Proportional Rate Reduction for TCP.
[linux-3.10.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 #include <net/tcp.h>
38
39 #include <linux/compiler.h>
40 #include <linux/gfp.h>
41 #include <linux/module.h>
42
43 /* People can turn this off for buggy TCP's found in printers etc. */
44 int sysctl_tcp_retrans_collapse __read_mostly = 1;
45
46 /* People can turn this on to work with those rare, broken TCPs that
47  * interpret the window field as a signed quantity.
48  */
49 int sysctl_tcp_workaround_signed_windows __read_mostly = 0;
50
51 /* This limits the percentage of the congestion window which we
52  * will allow a single TSO frame to consume.  Building TSO frames
53  * which are too large can cause TCP streams to be bursty.
54  */
55 int sysctl_tcp_tso_win_divisor __read_mostly = 3;
56
57 int sysctl_tcp_mtu_probing __read_mostly = 0;
58 int sysctl_tcp_base_mss __read_mostly = TCP_BASE_MSS;
59
60 /* By default, RFC2861 behavior.  */
61 int sysctl_tcp_slow_start_after_idle __read_mostly = 1;
62
63 int sysctl_tcp_cookie_size __read_mostly = 0; /* TCP_COOKIE_MAX */
64 EXPORT_SYMBOL_GPL(sysctl_tcp_cookie_size);
65
66
67 /* Account for new data that has been sent to the network. */
68 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
69 {
70         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
71         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
72
73         tcp_advance_send_head(sk, skb);
74         tp->snd_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
75
76         /* Don't override Nagle indefinitely with F-RTO */
77         if (tp->frto_counter == 2)
78                 tp->frto_counter = 3;
79
80         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
81         if (!prior_packets)
82                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
83                                           inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
84 }
85
86 /* SND.NXT, if window was not shrunk.
87  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
88  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
89  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
90  * invalid. OK, let's make this for now:
91  */
92 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(struct sock *sk)
93 {
94         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
95
96         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt))
97                 return tp->snd_nxt;
98         else
99                 return tcp_wnd_end(tp);
100 }
101
102 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
103  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
104  *
105  * 1. It is independent of path mtu.
106  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
107  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
108  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
109  *    large MSS.
110  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
111  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
112  *    This may be overridden via information stored in routing table.
113  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
114  *    probably even Jumbo".
115  */
116 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
117 {
118         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
119         struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
120         int mss = tp->advmss;
121
122         if (dst) {
123                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
124
125                 if (metric < mss) {
126                         mss = metric;
127                         tp->advmss = mss;
128                 }
129         }
130
131         return (__u16)mss;
132 }
133
134 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
135  * This is the first part of cwnd validation mechanism. */
136 static void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, struct dst_entry *dst)
137 {
138         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
139         s32 delta = tcp_time_stamp - tp->lsndtime;
140         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, dst);
141         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
142
143         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
144
145         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
146         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
147
148         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
149                 cwnd >>= 1;
150         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
151         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
152         tp->snd_cwnd_used = 0;
153 }
154
155 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
156 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
157                                 struct sk_buff *skb, struct sock *sk)
158 {
159         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
160         const u32 now = tcp_time_stamp;
161
162         if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
163             (!tp->packets_out && (s32)(now - tp->lsndtime) > icsk->icsk_rto))
164                 tcp_cwnd_restart(sk, __sk_dst_get(sk));
165
166         tp->lsndtime = now;
167
168         /* If it is a reply for ato after last received
169          * packet, enter pingpong mode.
170          */
171         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
172                 icsk->icsk_ack.pingpong = 1;
173 }
174
175 /* Account for an ACK we sent. */
176 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts)
177 {
178         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
179         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
180 }
181
182 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
183  * Based on the assumption that the given amount of space
184  * will be offered. Store the results in the tp structure.
185  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
186  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
187  * This MUST be enforced by all callers.
