mptcp_stop_timer(struct sock *sk)
 147 {
 148         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
 149
 150         sk_stop_timer(sk, &icsk->icsk_retransmit_timer);
 151         mptcp_sk(sk)->timer_ival = 0;
 152 }
 153
 154 /* both sockets must be locked */
 155 static bool mptcp_subflow_dsn_valid(const struct mptcp_sock *msk,
 156                                     struct sock *ssk)
 157 {
 158         struct mptcp_subflow_context *subflow = mptcp_subflow_ctx(ssk);
 159         u64 dsn = mptcp_subflow_get_mapped_dsn(subflow);
 160
 161         /* revalidate data sequence number.
 162          *
 163          * mptcp_subflow_data_available() is usually called
 164          * without msk lock.  Its unlikely (but possible)
 165          * that msk->ack_seq has been advanced since the last
 166          * call found in-sequence data.
 167          */
 168         if (likely(dsn == msk->ack_seq))
 169                 return true;
 170
 171         subflow->data_avail = 0;
 172         return mptcp_subflow_data_available(ssk);
 173 }
 174
 175 static void mptcp_check_data_fin_ack(struct sock *sk)
 176 {
 177         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 178
 179         if (__mptcp_check_fallback(msk))
 180                 return;
 181
 182         /* Look for an acknowledged DATA_FIN */
 183         if (((1 << sk->sk_state) &
 184              (TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING | TCPF_LAST_ACK)) &&
 185             msk->write_seq == atomic64_read(&msk->snd_una)) {
 186                 mptcp_stop_timer(sk);
 187
 188                 WRITE_ONCE(msk->snd_data_fin_enable, 0);
 189
 190                 switch (sk->sk_state) {
 191                 case TCP_FIN_WAIT1:
 192                         inet_sk_state_store(sk, TCP_FIN_WAIT2);
 193                         sk->sk_state_change(sk);
 194                         break;
 195                 case TCP_CLOSING:
 196                         fallthrough;
 197                 case TCP_LAST_ACK:
 198                         inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSE);
 199                         sk->sk_state_change(sk);
 200                         break;
 201                 }
 202
 203                 if (sk->sk_shutdown == SHUTDOWN_MASK ||
 204                     sk->sk_state == TCP_CLOSE)
 205                         sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_WAITD, POLL_HUP);
 206                 else
 207                         sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_WAITD, POLL_IN);
 208         }
 209 }
 210
 211 static bool mptcp_pending_data_fin(struct sock *sk, u64 *seq)
 212 {
 213         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 214
 215         if (READ_ONCE(msk->rcv_data_fin) &&
 216             ((1 << sk->sk_state) &
 217              (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_FIN_WAIT2))) {
 218                 u64 rcv_data_fin_seq = READ_ONCE(msk->rcv_data_fin_seq);
 219
 220                 if (msk->ack_seq == rcv_data_fin_seq) {
 221                         if (seq)
 222                                 *seq = rcv_data_fin_seq;
 223
 224                         return true;
 225                 }
 226         }
 227
 228         return false;
 229 }
 230
 231 static void mptcp_set_timeout(const struct sock *sk, const struct sock *ssk)
 232 {
 233         long tout = ssk && inet_csk(ssk)->icsk_pending ?
 234                                       inet_csk(ssk)->icsk_timeout - jiffies : 0;
 235
 236         if (tout <= 0)
 237                 tout = mptcp_sk(sk)->timer_ival;
 238         mptcp_sk(sk)->timer_ival = tout > 0 ? tout : TCP_RTO_MIN;
 239 }
 240
 241 static void mptcp_check_data_fin(struct sock *sk)
 242 {
 243         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 244         u64 rcv_data_fin_seq;
 245
 246         if (__mptcp_check_fallback(msk) || !msk->first)
 247                 return;
 248
 249         /* Need to ack a DATA_FIN received from a peer while this side
 250          * of the connection is in ESTABLISHED, FIN_WAIT1, or FIN_WAIT2.
 251          * msk->rcv_data_fin was set when parsing the incoming options
 252          * at the subflow level and the msk lock was not held, so this
 253          * is the first opportunity to act on the DATA_FIN and change
 254          * the msk state.
 255          *
 256          * If we are caught up to the sequence number of the incoming
 257          * DATA_FIN, send the DATA_ACK now and do state transition.  If
 258          * not caught up, do nothing and let the recv code send DATA_ACK
 259          * when catching up.
 260          */
 261
 262         if (mptcp_pending_data_fin(sk, &rcv_data_fin_seq)) {
 263                 struct mptcp_subflow_context *subflow;
 264
 265                 msk->ack_seq++;
 266                 WRITE_ONCE(msk->rcv_data_fin, 0);
 267
 268                 sk->sk_shutdown |= RCV_SHUTDOWN;
 269                 smp_mb__before_atomic(); /* SHUTDOWN must be visible first */
 270                 set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
 271
 272                 switch (sk->sk_state) {
 273                 case TCP_ESTABLISHED:
 274                         inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSE_WAIT);
 275                         break;
 276                 case TCP_FIN_WAIT1:
 277                         inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSING);
 278                         break;
 279                 case TCP_FIN_WAIT2:
 280                         inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSE);
 281                         // @@ Close subflows now?
 282                         break;
 283                 default:
 284                         /* Other states not expected */
 285                         WARN_ON_ONCE(1);
 286                         break;
 287                 }
 288
 289                 mptcp_set_timeout(sk, NULL);
 290                 mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
 291                         struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 292
 293                         lock_sock(ssk);
 294                         tcp_send_ack(ssk);
 295                         release_sock(ssk);
 296                 }
 297
 298                 sk->sk_state_change(sk);
 299
 300                 if (sk->sk_shutdown == SHUTDOWN_MASK ||
 301                     sk->sk_state == TCP_CLOSE)
 302                         sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_WAITD, POLL_HUP);
 303                 else
 304                         sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_WAITD, POLL_IN);
 305         }
 306 }
 307
 308 static bool __mptcp_move_skbs_from_subflow(struct mptcp_sock *msk,
 309                                            struct sock *ssk,
 310                                            unsigned int *bytes)
 311 {
 312         struct mptcp_subflow_context *subflow = mptcp_subflow_ctx(ssk);
 313         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
 314         unsigned int moved = 0;
 315         bool more_data_avail;
 316         struct tcp_sock *tp;
 317         bool done = false;
 318
 319         if (!mptcp_subflow_dsn_valid(msk, ssk)) {
 320                 *bytes = 0;
 321                 return false;
 322         }
 323
 324         tp = tcp_sk(ssk);
 325         do {
 326                 u32 map_remaining, offset;
 327                 u32 seq = tp->copied_seq;
 328                 struct sk_buff *skb;
 329                 bool fin;
 330
 331                 /* try to move as much data as available */
 332                 map_remaining = subflow->map_data_len -
 333                                 mptcp_subflow_get_map_offset(subflow);
 334
 335                 skb = skb_peek(&ssk->sk_receive_queue);
 336                 if (!skb)
 337                         break;
 338
 339                 if (__mptcp_check_fallback(msk)) {
 340                         /* if we are running under the workqueue, TCP could have
 341                          * collapsed skbs between dummy map creation and now
 342                          * be sure to adjust the size
 343                          */
 344                         map_remaining = skb->len;
 345                         subflow->map_data_len = skb->len;
 346                 }
 347
 348                 offset = seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
 349                 fin = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN;
 350                 if (fin) {
 351                         done = true;
 352                         seq++;
 353                 }
 354
 355                 if (offset < skb->len) {
 356                         size_t len = skb->len - offset;
 357
 358                         if (tp->urg_data)
 359                                 done = true;
 360
 361                         __mptcp_move_skb(msk, ssk, skb, offset, len);
 362                         seq += len;
 363                         moved += len;
 364
 365                         if (WARN_ON_ONCE(map_remaining < len))
 366                                 break;
 367                 } else {
 368                         WARN_ON_ONCE(!fin);
 369                         sk_eat_skb(ssk, skb);
 370                         done = true;
 371                 }
 372
 373                 WRITE_ONCE(tp->copied_seq, seq);
 374                 more_data_avail = mptcp_subflow_data_available(ssk);
 375
 376                 if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) > READ_ONCE(sk->sk_rcvbuf)) {
 377                         done = true;
 378                         break;
 379                 }
 380         } while (more_data_avail);
 381
 382         *bytes = moved;
 383
 384         /* If the moves have caught up with the DATA_FIN sequence number
 385          * it's time to ack the DATA_FIN and change socket state, but
 386          * this is not a good place to change state. Let the workqueue
 387          * do it.
 388          */
 389         if (mptcp_pending_data_fin(sk, NULL) &&
 390             schedule_work(&msk->work))
 391                 sock_hold(sk);
 392
 393         return done;
 394 }
 395
 396 /* In most cases we will be able to lock the mptcp socket.  If its already
 397  * owned, we need to defer to the work queue to avoid ABBA deadlock.
 398  */
 399 static bool move_skbs_to_msk(struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk)
 400 {
 401         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
 402         unsigned int moved = 0;
 403
 404         if (READ_ONCE(sk->sk_lock.owned))
 405                 return false;
 406
 407         if (unlikely(!spin_trylock_bh(&sk->sk_lock.slock)))
 408                 return false;
 409
 410         /* must re-check after taking the lock */
 411         if (!READ_ONCE(sk->sk_lock.owned))
 412                 __mptcp_move_skbs_from_subflow(msk, ssk, &moved);
 413
 414         spin_unlock_bh(&sk->sk_lock.slock);
 415
 416         return moved > 0;
 417 }
 418
 419 void mptcp_data_ready(struct sock *sk, struct sock *ssk)
 420 {
 421         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 422
 423         set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
 424
 425         if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) < READ_ONCE(sk->sk_rcvbuf) &&
 426             move_skbs_to_msk(msk, ssk))
 427                 goto wake;
 428
 429         /* don't schedule if mptcp sk is (still) over limit */
 430         if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) > READ_ONCE(sk->sk_rcvbuf))
 431                 goto wake;
 432
 433         /* mptcp socket is owned, release_cb should retry */
 434         if (!test_and_set_bit(TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED,
 435                               &sk->sk_tsq_flags)) {
 436                 sock_hold(sk);
 437
 438                 /* need to try again, its possible release_cb() has already
 439                  * been called after the test_and_set_bit() above.
