Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/net-2.6
[linux-2.6.git] / net / ipv4 / tcp_veno.c
1 /*
2  * TCP Veno congestion control
3  *
4  * This is based on the congestion detection/avoidance scheme described in
5  *    C. P. Fu, S. C. Liew.
6  *    "TCP Veno: TCP Enhancement for Transmission over Wireless Access Networks."
7  *    IEEE Journal on Selected Areas in Communication,
8  *    Feb. 2003.
9  *      See http://www.ie.cuhk.edu.hk/fileadmin/staff_upload/soung/Journal/J3.pdf
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/skbuff.h>
15 #include <linux/inet_diag.h>
16
17 #include <net/tcp.h>
18
19 /* Default values of the Veno variables, in fixed-point representation
20  * with V_PARAM_SHIFT bits to the right of the binary point.
21  */
22 #define V_PARAM_SHIFT 1
23 static const int beta = 3 << V_PARAM_SHIFT;
24
25 /* Veno variables */
26 struct veno {
27         u8 doing_veno_now;      /* if true, do veno for this rtt */
28         u16 cntrtt;             /* # of rtts measured within last rtt */
29         u32 minrtt;             /* min of rtts measured within last rtt (in usec) */
30         u32 basertt;            /* the min of all Veno rtt measurements seen (in usec) */
31         u32 inc;                /* decide whether to increase cwnd */
32         u32 diff;               /* calculate the diff rate */
33 };
34
35 /* There are several situations when we must "re-start" Veno:
36  *
37  *  o when a connection is established
38  *  o after an RTO
39  *  o after fast recovery
40  *  o when we send a packet and there is no outstanding
41  *    unacknowledged data (restarting an idle connection)
42  *
43  */
44 static inline void veno_enable(struct sock *sk)
45 {
46         struct veno *veno = inet_csk_ca(sk);
47
48         /* turn on Veno */
49         veno->doing_veno_now = 1;
50
51         veno->minrtt = 0x7fffffff;
52 }
53
54 static inline void veno_disable(struct sock *sk)
55 {
56         struct veno *veno = inet_csk_ca(sk);
57
58         /* turn off Veno */
59         veno->doing_veno_now = 0;
60 }
61
62 static void tcp_veno_init(struct sock *sk)
63 {
64         struct veno *veno = inet_csk_ca(sk);
65
66         veno->basertt = 0x7fffffff;
67         veno->inc = 1;
68         veno_enable(sk);
69 }
70
71 /* Do rtt sampling needed for Veno. */
72 static void tcp_veno_pkts_acked(struct sock *sk, u32 cnt, s32 rtt_us)
73 {
74         struct veno *veno = inet_csk_ca(sk);
75         u32 vrtt;
76
77         if (rtt_us < 0)
78                 return;
79
80         /* Never allow zero rtt or baseRTT */
81         vrtt = rtt_us + 1;
82
83         /* Filter to find propagation delay: */
84         if (vrtt < veno->basertt)
85                 veno->basertt = vrtt;
86
87         /* Find the min rtt during the last rtt to find
88          * the current prop. delay + queuing delay:
89          */
90         veno->minrtt = min(veno->minrtt, vrtt);
91         veno->cntrtt++;
92 }
93
94 static void tcp_veno_state(struct sock *sk, u8 ca_state)
95 {
96         if (ca_state == TCP_CA_Open)
97                 veno_enable(sk);
98         else
99                 veno_disable(sk);
100 }
101
102 /*
103  * If the connection is idle and we are restarting,
104  * then we don't want to do any Veno calculations
105  * until we get fresh rtt samples.  So when we
106  * restart, we reset our Veno state to a clean
107  * state. After we get acks for this flight of
108  * packets, _then_ we can make Veno calculations
109  * again.
110  */
111 static void tcp_veno_cwnd_event(struct sock *sk, enum tcp_ca_event event)
112 {
113         if (event == CA_EVENT_CWND_RESTART || event == CA_EVENT_TX_START)
114                 tcp_veno_init(sk);
115 }
116
117 static void tcp_veno_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 in_flight)
118 {
119         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
120         struct veno *veno = inet_csk_ca(sk);
121
122         if (!veno->doing_veno_now) {
123                 tcp_reno_cong_avoid(sk, ack, in_flight);
124                 return;
125         }
126
127         /* limited by applications */
128         if (!tcp_is_cwnd_limited(sk, in_flight))
129                 return;
130
131         /* We do the Veno calculations only if we got enough rtt samples */
132         if (veno->cntrtt <= 2) {
133                 /* We don't have enough rtt samples to do the Veno
134                  * calculation, so we'll behave like Reno.