188  */
189 void tcp_select_initial_window(int __space, __u32 mss,
190                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
191                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
192                                __u32 init_rcv_wnd)
193 {
194         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
195
196         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
197         if (*window_clamp == 0)
198                 (*window_clamp) = (65535 << 14);
199         space = min(*window_clamp, space);
200
201         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
202         if (space > mss)
203                 space = (space / mss) * mss;
204
205         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
206          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
207          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
208          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
209          * unless the remote has sent us a window scaling option,
210          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
211          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
212          */
213         if (sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
214                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
215         else
216                 (*rcv_wnd) = space;
217
218         (*rcv_wscale) = 0;
219         if (wscale_ok) {
220                 /* Set window scaling on max possible window
221                  * See RFC1323 for an explanation of the limit to 14
222                  */
223                 space = max_t(u32, sysctl_tcp_rmem[2], sysctl_rmem_max);
224                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
225                 while (space > 65535 && (*rcv_wscale) < 14) {
226                         space >>= 1;
227                         (*rcv_wscale)++;
228                 }
229         }
230
231         /* Set initial window to a value enough for senders starting with
232          * initial congestion window of TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND. Place
233          * a limit on the initial window when mss is larger than 1460.
234          */
235         if (mss > (1 << *rcv_wscale)) {
236                 int init_cwnd = TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND;
237                 if (mss > 1460)
238                         init_cwnd =
239                         max_t(u32, (1460 * TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND) / mss, 2);
240                 /* when initializing use the value from init_rcv_wnd
241                  * rather than the default from above
242                  */
243                 if (init_rcv_wnd)
244                         *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
245                 else
246                         *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_cwnd * mss);
247         }
248
249         /* Set the clamp no higher than max representable value */
250         (*window_clamp) = min(65535U << (*rcv_wscale), *window_clamp);
251 }
252 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
253
254 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
255  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
256  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
257  * frame.
258  */
259 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
260 {
261         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
262         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
263         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
264
265         /* Never shrink the offered window */
266         if (new_win < cur_win) {
267                 /* Danger Will Robinson!
268                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
269                  * we will not be able to advertise a zero
270                  * window in time.  --DaveM
271                  *
272                  * Relax Will Robinson.
273                  */
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 && sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
283                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
284         else
285                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
286
287         /* RFC1323 scaling applied */
288         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
289
290         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
291         if (new_win == 0)
292                 tp->pred_flags = 0;
293
294         return new_win;
295 }
296
297 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
298 static inline void TCP_ECN_send_synack(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
299 {
300         TCP_SKB_CB(skb)->flags &= ~TCPHDR_CWR;
301         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
302                 TCP_SKB_CB(skb)->flags &= ~TCPHDR_ECE;
303 }
304
305 /* Packet ECN state for a SYN.  */
306 static inline void TCP_ECN_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
307 {
308         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
309
310         tp->ecn_flags = 0;
311         if (sysctl_tcp_ecn == 1) {
312                 TCP_SKB_CB(skb)->flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
313                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
314         }
315 }
316
317 static __inline__ void
318 TCP_ECN_make_synack(struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
319 {
320         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
321                 th->ece = 1;
322 }
323
324 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
325  * be sent.
326  */
327 static inline void TCP_ECN_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
328                                 int tcp_header_len)
329 {
330         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
331
332         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
333                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
334                 if (skb->len != tcp_header_len &&
335                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
336                         INET_ECN_xmit(sk);
337                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
338                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
339                                 tcp_hdr(skb)->cwr = 1;
340                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
341                         }
342                 } else {
343                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
344                         INET_ECN_dontxmit(sk);
345                 }
346                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
347                         tcp_hdr(skb)->ece = 1;
348         }
349 }
350
351 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
352  * auto increment end seqno.
353  */
354 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
355 {
356         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
357         skb->csum = 0;
358
359         TCP_SKB_CB(skb)->flags = flags;
360         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
361
362         skb_shinfo(skb)->gso_segs = 1;
363         skb_shinfo(skb)->gso_size = 0;
364         skb_shinfo(skb)->gso_type = 0;
365
366         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
367         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
368                 seq++;
369         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
370 }
371
372 static inline int tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
373 {
374         return tp->snd_una != tp->snd_up;
375 }
376
377 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
378 #define OPTION_TS               (1 << 1)
379 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
380 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
381 #define OPTION_COOKIE_EXTENSION (1 << 4)
382
383 struct tcp_out_options {
384         u8 options;             /* bit field of OPTION_* */
385         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
386         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
387         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
388         u16 mss;                /* 0 to disable */
389         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
390         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
391 };
392
393 /* The sysctl int routines are generic, so check consistency here.