 440                  */
 441                 move_skbs_to_msk(msk, ssk);
 442         }
 443 wake:
 444         sk->sk_data_ready(sk);
 445 }
 446
 447 static void __mptcp_flush_join_list(struct mptcp_sock *msk)
 448 {
 449         if (likely(list_empty(&msk->join_list)))
 450                 return;
 451
 452         spin_lock_bh(&msk->join_list_lock);
 453         list_splice_tail_init(&msk->join_list, &msk->conn_list);
 454         spin_unlock_bh(&msk->join_list_lock);
 455 }
 456
 457 static bool mptcp_timer_pending(struct sock *sk)
 458 {
 459         return timer_pending(&inet_csk(sk)->icsk_retransmit_timer);
 460 }
 461
 462 static void mptcp_reset_timer(struct sock *sk)
 463 {
 464         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
 465         unsigned long tout;
 466
 467         /* should never be called with mptcp level timer cleared */
 468         tout = READ_ONCE(mptcp_sk(sk)->timer_ival);
 469         if (WARN_ON_ONCE(!tout))
 470                 tout = TCP_RTO_MIN;
 471         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_retransmit_timer, jiffies + tout);
 472 }
 473
 474 void mptcp_data_acked(struct sock *sk)
 475 {
 476         mptcp_reset_timer(sk);
 477
 478         if ((!sk_stream_is_writeable(sk) ||
 479              (inet_sk_state_load(sk) != TCP_ESTABLISHED)) &&
 480             schedule_work(&mptcp_sk(sk)->work))
 481                 sock_hold(sk);
 482 }
 483
 484 void mptcp_subflow_eof(struct sock *sk)
 485 {
 486         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 487
 488         if (!test_and_set_bit(MPTCP_WORK_EOF, &msk->flags) &&
 489             schedule_work(&msk->work))
 490                 sock_hold(sk);
 491 }
 492
 493 static void mptcp_check_for_eof(struct mptcp_sock *msk)
 494 {
 495         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 496         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
 497         int receivers = 0;
 498
 499         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow)
 500                 receivers += !subflow->rx_eof;
 501
 502         if (!receivers && !(sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)) {
 503                 /* hopefully temporary hack: propagate shutdown status
 504                  * to msk, when all subflows agree on it
 505                  */
 506                 sk->sk_shutdown |= RCV_SHUTDOWN;
 507
 508                 smp_mb__before_atomic(); /* SHUTDOWN must be visible first */
 509                 set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
 510                 sk->sk_data_ready(sk);
 511         }
 512 }
 513
 514 static bool mptcp_ext_cache_refill(struct mptcp_sock *msk)
 515 {
 516         const struct sock *sk = (const struct sock *)msk;
 517
 518         if (!msk->cached_ext)
 519                 msk->cached_ext = __skb_ext_alloc(sk->sk_allocation);
 520
 521         return !!msk->cached_ext;
 522 }
 523
 524 static struct sock *mptcp_subflow_recv_lookup(const struct mptcp_sock *msk)
 525 {
 526         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 527         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
 528
 529         sock_owned_by_me(sk);
 530
 531         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
 532                 if (subflow->data_avail)
 533                         return mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 534         }
 535
 536         return NULL;
 537 }
 538
 539 static bool mptcp_skb_can_collapse_to(u64 write_seq,
 540                                       const struct sk_buff *skb,
 541                                       const struct mptcp_ext *mpext)
 542 {
 543         if (!tcp_skb_can_collapse_to(skb))
 544                 return false;
 545
 546         /* can collapse only if MPTCP level sequence is in order */
 547         return mpext && mpext->data_seq + mpext->data_len == write_seq;
 548 }
 549
 550 static bool mptcp_frag_can_collapse_to(const struct mptcp_sock *msk,
 551                                        const struct page_frag *pfrag,
 552                                        const struct mptcp_data_frag *df)
 553 {
 554         return df && pfrag->page == df->page &&
 555                 df->data_seq + df->data_len == msk->write_seq;
 556 }
 557
 558 static void dfrag_uncharge(struct sock *sk, int len)
 559 {
 560         sk_mem_uncharge(sk, len);
 561         sk_wmem_queued_add(sk, -len);
 562 }
 563
 564 static void dfrag_clear(struct sock *sk, struct mptcp_data_frag *dfrag)
 565 {
 566         int len = dfrag->data_len + dfrag->overhead;
 567
 568         list_del(&dfrag->list);
 569         dfrag_uncharge(sk, len);
 570         put_page(dfrag->page);
 571 }
 572
 573 static void mptcp_clean_una(struct sock *sk)
 574 {
 575         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 576         struct mptcp_data_frag *dtmp, *dfrag;
 577         bool cleaned = false;
 578         u64 snd_una;
 579
 580         /* on fallback we just need to ignore snd_una, as this is really
 581          * plain TCP
 582          */
 583         if (__mptcp_check_fallback(msk))
 584                 atomic64_set(&msk->snd_una, msk->write_seq);
 585         snd_una = atomic64_read(&msk->snd_una);
 586
 587         list_for_each_entry_safe(dfrag, dtmp, &msk->rtx_queue, list) {
 588                 if (after64(dfrag->data_seq + dfrag->data_len, snd_una))
 589                         break;
 590
 591                 dfrag_clear(sk, dfrag);
 592                 cleaned = true;
 593         }
 594
 595         dfrag = mptcp_rtx_head(sk);
 596         if (dfrag && after64(snd_una, dfrag->data_seq)) {
 597                 u64 delta = snd_una - dfrag->data_seq;
 598
 599                 if (WARN_ON_ONCE(delta > dfrag->data_len))
 600                         goto out;
 601
 602                 dfrag->data_seq += delta;
 603                 dfrag->offset += delta;
 604                 dfrag->data_len -= delta;
 605
 606                 dfrag_uncharge(sk, delta);
 607                 cleaned = true;
 608         }
 609
 610 out:
 611         if (cleaned) {
 612                 sk_mem_reclaim_partial(sk);
 613
 614                 /* Only wake up writers if a subflow is ready */
 615                 if (test_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags))
 616                         sk_stream_write_space(sk);
 617         }
 618 }
 619
 620 /* ensure we get enough memory for the frag hdr, beyond some minimal amount of
 621  * data
 622  */
 623 static bool mptcp_page_frag_refill(struct sock *sk, struct page_frag *pfrag)
 624 {
 625         if (likely(skb_page_frag_refill(32U + sizeof(struct mptcp_data_frag),
 626                                         pfrag, sk->sk_allocation)))
 627                 return true;
 628
 629         sk->sk_prot->enter_memory_pressure(sk);
 630         sk_stream_moderate_sndbuf(sk);
 631         return false;
 632 }
 633
 634 static struct mptcp_data_frag *
 635 mptcp_carve_data_frag(const struct mptcp_sock *msk, struct page_frag *pfrag,
 636                       int orig_offset)
 637 {
 638         int offset = ALIGN(orig_offset, sizeof(long));
 639         struct mptcp_data_frag *dfrag;
 640
 641         dfrag = (struct mptcp_data_frag *)(page_to_virt(pfrag->page) + offset);
 642         dfrag->data_len = 0;
 643         dfrag->data_seq = msk->write_seq;
 644         dfrag->overhead = offset - orig_offset + sizeof(struct mptcp_data_frag);
 645         dfrag->offset = offset + sizeof(struct mptcp_data_frag);
 646         dfrag->page = pfrag->page;
 647
 648         return dfrag;
 649 }
 650
 651 static int mptcp_sendmsg_frag(struct sock *sk, struct sock *ssk,
 652                               struct msghdr *msg, struct mptcp_data_frag *dfrag,
 653                               long *timeo, int *pmss_now,
 654                               int *ps_goal)
 655 {
 656         int mss_now, avail_size, size_goal, offset, ret, frag_truesize = 0;
 657         bool dfrag_collapsed, can_collapse = false;
 658         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 659         struct mptcp_ext *mpext = NULL;
 660         bool retransmission = !!dfrag;
 661         struct sk_buff *skb, *tail;
 662         struct page_frag *pfrag;
 663         struct page *page;
 664         u64 *write_seq;
 665         size_t psize;
 666
 667         /* use the mptcp page cache so that we can easily move the data
 668          * from one substream to another, but do per subflow memory accounting
 669          * Note: pfrag is used only !retransmission, but the compiler if
 670          * fooled into a warning if we don't init here
 671          */
 672         pfrag = sk_page_frag(sk);
 673         if (!retransmission) {
 674                 write_seq = &msk->write_seq;
 675                 page = pfrag->page;
 676         } else {
 677                 write_seq = &dfrag->data_seq;
 678                 page = dfrag->page;
 679         }
 680
 681         /* compute copy limit */
 682         mss_now = tcp_send_mss(ssk, &size_goal, msg->msg_flags);
 683         *pmss_now = mss_now;
 684         *ps_goal = size_goal;
 685         avail_size = size_goal;
 686         skb = tcp_write_queue_tail(ssk);
 687         if (skb) {
 688                 mpext = skb_ext_find(skb, SKB_EXT_MPTCP);
 689
 690                 /* Limit the write to the size available in the
 691                  * current skb, if any, so that we create at most a new skb.