135                  */
136                 tcp_reno_cong_avoid(sk, ack, in_flight);
137         } else {
138                 u64 target_cwnd;
139                 u32 rtt;
140
141                 /* We have enough rtt samples, so, using the Veno
142                  * algorithm, we determine the state of the network.
143                  */
144
145                 rtt = veno->minrtt;
146
147                 target_cwnd = (tp->snd_cwnd * veno->basertt);
148                 target_cwnd <<= V_PARAM_SHIFT;
149                 do_div(target_cwnd, rtt);
150
151                 veno->diff = (tp->snd_cwnd << V_PARAM_SHIFT) - target_cwnd;
152
153                 if (tp->snd_cwnd <= tp->snd_ssthresh) {
154                         /* Slow start.  */
155                         tcp_slow_start(tp);
156                 } else {
157                         /* Congestion avoidance. */
158                         if (veno->diff < beta) {
159                                 /* In the "non-congestive state", increase cwnd
160                                  *  every rtt.
161                                  */
162                                 tcp_cong_avoid_ai(tp, tp->snd_cwnd);
163                         } else {
164                                 /* In the "congestive state", increase cwnd
165                                  * every other rtt.
166                                  */
167                                 if (tp->snd_cwnd_cnt >= tp->snd_cwnd) {
168                                         if (veno->inc &&
169                                             tp->snd_cwnd < tp->snd_cwnd_clamp) {
170                                                 tp->snd_cwnd++;
171                                                 veno->inc = 0;
172                                         } else
173                                                 veno->inc = 1;
174                                         tp->snd_cwnd_cnt = 0;
175                                 } else
176                                         tp->snd_cwnd_cnt++;
177                         }
178
179                 }
180                 if (tp->snd_cwnd < 2)
181                         tp->snd_cwnd = 2;
182                 else if (tp->snd_cwnd > tp->snd_cwnd_clamp)
183                         tp->snd_cwnd = tp->snd_cwnd_clamp;
184         }
185         /* Wipe the slate clean for the next rtt. */
186         /* veno->cntrtt = 0; */
187         veno->minrtt = 0x7fffffff;
188 }
189
190 /* Veno MD phase */
191 static u32 tcp_veno_ssthresh(struct sock *sk)
192 {
193         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
194         struct veno *veno = inet_csk_ca(sk);
195
196         if (veno->diff < beta)
197                 /* in "non-congestive state", cut cwnd by 1/5 */
198                 return max(tp->snd_cwnd * 4 / 5, 2U);
199         else
200                 /* in "congestive state", cut cwnd by 1/2 */
201                 return max(tp->snd_cwnd >> 1U, 2U);
202 }
203
204 static struct tcp_congestion_ops tcp_veno __read_mostly = {
205         .flags          = TCP_CONG_RTT_STAMP,
206         .init           = tcp_veno_init,
207         .ssthresh       = tcp_veno_ssthresh,
208         .cong_avoid     = tcp_veno_cong_avoid,
209         .pkts_acked     = tcp_veno_pkts_acked,
210         .set_state      = tcp_veno_state,
211         .cwnd_event     = tcp_veno_cwnd_event,
212
213         .owner          = THIS_MODULE,
214         .name           = "veno",
215 };
216
217 static int __init tcp_veno_register(void)
218 {
219         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct veno) > ICSK_CA_PRIV_SIZE);
220         tcp_register_congestion_control(&tcp_veno);
221         return 0;
222 }
223
224 static void __exit tcp_veno_unregister(void)
225 {
226         tcp_unregister_congestion_control(&tcp_veno);
227 }
228
229 module_init(tcp_veno_register);
230 module_exit(tcp_veno_unregister);
231
232 MODULE_AUTHOR("Bin Zhou, Cheng Peng Fu");
233 MODULE_LICENSE("GPL");
234 MODULE_DESCRIPTION("TCP Veno");