394  */
395 static u8 tcp_cookie_size_check(u8 desired)
396 {
397         int cookie_size;
398
399         if (desired > 0)
400                 /* previously specified */
401                 return desired;
402
403         cookie_size = ACCESS_ONCE(sysctl_tcp_cookie_size);
404         if (cookie_size <= 0)
405                 /* no default specified */
406                 return 0;
407
408         if (cookie_size <= TCP_COOKIE_MIN)
409                 /* value too small, specify minimum */
410                 return TCP_COOKIE_MIN;
411
412         if (cookie_size >= TCP_COOKIE_MAX)
413                 /* value too large, specify maximum */
414                 return TCP_COOKIE_MAX;
415
416         if (cookie_size & 1)
417                 /* 8-bit multiple, illegal, fix it */
418                 cookie_size++;
419
420         return (u8)cookie_size;
421 }
422
423 /* Write previously computed TCP options to the packet.
424  *
425  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
426  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
427  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
428  * inter-operatibility perspective it seems that we're somewhat stuck with
429  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
430  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
431  * particular reason why the ordering would need to be changed).
432  *
433  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
434  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
435  */
436 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
437                               struct tcp_out_options *opts)
438 {
439         u8 options = opts->options;     /* mungable copy */
440
441         /* Having both authentication and cookies for security is redundant,
442          * and there's certainly not enough room.  Instead, the cookie-less
443          * extension variant is proposed.
444          *
445          * Consider the pessimal case with authentication.  The options
446          * could look like:
447          *   COOKIE|MD5(20) + MSS(4) + SACK|TS(12) + WSCALE(4) == 40
448          */
449         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
450                 if (unlikely(OPTION_COOKIE_EXTENSION & options)) {
451                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_COOKIE << 24) |
452                                        (TCPOLEN_COOKIE_BASE << 16) |
453                                        (TCPOPT_MD5SIG << 8) |
454                                        TCPOLEN_MD5SIG);
455                 } else {
456                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
457                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
458                                        (TCPOPT_MD5SIG << 8) |
459                                        TCPOLEN_MD5SIG);
460                 }
461                 options &= ~OPTION_COOKIE_EXTENSION;
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         /* Specification requires after timestamp, so do it now.
491          *
492          * Consider the pessimal case without authentication.  The options
493          * could look like:
494          *   MSS(4) + SACK|TS(12) + COOKIE(20) + WSCALE(4) == 40
495          */
496         if (unlikely(OPTION_COOKIE_EXTENSION & options)) {
497                 __u8 *cookie_copy = opts->hash_location;
498                 u8 cookie_size = opts->hash_size;
499
500                 /* 8-bit multiple handled in tcp_cookie_size_check() above,
501                  * and elsewhere.
502                  */
503                 if (0x2 & cookie_size) {
504                         __u8 *p = (__u8 *)ptr;
505
506                         /* 16-bit multiple */
507                         *p++ = TCPOPT_COOKIE;
508                         *p++ = TCPOLEN_COOKIE_BASE + cookie_size;
509                         *p++ = *cookie_copy++;
510                         *p++ = *cookie_copy++;
511                         ptr++;
512                         cookie_size -= 2;
513                 } else {
514                         /* 32-bit multiple */
515                         *ptr++ = htonl(((TCPOPT_NOP << 24) |
516                                         (TCPOPT_NOP << 16) |
517                                         (TCPOPT_COOKIE << 8) |
518                                         TCPOLEN_COOKIE_BASE) +
519                                        cookie_size);
520                 }
521
522                 if (cookie_size > 0) {
523                         memcpy(ptr, cookie_copy, cookie_size);
524                         ptr += (cookie_size / 4);
525                 }
526         }
527
528         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
529                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
530                                (TCPOPT_NOP << 16) |
531                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
532                                TCPOLEN_SACK_PERM);
533         }
534
535         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
536                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
537                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
538                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
539                                opts->ws);
540         }
541
542         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
543                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
544                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
545                 int this_sack;
546
547                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
548                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
549                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
550                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
551                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
552
553                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
554                      ++this_sack) {
555                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
556                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
557                 }
558
559                 tp->rx_opt.dsack = 0;
560         }
561 }
562
563 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
564  * network wire format yet.
565  */
566 static unsigned tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
567                                 struct tcp_out_options *opts,
568                                 struct tcp_md5sig_key **md5) {
569         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
570         struct tcp_cookie_values *cvp = tp->cookie_values;
571         unsigned remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
572         u8 cookie_size = (!tp->rx_opt.cookie_out_never && cvp != NULL) ?