 692                  * Explicitly tells TCP internals to avoid collapsing on later
 693                  * queue management operation, to avoid breaking the ext <->
 694                  * SSN association set here
 695                  */
 696                 can_collapse = (size_goal - skb->len > 0) &&
 697                               mptcp_skb_can_collapse_to(*write_seq, skb, mpext);
 698                 if (!can_collapse)
 699                         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 1;
 700                 else
 701                         avail_size = size_goal - skb->len;
 702         }
 703
 704         if (!retransmission) {
 705                 /* reuse tail pfrag, if possible, or carve a new one from the
 706                  * page allocator
 707                  */
 708                 dfrag = mptcp_rtx_tail(sk);
 709                 offset = pfrag->offset;
 710                 dfrag_collapsed = mptcp_frag_can_collapse_to(msk, pfrag, dfrag);
 711                 if (!dfrag_collapsed) {
 712                         dfrag = mptcp_carve_data_frag(msk, pfrag, offset);
 713                         offset = dfrag->offset;
 714                         frag_truesize = dfrag->overhead;
 715                 }
 716                 psize = min_t(size_t, pfrag->size - offset, avail_size);
 717
 718                 /* Copy to page */
 719                 pr_debug("left=%zu", msg_data_left(msg));
 720                 psize = copy_page_from_iter(pfrag->page, offset,
 721                                             min_t(size_t, msg_data_left(msg),
 722                                                   psize),
 723                                             &msg->msg_iter);
 724                 pr_debug("left=%zu", msg_data_left(msg));
 725                 if (!psize)
 726                         return -EINVAL;
 727
 728                 if (!sk_wmem_schedule(sk, psize + dfrag->overhead)) {
 729                         iov_iter_revert(&msg->msg_iter, psize);
 730                         return -ENOMEM;
 731                 }
 732         } else {
 733                 offset = dfrag->offset;
 734                 psize = min_t(size_t, dfrag->data_len, avail_size);
 735         }
 736
 737         /* tell the TCP stack to delay the push so that we can safely
 738          * access the skb after the sendpages call
 739          */
 740         ret = do_tcp_sendpages(ssk, page, offset, psize,
 741                                msg->msg_flags | MSG_SENDPAGE_NOTLAST | MSG_DONTWAIT);
 742         if (ret <= 0) {
 743                 if (!retransmission)
 744                         iov_iter_revert(&msg->msg_iter, psize);
 745                 return ret;
 746         }
 747
 748         frag_truesize += ret;
 749         if (!retransmission) {
 750                 if (unlikely(ret < psize))
 751                         iov_iter_revert(&msg->msg_iter, psize - ret);
 752
 753                 /* send successful, keep track of sent data for mptcp-level
 754                  * retransmission
 755                  */
 756                 dfrag->data_len += ret;
 757                 if (!dfrag_collapsed) {
 758                         get_page(dfrag->page);
 759                         list_add_tail(&dfrag->list, &msk->rtx_queue);
 760                         sk_wmem_queued_add(sk, frag_truesize);
 761                 } else {
 762                         sk_wmem_queued_add(sk, ret);
 763                 }
 764
 765                 /* charge data on mptcp rtx queue to the master socket
 766                  * Note: we charge such data both to sk and ssk
 767                  */
 768                 sk->sk_forward_alloc -= frag_truesize;
 769         }
 770
 771         /* if the tail skb extension is still the cached one, collapsing
 772          * really happened. Note: we can't check for 'same skb' as the sk_buff
 773          * hdr on tail can be transmitted, freed and re-allocated by the
 774          * do_tcp_sendpages() call
 775          */
 776         tail = tcp_write_queue_tail(ssk);
 777         if (mpext && tail && mpext == skb_ext_find(tail, SKB_EXT_MPTCP)) {
 778                 WARN_ON_ONCE(!can_collapse);
 779                 mpext->data_len += ret;
 780                 goto out;
 781         }
 782
 783         skb = tcp_write_queue_tail(ssk);
 784         mpext = __skb_ext_set(skb, SKB_EXT_MPTCP, msk->cached_ext);
 785         msk->cached_ext = NULL;
 786
 787         memset(mpext, 0, sizeof(*mpext));
 788         mpext->data_seq = *write_seq;
 789         mpext->subflow_seq = mptcp_subflow_ctx(ssk)->rel_write_seq;
 790         mpext->data_len = ret;
 791         mpext->use_map = 1;
 792         mpext->dsn64 = 1;
 793
 794         pr_debug("data_seq=%llu subflow_seq=%u data_len=%u dsn64=%d",
 795                  mpext->data_seq, mpext->subflow_seq, mpext->data_len,
 796                  mpext->dsn64);
 797
 798 out:
 799         if (!retransmission)
 800                 pfrag->offset += frag_truesize;
 801         WRITE_ONCE(*write_seq, *write_seq + ret);
 802         mptcp_subflow_ctx(ssk)->rel_write_seq += ret;
 803
 804         return ret;
 805 }
 806
 807 static void mptcp_nospace(struct mptcp_sock *msk, struct socket *sock)
 808 {
 809         clear_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags);
 810         smp_mb__after_atomic(); /* msk->flags is changed by write_space cb */
 811
 812         /* enables sk->write_space() callbacks */
 813         set_bit(SOCK_NOSPACE, &sock->flags);
 814 }
 815
 816 static struct sock *mptcp_subflow_get_send(struct mptcp_sock *msk)
 817 {
 818         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 819         struct sock *backup = NULL;
 820
 821         sock_owned_by_me((const struct sock *)msk);
 822
 823         if (!mptcp_ext_cache_refill(msk))
 824                 return NULL;
 825
 826         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
 827                 struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 828
 829                 if (!sk_stream_memory_free(ssk)) {
 830                         struct socket *sock = ssk->sk_socket;
 831
 832                         if (sock)
 833                                 mptcp_nospace(msk, sock);
 834
 835                         return NULL;
 836                 }
 837
 838                 if (subflow->backup) {
 839                         if (!backup)
 840                                 backup = ssk;
 841
 842                         continue;
 843                 }
 844
 845                 return ssk;
 846         }
 847
 848         return backup;
 849 }
 850
 851 static void ssk_check_wmem(struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk)
 852 {
 853         struct socket *sock;
 854
 855         if (likely(sk_stream_is_writeable(ssk)))
 856                 return;
 857
 858         sock = READ_ONCE(ssk->sk_socket);
 859         if (sock)
 860                 mptcp_nospace(msk, sock);
 861 }
 862
 863 static int mptcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len)
 864 {
 865         int mss_now = 0, size_goal = 0, ret = 0;
 866         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 867         struct page_frag *pfrag;
 868         size_t copied = 0;
 869         struct sock *ssk;
 870         bool tx_ok;
 871         long timeo;
 872
 873         if (msg->msg_flags & ~(MSG_MORE | MSG_DONTWAIT | MSG_NOSIGNAL))
 874                 return -EOPNOTSUPP;
 875
 876         lock_sock(sk);
 877
 878         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 879
 880         if ((1 << sk->sk_state) & ~(TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT)) {
 881                 ret = sk_stream_wait_connect(sk, &timeo);
 882                 if (ret)
 883                         goto out;
 884         }
 885
 886         pfrag = sk_page_frag(sk);
 887 restart:
 888         mptcp_clean_una(sk);
 889
 890         if (sk->sk_err || (sk->sk_shutdown & SEND_SHUTDOWN)) {
 891                 ret = -EPIPE;
 892                 goto out;
 893         }
 894
 895 wait_for_sndbuf:
 896         __mptcp_flush_join_list(msk);
 897         ssk = mptcp_subflow_get_send(msk);
 898         while (!sk_stream_memory_free(sk) ||
 899                !ssk ||
 900                !mptcp_page_frag_refill(ssk, pfrag)) {
 901                 if (ssk) {
 902                         /* make sure retransmit timer is
 903                          * running before we wait for memory.
 904                          *
 905                          * The retransmit timer might be needed
 906                          * to make the peer send an up-to-date
 907                          * MPTCP Ack.
 908                          */
 909                         mptcp_set_timeout(sk, ssk);
 910                         if (!mptcp_timer_pending(sk))
 911                                 mptcp_reset_timer(sk);
 912                 }
 913
 914                 ret = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
 915                 if (ret)
 916                         goto out;
 917
 918                 mptcp_clean_una(sk);
 919
 920                 ssk = mptcp_subflow_get_send(msk);
 921                 if (list_empty(&msk->conn_list)) {
 922                         ret = -ENOTCONN;
 923                         goto out;
 924                 }
 925         }
 926
 927         pr_debug("conn_list->subflow=%p", ssk);
 928
 929         lock_sock(ssk);
 930         tx_ok = msg_data_left(msg);
 931         while (tx_ok) {
 932                 ret = mptcp_sendmsg_frag(sk, ssk, msg, NULL, &timeo, &mss_now,
 933                                          &size_goal);
 934                 if (ret < 0) {
 935                         if (ret == -EAGAIN && timeo > 0) {
 936                                 mptcp_set_timeout(sk, ssk);
 937                                 release_sock(ssk);
 938                                 goto restart;
 939                         }
 940                         break;
 941                 }
 942
 943                 copied += ret;
 944
 945                 tx_ok = msg_data_left(msg);
 946                 if (!tx_ok)
 947                         break;
 948
 949                 if (!sk_stream_memory_free(ssk) ||
 950                     !mptcp_page_frag_refill(ssk, pfrag) ||
 951                     !mptcp_ext_cache_refill(msk)) {
 952                         set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
 953                         tcp_push(ssk, msg->msg_flags, mss_now,
 954                                  tcp_sk(ssk)->nonagle, size_goal);
 955                         mptcp_set_timeout(sk, ssk);
 956                         release_sock(ssk);
 957                         goto restart;
 958                 }
 959
 960                 /* memory is charged to mptcp level socket as well, i.e.
 961                  * if msg is very large, mptcp socket may run out of buffer
 962                  * space.  mptcp_clean_una() will release data that has
 963                  * been acked at mptcp level in the mean time, so there is
 964                  * a good chance we can continue sending data right away.
 965                  *
 966                  * Normally, when the tcp subflow can accept more data, then
 967                  * so can the MPTCP socket.  However, we need to cope with
 968                  * peers that might lag behind in their MPTCP-level
 969                  * acknowledgements, i.e.  data might have been acked at
 970                  * tcp level only.  So, we must also check the MPTCP socket
 971                  * limits before we send more data.
 972                  */
 973                 if (unlikely(!sk_stream_memory_free(sk))) {
 974                         tcp_push(ssk, msg->msg_flags, mss_now,
 975                                  tcp_sk(ssk)->nonagle, size_goal);
 976                         mptcp_clean_una(sk);
 977                         if (!sk_stream_memory_free(sk)) {
 978                                 /* can't send more for now, need to wait for
 979                                  * MPTCP-level ACKs from peer.
 980                                  *
 981                                  * Wakeup will happen via mptcp_clean_una().
 982                                  */
 983                                 mptcp_set_timeout(sk, ssk);
 984                                 release_sock(ssk);
 985                                 goto wait_for_sndbuf;
 986                         }
 987                 }
 988         }
 989
 990         mptcp_set_timeout(sk, ssk);
 991         if (copied) {
 992                 tcp_push(ssk, msg->msg_flags, mss_now, tcp_sk(ssk)->nonagle,
 993                          size_goal);
 994
 995                 /* start the timer, if it's not pending */
 996                 if (!mptcp_timer_pending(sk))
 997                         mptcp_reset_timer(sk);
 998         }
 999
1000         ssk_check_wmem(msk, ssk);
1001         release_sock(ssk);
1002 out:
1003         release_sock(sk);
1004         return copied ? : ret;
1005 }
1006
1007 static void mptcp_wait_data(struct sock *sk, long *timeo)
1008 {
1009         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
1010         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1011
1012         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
1013         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
1014
1015         sk_wait_event(sk, timeo,
1016                       test_and_clear_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags), &wait);
1017
1018         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
1019         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
1020 }
1021
1022 static int __mptcp_recvmsg_mskq(struct mptcp_sock *msk,
1023                                 struct msghdr *msg,
1024                                 size_t len)
1025 {
1026         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
1027         struct sk_buff *skb;
1028         int copied = 0;
1029
1030         while ((skb = skb_peek(&sk->sk_receive_queue)) != NULL) {
1031                 u32 offset = MPTCP_SKB_CB(skb)->offset;
1032                 u32 data_len = skb->len - offset;
1033                 u32 count = min_t(size_t, len - copied, data_len);
1034                 int err;
1035
1036                 err = skb_copy_datagram_msg(skb, offset, msg, count);
1037                 if (unlikely(err < 0)) {
1038                         if (!copied)
1039                                 return err;
1040                         break;
1041                 }
1042
1043                 copied += count;
1044
1045                 if (count < data_len) {
1046                         MPTCP_SKB_CB(skb)->offset += count;
1047                         break;
1048                 }
1049
1050                 __skb_unlink(skb, &sk->sk_receive_queue);
1051                 __kfree_skb(skb);
1052
1053                 if (copied >= len)
1054                         break;
1055         }
1056
1057         return copied;
1058 }
1059
1060 /* receive buffer autotuning.  See tcp_rcv_space_adjust for more information.
