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