573                          tcp_cookie_size_check(cvp->cookie_desired) :
574                          0;
575
576 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
577         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
578         if (*md5) {
579                 opts->options |= OPTION_MD5;
580                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
581         }
582 #else
583         *md5 = NULL;
584 #endif
585
586         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
587          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
588          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
589          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
590          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
591          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
592          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
593          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
594          * going out.  */
595         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
596         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
597
598         if (likely(sysctl_tcp_timestamps && *md5 == NULL)) {
599                 opts->options |= OPTION_TS;
600                 opts->tsval = TCP_SKB_CB(skb)->when;
601                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
602                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
603         }
604         if (likely(sysctl_tcp_window_scaling)) {
605                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
606                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
607                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
608         }
609         if (likely(sysctl_tcp_sack)) {
610                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
611                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
612                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
613         }
614
615         /* Note that timestamps are required by the specification.
616          *
617          * Odd numbers of bytes are prohibited by the specification, ensuring
618          * that the cookie is 16-bit aligned, and the resulting cookie pair is
619          * 32-bit aligned.
620          */
621         if (*md5 == NULL &&
622             (OPTION_TS & opts->options) &&
623             cookie_size > 0) {
624                 int need = TCPOLEN_COOKIE_BASE + cookie_size;
625
626                 if (0x2 & need) {
627                         /* 32-bit multiple */
628                         need += 2; /* NOPs */
629
630                         if (need > remaining) {
631                                 /* try shrinking cookie to fit */
632                                 cookie_size -= 2;
633                                 need -= 4;
634                         }
635                 }
636                 while (need > remaining && TCP_COOKIE_MIN <= cookie_size) {
637                         cookie_size -= 4;
638                         need -= 4;
639                 }
640                 if (TCP_COOKIE_MIN <= cookie_size) {
641                         opts->options |= OPTION_COOKIE_EXTENSION;
642                         opts->hash_location = (__u8 *)&cvp->cookie_pair[0];
643                         opts->hash_size = cookie_size;
644
645                         /* Remember for future incarnations. */
646                         cvp->cookie_desired = cookie_size;
647
648                         if (cvp->cookie_desired != cvp->cookie_pair_size) {
649                                 /* Currently use random bytes as a nonce,
650                                  * assuming these are completely unpredictable
651                                  * by hostile users of the same system.
652                                  */
653                                 get_random_bytes(&cvp->cookie_pair[0],
654                                                  cookie_size);
655                                 cvp->cookie_pair_size = cookie_size;
656                         }
657
658                         remaining -= need;
659                 }
660         }
661         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
662 }
663
664 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
665 static unsigned tcp_synack_options(struct sock *sk,
666                                    struct request_sock *req,
667                                    unsigned mss, struct sk_buff *skb,
668                                    struct tcp_out_options *opts,
669                                    struct tcp_md5sig_key **md5,
670                                    struct tcp_extend_values *xvp)
671 {
672         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
673         unsigned remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
674         u8 cookie_plus = (xvp != NULL && !xvp->cookie_out_never) ?
675                          xvp->cookie_plus :
676                          0;
677
678 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
679         *md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->md5_lookup(sk, req);
680         if (*md5) {
681                 opts->options |= OPTION_MD5;
682                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
683
684                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
685                  * options. There was discussion about disabling SACK
686                  * rather than TS in order to fit in better with old,
687                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
688                  */
689                 ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
690         }
691 #else
692         *md5 = NULL;
693 #endif
694
695         /* We always send an MSS option. */
696         opts->mss = mss;
697         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
698
699         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
700                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
701                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
702                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
703         }
704         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
705                 opts->options |= OPTION_TS;
706                 opts->tsval = TCP_SKB_CB(skb)->when;
707                 opts->tsecr = req->ts_recent;
708                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
709         }
710         if (likely(ireq->sack_ok)) {
711                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
712                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
713                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
714         }
715
716         /* Similar rationale to tcp_syn_options() applies here, too.
717          * If the <SYN> options fit, the same options should fit now!