1061  *
1062  * Only difference: Use highest rtt estimate of the subflows in use.
1063  */
1064 static void mptcp_rcv_space_adjust(struct mptcp_sock *msk, int copied)
1065 {
1066         struct mptcp_subflow_context *subflow;
1067         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
1068         u32 time, advmss = 1;
1069         u64 rtt_us, mstamp;
1070
1071         sock_owned_by_me(sk);
1072
1073         if (copied <= 0)
1074                 return;
1075
1076         msk->rcvq_space.copied += copied;
1077
1078         mstamp = div_u64(tcp_clock_ns(), NSEC_PER_USEC);
1079         time = tcp_stamp_us_delta(mstamp, msk->rcvq_space.time);
1080
1081         rtt_us = msk->rcvq_space.rtt_us;
1082         if (rtt_us && time < (rtt_us >> 3))
1083                 return;
1084
1085         rtt_us = 0;
1086         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
1087                 const struct tcp_sock *tp;
1088                 u64 sf_rtt_us;
1089                 u32 sf_advmss;
1090
1091                 tp = tcp_sk(mptcp_subflow_tcp_sock(subflow));
1092
1093                 sf_rtt_us = READ_ONCE(tp->rcv_rtt_est.rtt_us);
1094                 sf_advmss = READ_ONCE(tp->advmss);
1095
1096                 rtt_us = max(sf_rtt_us, rtt_us);
1097                 advmss = max(sf_advmss, advmss);
1098         }
1099
1100         msk->rcvq_space.rtt_us = rtt_us;
1101         if (time < (rtt_us >> 3) || rtt_us == 0)
1102                 return;
1103
1104         if (msk->rcvq_space.copied <= msk->rcvq_space.space)
1105                 goto new_measure;
1106
1107         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_moderate_rcvbuf &&
1108             !(sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK)) {
1109                 int rcvmem, rcvbuf;
1110                 u64 rcvwin, grow;
1111
1112                 rcvwin = ((u64)msk->rcvq_space.copied << 1) + 16 * advmss;
1113
1114                 grow = rcvwin * (msk->rcvq_space.copied - msk->rcvq_space.space);
1115
1116                 do_div(grow, msk->rcvq_space.space);
1117                 rcvwin += (grow << 1);
1118
1119                 rcvmem = SKB_TRUESIZE(advmss + MAX_TCP_HEADER);
1120                 while (tcp_win_from_space(sk, rcvmem) < advmss)
1121                         rcvmem += 128;
1122
1123                 do_div(rcvwin, advmss);
1124                 rcvbuf = min_t(u64, rcvwin * rcvmem,
1125                                sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]);
1126
1127                 if (rcvbuf > sk->sk_rcvbuf) {
1128                         u32 window_clamp;
1129
1130                         window_clamp = tcp_win_from_space(sk, rcvbuf);
1131                         WRITE_ONCE(sk->sk_rcvbuf, rcvbuf);
1132
1133                         /* Make subflows follow along.  If we do not do this, we
1134                          * get drops at subflow level if skbs can't be moved to
1135                          * the mptcp rx queue fast enough (announced rcv_win can
1136                          * exceed ssk->sk_rcvbuf).
1137                          */
1138                         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
1139                                 struct sock *ssk;
1140
1141                                 ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
1142                                 WRITE_ONCE(ssk->sk_rcvbuf, rcvbuf);
1143                                 tcp_sk(ssk)->window_clamp = window_clamp;
1144                         }
1145                 }
1146         }
1147
1148         msk->rcvq_space.space = msk->rcvq_space.copied;
1149 new_measure:
1150         msk->rcvq_space.copied = 0;
1151         msk->rcvq_space.time = mstamp;
1152 }
1153
1154 static bool __mptcp_move_skbs(struct mptcp_sock *msk)
1155 {
1156         unsigned int moved = 0;
1157         bool done;
1158
1159         do {
1160                 struct sock *ssk = mptcp_subflow_recv_lookup(msk);
1161
1162                 if (!ssk)
1163                         break;
1164
1165                 lock_sock(ssk);
1166                 done = __mptcp_move_skbs_from_subflow(msk, ssk, &moved);
1167                 release_sock(ssk);
1168         } while (!done);
1169
1170         return moved > 0;
1171 }
1172
1173 static int mptcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
1174                          int nonblock, int flags, int *addr_len)
1175 {
1176         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1177         int copied = 0;
1178         int target;
1179         long timeo;
1180
1181         if (msg->msg_flags & ~(MSG_WAITALL | MSG_DONTWAIT))
1182                 return -EOPNOTSUPP;
1183
1184         lock_sock(sk);
1185         timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
1186
1187         len = min_t(size_t, len, INT_MAX);
1188         target = sock_rcvlowat(sk, flags & MSG_WAITALL, len);
1189         __mptcp_flush_join_list(msk);
1190
1191         while (len > (size_t)copied) {
1192                 int bytes_read;
1193
1194                 bytes_read = __mptcp_recvmsg_mskq(msk, msg, len - copied);
1195                 if (unlikely(bytes_read < 0)) {
1196                         if (!copied)
1197                                 copied = bytes_read;
1198                         goto out_err;
1199                 }
1200
1201                 copied += bytes_read;
1202
1203                 if (skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) &&
1204                     __mptcp_move_skbs(msk))
1205                         continue;
1206
1207                 /* only the master socket status is relevant here. The exit
1208                  * conditions mirror closely tcp_recvmsg()
1209                  */
1210                 if (copied >= target)
1211                         break;
1212
1213                 if (copied) {
1214                         if (sk->sk_err ||
1215                             sk->sk_state == TCP_CLOSE ||
1216                             (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN) ||
1217                             !timeo ||
1218                             signal_pending(current))
1219                                 break;
1220                 } else {
1221                         if (sk->sk_err) {
1222                                 copied = sock_error(sk);
1223                                 break;
1224                         }
1225
1226                         if (test_and_clear_bit(MPTCP_WORK_EOF, &msk->flags))
1227                                 mptcp_check_for_eof(msk);
1228
1229                         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
1230                                 break;
1231
1232                         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
1233                                 copied = -ENOTCONN;
1234                                 break;
1235                         }
1236
1237                         if (!timeo) {
1238                                 copied = -EAGAIN;
1239                                 break;
1240                         }
1241
1242                         if (signal_pending(current)) {
1243                                 copied = sock_intr_errno(timeo);
1244                                 break;
1245                         }
1246                 }
1247
1248                 pr_debug("block timeout %ld", timeo);
1249                 mptcp_wait_data(sk, &timeo);
1250         }
1251
1252         if (skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue)) {
1253                 /* entire backlog drained, clear DATA_READY. */
1254                 clear_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
1255
1256                 /* .. race-breaker: ssk might have gotten new data
1257                  * after last __mptcp_move_skbs() returned false.
1258                  */
1259                 if (unlikely(__mptcp_move_skbs(msk)))
1260                         set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
1261         } else if (unlikely(!test_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags))) {
1262                 /* data to read but mptcp_wait_data() cleared DATA_READY */
1263                 set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
1264         }
1265 out_err:
1266         mptcp_rcv_space_adjust(msk, copied);
1267
1268         release_sock(sk);
1269         return copied;
1270 }
1271
1272 static void mptcp_retransmit_handler(struct sock *sk)
1273 {
1274         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1275
1276         if (atomic64_read(&msk->snd_una) == READ_ONCE(msk->write_seq)) {
1277                 mptcp_stop_timer(sk);
1278         } else {
1279                 set_bit(MPTCP_WORK_RTX, &msk->flags);
1280                 if (schedule_work(&msk->work))
1281                         sock_hold(sk);
1282         }
1283 }
1284
1285 static void mptcp_retransmit_timer(struct timer_list *t)
1286 {
1287         struct inet_connection_sock *icsk = from_timer(icsk, t,
1288                                                        icsk_retransmit_timer);
1289         struct sock *sk = &icsk->icsk_inet.sk;
1290
1291         bh_lock_sock(sk);
1292         if (!sock_owned_by_user(sk)) {
1293                 mptcp_retransmit_handler(sk);
1294         } else {
1295                 /* delegate our work to tcp_release_cb() */
1296                 if (!test_and_set_bit(TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED,
1297                                       &sk->sk_tsq_flags))
1298                         sock_hold(sk);
1299         }
1300         bh_unlock_sock(sk);
1301         sock_put(sk);
1302 }
1303
1304 /* Find an idle subflow.  Return NULL if there is unacked data at tcp
1305  * level.
1306  *
1307  * A backup subflow is returned only if that is the only kind available.
1308  */
1309 static struct sock *mptcp_subflow_get_retrans(const struct mptcp_sock *msk)
1310 {
1311         struct mptcp_subflow_context *subflow;
1312         struct sock *backup = NULL;
1313
1314         sock_owned_by_me((const struct sock *)msk);
1315
1316         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
1317                 struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
1318
1319                 /* still data outstanding at TCP level?  Don't retransmit. */
1320                 if (!tcp_write_queue_empty(ssk))
1321                         return NULL;
1322
1323                 if (subflow->backup) {
1324                         if (!backup)
1325                                 backup = ssk;
1326                         continue;
1327                 }
1328
1329                 return ssk;
1330         }
1331
1332         return backup;
1333 }
1334
1335 /* subflow sockets can be either outgoing (connect) or incoming
1336  * (accept).
1337  *
1338  * Outgoing subflows use in-kernel sockets.
1339  * Incoming subflows do not have their own 'struct socket' allocated,
1340  * so we need to use tcp_close() after detaching them from the mptcp
1341  * parent socket.
1342  */
1343 static void __mptcp_close_ssk(struct sock *sk, struct sock *ssk,
1344                               struct mptcp_subflow_context *subflow,
1345                               long timeout)
1346 {
1347         struct socket *sock = READ_ONCE(ssk->sk_socket);
1348
1349         list_del(&subflow->node);
1350
1351         if (sock && sock != sk->sk_socket) {
1352                 /* outgoing subflow */
1353                 sock_release(sock);
1354         } else {
1355                 /* incoming subflow */
1356                 tcp_close(ssk, timeout);
1357         }
1358 }
1359
1360 static unsigned int mptcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1361 {
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 static void pm_work(struct mptcp_sock *msk)
1366 {
1367         struct mptcp_pm_data *pm = &msk->pm;
1368
1369         spin_lock_bh(&msk->pm.lock);
1370
1371         pr_debug("msk=%p status=%x", msk, pm->status);
1372         if (pm->status & BIT(MPTCP_PM_ADD_ADDR_RECEIVED)) {
1373                 pm->status &= ~BIT(MPTCP_PM_ADD_ADDR_RECEIVED);
1374                 mptcp_pm_nl_add_addr_received(msk);
1375         }
1376         if (pm->status & BIT(MPTCP_PM_ESTABLISHED)) {
1377                 pm->status &= ~BIT(MPTCP_PM_ESTABLISHED);
1378                 mptcp_pm_nl_fully_established(msk);
1379         }
1380         if (pm->status & BIT(MPTCP_PM_SUBFLOW_ESTABLISHED)) {
1381                 pm->status &= ~BIT(MPTCP_PM_SUBFLOW_ESTABLISHED);
1382                 mptcp_pm_nl_subflow_established(msk);
1383         }
1384
1385         spin_unlock_bh(&msk->pm.lock);
1386 }
1387
1388 static void mptcp_worker(struct work_struct *work)
1389 {
1390         struct mptcp_sock *msk = container_of(work, struct mptcp_sock, work);
1391         struct sock *ssk, *sk = &msk->sk.icsk_inet.sk;
1392         int orig_len, orig_offset, mss_now = 0, size_goal = 0;
1393         struct mptcp_data_frag *dfrag;
1394         u64 orig_write_seq;
1395         size_t copied = 0;
1396         struct msghdr msg = {
1397                 .msg_flags = MSG_DONTWAIT,
1398         };
1399         long timeo = 0;
1400
1401         lock_sock(sk);
1402         mptcp_clean_una(sk);
1403         mptcp_check_data_fin_ack(sk);
1404         __mptcp_flush_join_list(msk);
1405         __mptcp_move_skbs(msk);
1406
1407         if (msk->pm.status)
1408                 pm_work(msk);
1409
1410         if (test_and_clear_bit(MPTCP_WORK_EOF, &msk->flags))
1411                 mptcp_check_for_eof(msk);
1412
1413         mptcp_check_data_fin(sk);
1414
1415         if (!test_and_clear_bit(MPTCP_WORK_RTX, &msk->flags))
1416                 goto unlock;
1417
1418         dfrag = mptcp_rtx_head(sk);
1419         if (!dfrag)
1420                 goto unlock;
1421
1422         if (!mptcp_ext_cache_refill(msk))
1423                 goto reset_unlock;
1424
1425         ssk = mptcp_subflow_get_retrans(msk);
1426         if (!ssk)
1427                 goto reset_unlock;
1428
1429         lock_sock(ssk);
1430
1431         orig_len = dfrag->data_len;
1432         orig_offset = dfrag->offset;
1433         orig_write_seq = dfrag->data_seq;
1434         while (dfrag->data_len > 0) {
1435                 int ret = mptcp_sendmsg_frag(sk, ssk, &msg, dfrag, &timeo,
1436                                              &mss_now, &size_goal);
1437                 if (ret < 0)
1438                         break;
1439
1440                 MPTCP_INC_STATS(sock_net(sk), MPTCP_MIB_RETRANSSEGS);
1441                 copied += ret;
1442                 dfrag->data_len -= ret;
1443                 dfrag->offset += ret;
1444
1445                 if (!mptcp_ext_cache_refill(msk))
1446                         break;
1447         }
1448         if (copied)
1449                 tcp_push(ssk, msg.msg_flags, mss_now, tcp_sk(ssk)->nonagle,
1450                          size_goal);
1451
1452         dfrag->data_seq = orig_write_seq;
1453         dfrag->offset = orig_offset;
1454         dfrag->data_len = orig_len;
1455
1456         mptcp_set_timeout(sk, ssk);
1457         release_sock(ssk);
1458
1459 reset_unlock:
1460         if (!mptcp_timer_pending(sk))
1461                 mptcp_reset_timer(sk);
1462
1463 unlock:
1464         release_sock(sk);
1465         sock_put(sk);
1466 }
1467
1468 static int __mptcp_init_sock(struct sock *sk)
1469 {
1470         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1471
1472         spin_lock_init(&msk->join_list_lock);
1473
1474         INIT_LIST_HEAD(&msk->conn_list);
1475         INIT_LIST_HEAD(&msk->join_list);
1476         INIT_LIST_HEAD(&msk->rtx_queue);
1477         __set_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags);
1478         INIT_WORK(&msk->work, mptcp_worker);
1479
1480         msk->first = NULL;
1481         inet_csk(sk)->icsk_sync_mss = mptcp_sync_mss;
1482
1483         mptcp_pm_data_init(msk);
1484
1485         /* re-use the csk retrans timer for MPTCP-level retrans */
1486         timer_setup(&msk->sk.icsk_retransmit_timer, mptcp_retransmit_timer, 0);
1487
1488         return 0;
1489 }
1490
1491 static int mptcp_init_sock(struct sock *sk)
1492 {
1493         struct net *net = sock_net(sk);
1494         int ret;
1495
1496         if (!mptcp_is_enabled(net))
1497                 return -ENOPROTOOPT;
1498
1499         if (unlikely(!net->mib.mptcp_statistics) && !mptcp_mib_alloc(net))
1500                 return -ENOMEM;
1501
1502         ret = __mptcp_init_sock(sk);
1503         if (ret)
1504                 return ret;
1505
1506         ret = __mptcp_socket_create(mptcp_sk(sk));
1507         if (ret)
1508                 return ret;
1509
1510         sk_sockets_allocated_inc(sk);
1511         sk->sk_rcvbuf = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[1];
1512         sk->sk_sndbuf = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_wmem[2];
1513
1514         return 0;
1515 }
1516
1517 static void __mptcp_clear_xmit(struct sock *sk)
1518 {
1519         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1520         struct mptcp_data_frag *dtmp, *dfrag;
1521
1522         sk_stop_timer(sk, &msk->sk.icsk_retransmit_timer);
1523
1524         list_for_each_entry_safe(dfrag, dtmp, &msk->rtx_queue, list)
1525                 dfrag_clear(sk, dfrag);
1526 }
1527
1528 static void mptcp_cancel_work(struct sock *sk)
1529 {
1530         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1531
1532         if (cancel_work_sync(&msk->work))
1533                 sock_put(sk);
1534 }
1535
1536 static void mptcp_subflow_shutdown(struct sock *sk, struct sock *ssk, int how)
1537 {
1538         lock_sock(ssk);
1539
1540         switch (ssk->sk_state) {
1541         case TCP_LISTEN:
1542                 if (!(how & RCV_SHUTDOWN))
1543                         break;
1544                 /* fall through */
1545         case TCP_SYN_SENT:
1546                 tcp_disconnect(ssk, O_NONBLOCK);
1547                 break;
1548         default:
1549                 if (__mptcp_check_fallback(mptcp_sk(sk))) {
1550                         pr_debug("Fallback");
1551                         ssk->sk_shutdown |= how;
1552                         tcp_shutdown(ssk, how);
1553                 } else {
1554                         pr_debug("Sending DATA_FIN on subflow %p", ssk);
1555                         mptcp_set_timeout(sk, ssk);
1556                         tcp_send_ack(ssk);
1557                 }
1558                 break;
1559         }
1560
1561         release_sock(ssk);
1562 }
1563
1564 static const unsigned char new_state[16] = {
1565         /* current state:     new state:      action:   */
1566         [0 /* (Invalid) */] = TCP_CLOSE,
1567         [TCP_ESTABLISHED]   = TCP_FIN_WAIT1 | TCP_ACTION_FIN,
1568         [TCP_SYN_SENT]      = TCP_CLOSE,
1569         [TCP_SYN_RECV]      = TCP_FIN_WAIT1 | TCP_ACTION_FIN,
1570         [TCP_FIN_WAIT1]     = TCP_FIN_WAIT1,
1571         [TCP_FIN_WAIT2]     = TCP_FIN_WAIT2,
1572         [TCP_TIME_WAIT]     = TCP_CLOSE,        /* should not happen ! */
1573         [TCP_CLOSE]         = TCP_CLOSE,
1574         [TCP_CLOSE_WAIT]    = TCP_LAST_ACK  | TCP_ACTION_FIN,
1575         [TCP_LAST_ACK]      = TCP_LAST_ACK,
1576         [TCP_LISTEN]        = TCP_CLOSE,
1577         [TCP_CLOSING]       = TCP_CLOSING,
1578         [TCP_NEW_SYN_RECV]  = TCP_CLOSE,        /* should not happen ! */
1579 };
1580
1581 static int mptcp_close_state(struct sock *sk)
1582 {
1583         int next = (int)new_state[sk->sk_state];
1584         int ns = next & TCP_STATE_MASK;
1585
1586         inet_sk_state_store(sk, ns);
1587
1588         return next & TCP_ACTION_FIN;
1589 }
1590
1591 static void mptcp_close(struct sock *sk, long timeout)
1592 {
1593         struct mptcp_subflow_context *subflow, *tmp;
1594         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1595         LIST_HEAD(conn_list);
1596
1597         lock_sock(sk);
1598         sk->sk_shutdown = SHUTDOWN_MASK;
1599
1600         if (sk->sk_state == TCP_LISTEN) {
1601                 inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSE);
1602                 goto cleanup;
1603         } else if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
1604                 goto cleanup;
1605         }
1606
1607         if (__mptcp_check_fallback(msk)) {
1608                 goto update_state;
1609         } else if (mptcp_close_state(sk)) {
1610                 pr_debug("Sending DATA_FIN sk=%p", sk);
1611                 WRITE_ONCE(msk->write_seq, msk->write_seq + 1);
1612                 WRITE_ONCE(msk->snd_data_fin_enable, 1);
1613
1614                 mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
1615                         struct sock *tcp_sk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
1616
1617                         mptcp_subflow_shutdown(sk, tcp_sk, SHUTDOWN_MASK);
1618                 }
1619         }
1620
1621         sk_stream_wait_close(sk, timeout);
1622
1623 update_state:
1624         inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSE);
1625
1626 cleanup:
1627         /* be sure to always acquire the join list lock, to sync vs
1628          * mptcp_finish_join().
1629          */
1630         spin_lock_bh(&msk->join_list_lock);
1631         list_splice_tail_init(&msk->join_list, &msk->conn_list);
1632         spin_unlock_bh(&msk->join_list_lock);
1633         list_splice_init(&msk->conn_list, &conn_list);
1634
1635         __mptcp_clear_xmit(sk);
1636
1637         release_sock(sk);
1638
1639         list_for_each_entry_safe(subflow, tmp, &conn_list, node) {
1640                 struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
1641                 __mptcp_close_ssk(sk, ssk, subflow, timeout);
1642         }
1643
1644         mptcp_cancel_work(sk);
1645
1646         __skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
1647
1648         sk_common_release(sk);
1649 }
1650
1651 static void mptcp_copy_inaddrs(struct sock *msk, const struct sock *ssk)
1652 {
1653 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
1654         const struct ipv6_pinfo *ssk6 = inet6_sk(ssk);
1655         struct ipv6_pinfo *msk6 = inet6_sk(msk);
1656
1657         msk->sk_v6_daddr = ssk->sk_v6_daddr;
1658         msk->sk_v6_rcv_saddr = ssk->sk_v6_rcv_saddr;
1659
1660         if (msk6 && ssk6) {
1661                 msk6->saddr = ssk6->saddr;
1662                 msk6->flow_label = ssk6->flow_label;
1663         }
1664 #endif
1665
1666         inet_sk(msk)->inet_num = inet_sk(ssk)->inet_num;
1667         inet_sk(msk)->inet_dport = inet_sk(ssk)->inet_dport;
1668         inet_sk(msk)->inet_sport = inet_sk(ssk)->inet_sport;
1669         inet_sk(msk)->inet_daddr = inet_sk(ssk)->inet_daddr;
1670         inet_sk(msk)->inet_saddr = inet_sk(ssk)->inet_saddr;
1671         inet_sk(msk)->inet_rcv_saddr = inet_sk(ssk)->inet_rcv_saddr;
1672 }
1673
1674 static int mptcp_disconnect(struct sock *sk, int flags)
1675 {
1676         /* Should never be called.
1677          * inet_stream_connect() calls ->disconnect, but that
1678          * refers to the subflow socket, not the mptcp one.
1679          */
1680         WARN_ON_ONCE(1);
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
1685 static struct ipv6_pinfo *mptcp_inet6_sk(const struct sock *sk)
1686 {
1687         unsigned int offset = sizeof(struct mptcp6_sock) - sizeof(struct ipv6_pinfo);
1688
1689         return (struct ipv6_pinfo *)(((u8 *)sk) + offset);
1690 }
1691 #endif
1692
1693 struct sock *mptcp_sk_clone(const struct sock *sk,
1694                             const struct mptcp_options_received *mp_opt,
1695                             struct request_sock *req)
1696 {
1697         struct mptcp_subflow_request_sock *subflow_req = mptcp_subflow_rsk(req);
1698         struct sock *nsk = sk_clone_lock(sk, GFP_ATOMIC);
1699         struct mptcp_sock *msk;
1700         u64 ack_seq;
1701
1702         if (!nsk)
1703                 return NULL;
1704
1705 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
1706         if (nsk->sk_family == AF_INET6)
1707                 inet_sk(nsk)->pinet6 = mptcp_inet6_sk(nsk);
1708 #endif
1709
1710         __mptcp_init_sock(nsk);
1711
1712         msk = mptcp_sk(nsk);
1713         msk->local_key = subflow_req->local_key;
1714         msk->token = subflow_req->token;
1715         msk->subflow = NULL;
1716         WRITE_ONCE(msk->fully_established, false);
1717
1718         msk->write_seq = subflow_req->idsn + 1;
1719         atomic64_set(&msk->snd_una, msk->write_seq);
1720         if (mp_opt->mp_capable) {
1721                 msk->can_ack = true;
1722                 msk->remote_key = mp_opt->sndr_key;
1723                 mptcp_crypto_key_sha(msk->remote_key, NULL, &ack_seq);
1724                 ack_seq++;
1725                 msk->ack_seq = ack_seq;
1726         }
1727
1728         sock_reset_flag(nsk, SOCK_RCU_FREE);
1729         /* will be fully established after successful MPC subflow creation */
1730         inet_sk_state_store(nsk, TCP_SYN_RECV);
1731         bh_unlock_sock(nsk);
1732
1733         /* keep a single reference */
1734         __sock_put(nsk);
1735         return nsk;
1736 }
1737
1738 void mptcp_rcv_space_init(struct mptcp_sock *msk, const struct sock *ssk)
1739 {
1740         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(ssk);
1741
1742         msk->rcvq_space.copied = 0;
1743         msk->rcvq_space.rtt_us = 0;
1744
1745         msk->rcvq_space.time = tp->tcp_mstamp;
1746
1747         /* initial rcv_space offering made to peer */
1748         msk->rcvq_space.space = min_t(u32, tp->rcv_wnd,
1749                                       TCP_INIT_CWND * tp->advmss);
1750         if (msk->rcvq_space.space == 0)
1751                 msk->rcvq_space.space = TCP_INIT_CWND * TCP_MSS_DEFAULT;
1752 }
1753
1754 static struct sock *mptcp_accept(struct sock *sk, int flags, int *err,
1755                                  bool kern)
1756 {
1757         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1758         struct socket *listener;
1759         struct sock *newsk;
1760
1761         listener = __mptcp_nmpc_socket(msk);
1762         if (WARN_ON_ONCE(!listener)) {
1763                 *err = -EINVAL;
1764                 return NULL;
1765         }
1766
1767         pr_debug("msk=%p, listener=%p", msk, mptcp_subflow_ctx(listener->sk));
1768         newsk = inet_csk_accept(listener->sk, flags, err, kern);
1769         if (!newsk)
1770                 return NULL;
1771
1772         pr_debug("msk=%p, subflow is mptcp=%d", msk, sk_is_mptcp(newsk));
1773         if (sk_is_mptcp(newsk)) {
1774                 struct mptcp_subflow_context *subflow;
1775                 struct sock *new_mptcp_sock;
1776                 struct sock *ssk = newsk;
1777
1778                 subflow = mptcp_subflow_ctx(newsk);
1779                 new_mptcp_sock = subflow->conn;
1780
1781                 /* is_mptcp should be false if subflow->conn is missing, see
1782                  * subflow_syn_recv_sock()
1783                  */
1784                 if (WARN_ON_ONCE(!new_mptcp_sock)) {
1785                         tcp_sk(newsk)->is_mptcp = 0;
1786                         return newsk;
1787                 }
1788
1789                 /* acquire the 2nd reference for the owning socket */
1790                 sock_hold(new_mptcp_sock);
1791
1792                 local_bh_disable();
1793                 bh_lock_sock(new_mptcp_sock);
1794                 msk = mptcp_sk(new_mptcp_sock);
1795                 msk->first = newsk;
1796
1797                 newsk = new_mptcp_sock;
1798                 mptcp_copy_inaddrs(newsk, ssk);
1799                 list_add(&subflow->node, &msk->conn_list);
1800
1801                 mptcp_rcv_space_init(msk, ssk);
1802                 bh_unlock_sock(new_mptcp_sock);
1803
1804                 __MPTCP_INC_STATS(sock_net(sk), MPTCP_MIB_MPCAPABLEPASSIVEACK);
1805                 local_bh_enable();
1806         } else {
1807                 MPTCP_INC_STATS(sock_net(sk),
1808                                 MPTCP_MIB_MPCAPABLEPASSIVEFALLBACK);
1809         }
1810
1811         return newsk;
1812 }
1813
1814 static void mptcp_destroy(struct sock *sk)
1815 {
1816         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1817
1818         mptcp_token_destroy(msk);
1819         if (msk->cached_ext)
1820                 __skb_ext_put(msk->cached_ext);
1821
1822         sk_sockets_allocated_dec(sk);
1823 }
1824
1825 static int mptcp_setsockopt_sol_socket(struct mptcp_sock *msk, int optname,
1826                                        sockptr_t optval, unsigned int optlen)
1827 {
1828         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
1829         struct socket *ssock;
1830         int ret;
1831
1832         switch (optname) {
1833         case SO_REUSEPORT:
1834         case SO_REUSEADDR:
1835                 lock_sock(sk);
1836                 ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
1837                 if (!ssock) {
1838                         release_sock(sk);
1839                         return -EINVAL;
1840                 }
1841
1842                 ret = sock_setsockopt(ssock, SOL_SOCKET, optname, optval, optlen);
1843                 if (ret == 0) {
1844                         if (optname == SO_REUSEPORT)
1845                                 sk->sk_reuseport = ssock->sk->sk_reuseport;
1846                         else if (optname == SO_REUSEADDR)
1847                                 sk->sk_reuse = ssock->sk->sk_reuse;
1848                 }
1849                 release_sock(sk);
1850                 return ret;
1851         }
1852
1853         return sock_setsockopt(sk->sk_socket, SOL_SOCKET, optname, optval, optlen);
1854 }
1855
1856 static int mptcp_setsockopt_v6(struct mptcp_sock *msk, int optname,
1857                                sockptr_t optval, unsigned int optlen)
1858 {
1859         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
1860         int ret = -EOPNOTSUPP;
1861         struct socket *ssock;
1862
1863         switch (optname) {
1864         case IPV6_V6ONLY:
1865                 lock_sock(sk);
1866                 ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
1867                 if (!ssock) {
1868                         release_sock(sk);
1869                         return -EINVAL;
1870                 }
1871
1872                 ret = tcp_setsockopt(ssock->sk, SOL_IPV6, optname, optval, optlen);
1873                 if (ret == 0)
1874                         sk->sk_ipv6only = ssock->sk->sk_ipv6only;
1875
1876                 release_sock(sk);
1877                 break;
1878         }
1879
1880         return ret;
1881 }
1882
1883 static int mptcp_setsockopt(struct sock *sk, int level, int optname,
1884                             sockptr_t optval, unsigned int optlen)
1885 {
1886         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1887         struct sock *ssk;
1888
1889         pr_debug("msk=%p", msk);
1890
1891         if (level == SOL_SOCKET)
1892                 return mptcp_setsockopt_sol_socket(msk, optname, optval, optlen);
1893
1894         /* @@ the meaning of setsockopt() when the socket is connected and
1895          * there are multiple subflows is not yet defined. It is up to the
1896          * MPTCP-level socket to configure the subflows until the subflow
1897          * is in TCP fallback, when TCP socket options are passed through
1898          * to the one remaining subflow.
1899          */
1900         lock_sock(sk);
1901         ssk = __mptcp_tcp_fallback(msk);
1902         release_sock(sk);
1903         if (ssk)
1904                 return tcp_setsockopt(ssk, level, optname, optval, optlen);
1905
1906         if (level == SOL_IPV6)
1907                 return mptcp_setsockopt_v6(msk, optname, optval, optlen);
1908
1909         return -EOPNOTSUPP;
1910 }
1911
1912 static int mptcp_getsockopt(struct sock *sk, int level, int optname,
1913                             char __user *optval, int __user *option)
1914 {
1915         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1916         struct sock *ssk;
1917
1918         pr_debug("msk=%p", msk);
1919
1920         /* @@ the meaning of setsockopt() when the socket is connected and
1921          * there are multiple subflows is not yet defined. It is up to the
1922          * MPTCP-level socket to configure the subflows until the subflow
1923          * is in TCP fallback, when socket options are passed through
1924          * to the one remaining subflow.
1925          */
1926         lock_sock(sk);
1927         ssk = __mptcp_tcp_fallback(msk);
1928         release_sock(sk);
1929         if (ssk)
1930                 return tcp_getsockopt(ssk, level, optname, optval, option);
1931
1932         return -EOPNOTSUPP;
1933 }
1934
1935 #define MPTCP_DEFERRED_ALL (TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED | \
1936                             TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED)
1937
1938 /* this is very alike tcp_release_cb() but we must handle differently a
1939  * different set of events
1940  */
1941 static void mptcp_release_cb(struct sock *sk)
1942 {
1943         unsigned long flags, nflags;
1944
1945         do {
1946                 flags = sk->sk_tsq_flags;
1947                 if (!(flags & MPTCP_DEFERRED_ALL))
1948                         return;
1949                 nflags = flags & ~MPTCP_DEFERRED_ALL;
1950         } while (cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, flags, nflags) != flags);
1951
1952         sock_release_ownership(sk);
1953
1954         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
1955                 struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1956                 struct sock *ssk;
1957
1958                 ssk = mptcp_subflow_recv_lookup(msk);
1959                 if (!ssk || !schedule_work(&msk->work))
1960                         __sock_put(sk);
1961         }
1962
1963         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
1964                 mptcp_retransmit_handler(sk);
1965                 __sock_put(sk);
1966         }
1967 }
1968
1969 static int mptcp_hash(struct sock *sk)
1970 {
1971         /* should never be called,
1972          * we hash the TCP subflows not the master socket
1973          */
1974         WARN_ON_ONCE(1);
1975         return 0;
1976 }
1977
1978 static void mptcp_unhash(struct sock *sk)
1979 {
1980         /* called from sk_common_release(), but nothing to do here */
1981 }
1982
1983 static int mptcp_get_port(struct sock *sk, unsigned short snum)
1984 {
1985         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
1986         struct socket *ssock;
1987
1988         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
1989         pr_debug("msk=%p, subflow=%p", msk, ssock);
1990         if (WARN_ON_ONCE(!ssock))
1991                 return -EINVAL;
1992
1993         return inet_csk_get_port(ssock->sk, snum);
1994 }
1995
1996 void mptcp_finish_connect(struct sock *ssk)
1997 {
1998         struct mptcp_subflow_context *subflow;
1999         struct mptcp_sock *msk;
2000         struct sock *sk;
2001         u64 ack_seq;
2002
2003         subflow = mptcp_subflow_ctx(ssk);
2004         sk = subflow->conn;
2005         msk = mptcp_sk(sk);
2006
2007         pr_debug("msk=%p, token=%u", sk, subflow->token);
2008
2009         mptcp_crypto_key_sha(subflow->remote_key, NULL, &ack_seq);
2010         ack_seq++;
2011         subflow->map_seq = ack_seq;
2012         subflow->map_subflow_seq = 1;
2013
2014         /* the socket is not connected yet, no msk/subflow ops can access/race
2015          * accessing the field below
2016          */
2017         WRITE_ONCE(msk->remote_key, subflow->remote_key);
2018         WRITE_ONCE(msk->local_key, subflow->local_key);
2019         WRITE_ONCE(msk->write_seq, subflow->idsn + 1);
2020         WRITE_ONCE(msk->ack_seq, ack_seq);
2021         WRITE_ONCE(msk->can_ack, 1);
2022         atomic64_set(&msk->snd_una, msk->write_seq);
2023
2024         mptcp_pm_new_connection(msk, 0);
2025
2026         mptcp_rcv_space_init(msk, ssk);
2027 }
2028
2029 static void mptcp_sock_graft(struct sock *sk, struct socket *parent)
2030 {
2031         write_lock_bh(&sk->sk_callback_lock);
2032         rcu_assign_pointer(sk->sk_wq, &parent->wq);
2033         sk_set_socket(sk, parent);
2034         sk->sk_uid = SOCK_INODE(parent)->i_uid;
2035         write_unlock_bh(&sk->sk_callback_lock);
2036 }
2037
2038 bool mptcp_finish_join(struct sock *sk)
2039 {
2040         struct mptcp_subflow_context *subflow = mptcp_subflow_ctx(sk);
2041         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(subflow->conn);
2042         struct sock *parent = (void *)msk;
2043         struct socket *parent_sock;
2044         bool ret;
2045
2046         pr_debug("msk=%p, subflow=%p", msk, subflow);
2047
2048         /* mptcp socket already closing? */
2049         if (!mptcp_is_fully_established(parent))
2050                 return false;
2051
2052         if (!msk->pm.server_side)
2053                 return true;
2054
2055         if (!mptcp_pm_allow_new_subflow(msk))
2056                 return false;
2057
2058         /* active connections are already on conn_list, and we can't acquire
2059          * msk lock here.
2060          * use the join list lock as synchronization point and double-check
2061          * msk status to avoid racing with mptcp_close()
2062          */
2063         spin_lock_bh(&msk->join_list_lock);
2064         ret = inet_sk_state_load(parent) == TCP_ESTABLISHED;
2065         if (ret && !WARN_ON_ONCE(!list_empty(&subflow->node)))
2066                 list_add_tail(&subflow->node, &msk->join_list);
2067         spin_unlock_bh(&msk->join_list_lock);
2068         if (!ret)
2069                 return false;
2070
2071         /* attach to msk socket only after we are sure he will deal with us
2072          * at close time
2073          */
2074         parent_sock = READ_ONCE(parent->sk_socket);
2075         if (parent_sock && !sk->sk_socket)
2076                 mptcp_sock_graft(sk, parent_sock);
2077         subflow->map_seq = msk->ack_seq;
2078         return true;
2079 }
2080
2081 static bool mptcp_memory_free(const struct sock *sk, int wake)
2082 {
2083         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
2084
2085         return wake ? test_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags) : true;
2086 }
2087
2088 static struct proto mptcp_prot = {
2089         .name           = "MPTCP",
2090         .owner          = THIS_MODULE,
2091         .init           = mptcp_init_sock,
2092         .disconnect     = mptcp_disconnect,
2093         .close          = mptcp_close,
2094         .accept         = mptcp_accept,
2095         .setsockopt     = mptcp_setsockopt,
2096         .getsockopt     = mptcp_getsockopt,
2097         .shutdown       = tcp_shutdown,
2098         .destroy        = mptcp_destroy,
2099         .sendmsg        = mptcp_sendmsg,
2100         .recvmsg        = mptcp_recvmsg,
2101         .release_cb     = mptcp_release_cb,
2102         .hash           = mptcp_hash,
2103         .unhash         = mptcp_unhash,
2104         .get_port       = mptcp_get_port,
2105         .sockets_allocated      = &mptcp_sockets_allocated,
2106         .memory_allocated       = &tcp_memory_allocated,
2107         .memory_pressure        = &tcp_memory_pressure,
2108         .stream_memory_free     = mptcp_memory_free,
2109         .sysctl_wmem_offset     = offsetof(struct net, ipv4.sysctl_tcp_wmem),
2110         .sysctl_mem     = sysctl_tcp_mem,
2111         .obj_size       = sizeof(struct mptcp_sock),
2112         .slab_flags     = SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
2113         .no_autobind    = true,
2114 };
2115
2116 static int mptcp_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr, int addr_len)
2117 {
2118         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
2119         struct socket *ssock;
2120         int err;
2121
2122         lock_sock(sock->sk);
2123         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
2124         if (!ssock) {
2125                 err = -EINVAL;
2126                 goto unlock;
2127         }
2128
2129         err = ssock->ops->bind(ssock, uaddr, addr_len);
2130         if (!err)
2131                 mptcp_copy_inaddrs(sock->sk, ssock->sk);
2132
2133 unlock:
2134         release_sock(sock->sk);
2135         return err;
2136 }
2137
2138 static void mptcp_subflow_early_fallback(struct mptcp_sock *msk,
2139                                          struct mptcp_subflow_context *subflow)
2140 {
2141         subflow->request_mptcp = 0;
2142         __mptcp_do_fallback(msk);
2143 }
2144
2145 static int mptcp_stream_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr,
2146                                 int addr_len, int flags)
2147 {
2148         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
2149         struct mptcp_subflow_context *subflow;
2150         struct socket *ssock;
2151         int err;
2152
2153         lock_sock(sock->sk);
2154         if (sock->state != SS_UNCONNECTED && msk->subflow) {
2155                 /* pending connection or invalid state, let existing subflow
2156                  * cope with that
2157                  */
2158                 ssock = msk->subflow;
2159                 goto do_connect;
2160         }
2161
2162         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
2163         if (!ssock) {
2164                 err = -EINVAL;
2165                 goto unlock;
2166         }
2167
2168         mptcp_token_destroy(msk);
2169         inet_sk_state_store(sock->sk, TCP_SYN_SENT);
2170         subflow = mptcp_subflow_ctx(ssock->sk);
2171 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2172         /* no MPTCP if MD5SIG is enabled on this socket or we may run out of
2173          * TCP option space.
2174          */
2175         if (rcu_access_pointer(tcp_sk(ssock->sk)->md5sig_info))
2176                 mptcp_subflow_early_fallback(msk, subflow);
2177 #endif
2178         if (subflow->request_mptcp && mptcp_token_new_connect(ssock->sk))
2179                 mptcp_subflow_early_fallback(msk, subflow);
2180
2181 do_connect:
2182         err = ssock->ops->connect(ssock, uaddr, addr_len, flags);
2183         sock->state = ssock->state;
2184
2185         /* on successful connect, the msk state will be moved to established by
2186          * subflow_finish_connect()
2187          */
2188         if (!err || err == -EINPROGRESS)
2189                 mptcp_copy_inaddrs(sock->sk, ssock->sk);
2190         else
2191                 inet_sk_state_store(sock->sk, inet_sk_state_load(ssock->sk));
2192
2193 unlock:
2194         release_sock(sock->sk);
2195         return err;
2196 }
2197
2198 static int mptcp_listen(struct socket *sock, int backlog)
2199 {
2200         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
2201         struct socket *ssock;
2202         int err;
2203
2204         pr_debug("msk=%p", msk);
2205
2206         lock_sock(sock->sk);
2207         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
2208         if (!ssock) {
2209                 err = -EINVAL;
2210                 goto unlock;
2211         }
2212
2213         mptcp_token_destroy(msk);
2214         inet_sk_state_store(sock->sk, TCP_LISTEN);
2215         sock_set_flag(sock->sk, SOCK_RCU_FREE);
2216
2217         err = ssock->ops->listen(ssock, backlog);
2218         inet_sk_state_store(sock->sk, inet_sk_state_load(ssock->sk));
2219         if (!err)
2220                 mptcp_copy_inaddrs(sock->sk, ssock->sk);
2221
2222 unlock:
2223         release_sock(sock->sk);
2224         return err;
2225 }
2226
2227 static int mptcp_stream_accept(struct socket *sock, struct socket *newsock,
2228                                int flags, bool kern)
2229 {
2230         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
2231         struct socket *ssock;
2232         int err;
2233
2234         pr_debug("msk=%p", msk);
2235
2236         lock_sock(sock->sk);
2237         if (sock->sk->sk_state != TCP_LISTEN)
2238                 goto unlock_fail;
2239
2240         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
2241         if (!ssock)
2242                 goto unlock_fail;
2243
2244         clear_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
2245         sock_hold(ssock->sk);
2246         release_sock(sock->sk);
2247
2248         err = ssock->ops->accept(sock, newsock, flags, kern);
2249         if (err == 0 && !mptcp_is_tcpsk(newsock->sk)) {
2250                 struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(newsock->sk);
2251                 struct mptcp_subflow_context *subflow;
2252
2253                 /* set ssk->sk_socket of accept()ed flows to mptcp socket.
2254                  * This is needed so NOSPACE flag can be set from tcp stack.
2255                  */
2256                 __mptcp_flush_join_list(msk);
2257                 mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
2258                         struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
2259
2260                         if (!ssk->sk_socket)
2261                                 mptcp_sock_graft(ssk, newsock);
2262                 }
2263         }
2264
2265         if (inet_csk_listen_poll(ssock->sk))
2266                 set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
2267         sock_put(ssock->sk);
2268         return err;
2269
2270 unlock_fail:
2271         release_sock(sock->sk);
2272         return -EINVAL;
2273 }
2274
2275 static __poll_t mptcp_check_readable(struct mptcp_sock *msk)
2276 {
2277         return test_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags) ? EPOLLIN | EPOLLRDNORM :
2278                0;
2279 }
2280
2281 static __poll_t mptcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
2282                            struct poll_table_struct *wait)
2283 {
2284         struct sock *sk = sock->sk;
2285         struct mptcp_sock *msk;
2286         __poll_t mask = 0;
2287         int state;
2288
2289         msk = mptcp_sk(sk);
2290         sock_poll_wait(file, sock, wait);
2291
2292         state = inet_sk_state_load(sk);
2293         if (state == TCP_LISTEN)
2294                 return mptcp_check_readable(msk);
2295
2296         if (state != TCP_SYN_SENT && state != TCP_SYN_RECV) {
2297                 mask |= mptcp_check_readable(msk);
2298                 if (sk_stream_is_writeable(sk) &&
2299                     test_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags))
2300                         mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2301         }
2302         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
2303                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM | EPOLLRDHUP;
2304
2305         return mask;
2306 }
2307
2308 static int mptcp_shutdown(struct socket *sock, int how)
2309 {
2310         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
2311         struct mptcp_subflow_context *subflow;
2312         int ret = 0;
2313
2314         pr_debug("sk=%p, how=%d", msk, how);
2315
2316         lock_sock(sock->sk);
2317
2318         how++;
2319         if ((how & ~SHUTDOWN_MASK) || !how) {
2320                 ret = -EINVAL;
2321                 goto out_unlock;
2322         }
2323
2324         if (sock->state == SS_CONNECTING) {
2325                 if ((1 << sock->sk->sk_state) &
2326                     (TCPF_SYN_SENT | TCPF_SYN_RECV | TCPF_CLOSE))
2327                         sock->state = SS_DISCONNECTING;
2328                 else
2329                         sock->state = SS_CONNECTED;
2330         }
2331
2332         /* If we've already sent a FIN, or it's a closed state, skip this. */
2333         if (__mptcp_check_fallback(msk)) {
2334                 if (how == SHUT_WR || how == SHUT_RDWR)
2335                         inet_sk_state_store(sock->sk, TCP_FIN_WAIT1);
2336
2337                 mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
2338                         struct sock *tcp_sk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
2339
2340                         mptcp_subflow_shutdown(sock->sk, tcp_sk, how);
2341                 }
2342         } else if ((how & SEND_SHUTDOWN) &&
2343                    ((1 << sock->sk->sk_state) &
2344                     (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_SYN_SENT |
2345                      TCPF_SYN_RECV | TCPF_CLOSE_WAIT)) &&
2346                    mptcp_close_state(sock->sk)) {
2347                 __mptcp_flush_join_list(msk);
2348
2349                 WRITE_ONCE(msk->write_seq, msk->write_seq + 1);
2350                 WRITE_ONCE(msk->snd_data_fin_enable, 1);
2351
2352                 mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
2353                         struct sock *tcp_sk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
2354
2355                         mptcp_subflow_shutdown(sock->sk, tcp_sk, how);
2356                 }
2357         }
2358
2359         /* Wake up anyone sleeping in poll. */
2360         sock->sk->sk_state_change(sock->sk);
2361
2362 out_unlock:
2363         release_sock(sock->sk);
2364
2365         return ret;
2366 }
2367
2368 static const struct proto_ops mptcp_stream_ops = {
2369         .family            = PF_INET,
2370         .owner             = THIS_MODULE,
2371         .release           = inet_release,
2372         .bind              = mptcp_bind,
2373         .connect           = mptcp_stream_connect,
2374         .socketpair        = sock_no_socketpair,
2375         .accept            = mptcp_stream_accept,
2376         .getname           = inet_getname,
2377         .poll              = mptcp_poll,
2378         .ioctl             = inet_ioctl,
2379         .gettstamp         = sock_gettstamp,
2380         .listen            = mptcp_listen,
2381         .shutdown          = mptcp_shutdown,
2382         .setsockopt        = sock_common_setsockopt,
2383         .getsockopt        = sock_common_getsockopt,
2384         .sendmsg           = inet_sendmsg,
2385         .recvmsg           = inet_recvmsg,
2386         .mmap              = sock_no_mmap,
2387         .sendpage          = inet_sendpage,
2388 };
2389
2390 static struct inet_protosw mptcp_protosw = {
2391         .type           = SOCK_STREAM,
2392         .protocol       = IPPROTO_MPTCP,
2393         .prot           = &mptcp_prot,
2394         .ops            = &mptcp_stream_ops,
2395         .flags          = INET_PROTOSW_ICSK,
2396 };
2397
2398 void __init mptcp_proto_init(void)
2399 {
2400         mptcp_prot.h.hashinfo = tcp_prot.h.hashinfo;
2401
2402         if (percpu_counter_init(&mptcp_sockets_allocated, 0, GFP_KERNEL))
2403                 panic("Failed to allocate MPTCP pcpu counter\n");
2404
2405         mptcp_subflow_init();
2406         mptcp_pm_init();
2407         mptcp_token_init();
2408
2409         if (proto_register(&mptcp_prot, 1) != 0)
2410                 panic("Failed to register MPTCP proto.\n");
2411
2412         inet_register_protosw(&mptcp_protosw);
2413
2414         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct mptcp_skb_cb) > sizeof_field(struct sk_buff, cb));
2415 }
2416
2417 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
2418 static const struct proto_ops mptcp_v6_stream_ops = {
2419         .family            = PF_INET6,
2420         .owner             = THIS_MODULE,
2421         .release           = inet6_release,
2422         .bind              = mptcp_bind,
2423         .connect           = mptcp_stream_connect,
2424         .socketpair        = sock_no_socketpair,
2425         .accept            = mptcp_stream_accept,
2426         .getname           = inet6_getname,
2427         .poll              = mptcp_poll,
2428         .ioctl             = inet6_ioctl,
2429         .gettstamp         = sock_gettstamp,
2430         .listen            = mptcp_listen,
2431         .shutdown          = mptcp_shutdown,
2432         .setsockopt        = sock_common_setsockopt,
2433         .getsockopt        = sock_common_getsockopt,
2434         .sendmsg           = inet6_sendmsg,
2435         .recvmsg           = inet6_recvmsg,
2436         .mmap              = sock_no_mmap,
2437         .sendpage          = inet_sendpage,
2438 #ifdef CONFIG_COMPAT
2439         .compat_ioctl      = inet6_compat_ioctl,
2440 #endif
2441 };
2442
2443 static struct proto mptcp_v6_prot;
2444
2445 static void mptcp_v6_destroy(struct sock *sk)
2446 {
2447         mptcp_destroy(sk);
2448         inet6_destroy_sock(sk);
2449 }
2450
2451 static struct inet_protosw mptcp_v6_protosw = {
2452         .type           = SOCK_STREAM,
2453         .protocol       = IPPROTO_MPTCP,
2454         .prot           = &mptcp_v6_prot,
2455         .ops            = &mptcp_v6_stream_ops,
2456         .flags          = INET_PROTOSW_ICSK,
2457 };
2458
2459 int __init mptcp_proto_v6_init(void)
2460 {
2461         int err;
2462
2463         mptcp_v6_prot = mptcp_prot;
2464         strcpy(mptcp_v6_prot.name, "MPTCPv6");
2465         mptcp_v6_prot.slab = NULL;
2466         mptcp_v6_prot.destroy = mptcp_v6_destroy;
2467         mptcp_v6_prot.obj_size = sizeof(struct mptcp6_sock);
2468
2469         err = proto_register(&mptcp_v6_prot, 1);
2470         if (err)
2471                 return err;
2472
2473         err = inet6_register_protosw(&mptcp_v6_protosw);
2474         if (err)
2475                 proto_unregister(&mptcp_v6_prot);
2476
2477         return err;
2478 }
2479 #endif