718          */
719         if (*md5 == NULL &&
720             ireq->tstamp_ok &&
721             cookie_plus > TCPOLEN_COOKIE_BASE) {
722                 int need = cookie_plus; /* has TCPOLEN_COOKIE_BASE */
723
724                 if (0x2 & need) {
725                         /* 32-bit multiple */
726                         need += 2; /* NOPs */
727                 }
728                 if (need <= remaining) {
729                         opts->options |= OPTION_COOKIE_EXTENSION;
730                         opts->hash_size = cookie_plus - TCPOLEN_COOKIE_BASE;
731                         remaining -= need;
732                 } else {
733                         /* There's no error return, so flag it. */
734                         xvp->cookie_out_never = 1; /* true */
735                         opts->hash_size = 0;
736                 }
737         }
738         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
739 }
740
741 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
742  * final wire format yet.
743  */
744 static unsigned tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
745                                         struct tcp_out_options *opts,
746                                         struct tcp_md5sig_key **md5) {
747         struct tcp_skb_cb *tcb = skb ? TCP_SKB_CB(skb) : NULL;
748         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
749         unsigned size = 0;
750         unsigned int eff_sacks;
751
752 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
753         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
754         if (unlikely(*md5)) {
755                 opts->options |= OPTION_MD5;
756                 size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
757         }
758 #else
759         *md5 = NULL;
760 #endif
761
762         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
763                 opts->options |= OPTION_TS;
764                 opts->tsval = tcb ? tcb->when : 0;
765                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
766                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
767         }
768
769         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
770         if (unlikely(eff_sacks)) {
771                 const unsigned remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
772                 opts->num_sack_blocks =
773                         min_t(unsigned, eff_sacks,
774                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
775                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
776                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
777                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
778         }
779
780         return size;
781 }
782
783 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
784  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
785  * transmission and possible later retransmissions.
786  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
787  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
788  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
789  * device.
790  *
791  * We are working here with either a clone of the original
792  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
793  */
794 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
795                             gfp_t gfp_mask)
796 {
797         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
798         struct inet_sock *inet;
799         struct tcp_sock *tp;
800         struct tcp_skb_cb *tcb;
801         struct tcp_out_options opts;
802         unsigned tcp_options_size, tcp_header_size;
803         struct tcp_md5sig_key *md5;
804         struct tcphdr *th;
805         int err;
806
807         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
808
809         /* If congestion control is doing timestamping, we must
810          * take such a timestamp before we potentially clone/copy.
811          */
812         if (icsk->icsk_ca_ops->flags & TCP_CONG_RTT_STAMP)
813                 __net_timestamp(skb);
814
815         if (likely(clone_it)) {
816                 if (unlikely(skb_cloned(skb)))
817                         skb = pskb_copy(skb, gfp_mask);
818                 else
819                         skb = skb_clone(skb, gfp_mask);
820                 if (unlikely(!skb))
821                         return -ENOBUFS;
822         }
823
824         inet = inet_sk(sk);
825         tp = tcp_sk(sk);
826         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
827         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
828
829         if (unlikely(tcb->flags & TCPHDR_SYN))
830                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
831         else
832                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
833                                                            &md5);
834         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
835
836         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0) {
837                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
838                 skb->ooo_okay = 1;
839         } else
840                 skb->ooo_okay = 0;
841
842         skb_push(skb, tcp_header_size);
843         skb_reset_transport_header(skb);
844         skb_set_owner_w(skb, sk);
845
846         /* Build TCP header and checksum it. */
847         th = tcp_hdr(skb);
848         th->source              = inet->inet_sport;
849         th->dest                = inet->inet_dport;
850         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
851         th->ack_seq             = htonl(tp->rcv_nxt);
852         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
853                                         tcb->flags);
854
855         if (unlikely(tcb->flags & TCPHDR_SYN)) {
856                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
857                  * is never scaled.
858                  */
859                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
860         } else {
861                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
862         }
863         th->check               = 0;
864         th->urg_ptr             = 0;
865
866         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
867         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
868                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
869                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
870                         th->urg = 1;
871                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
872                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
873                         th->urg = 1;
874                 }
875         }
876
877         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
878         if (likely((tcb->flags & TCPHDR_SYN) == 0))
879                 TCP_ECN_send(sk, skb, tcp_header_size);
880
881 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
882         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
883         if (md5) {
884                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
885                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
886                                                md5, sk, NULL, skb);
887         }
888 #endif
889
890         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
891
892         if (likely(tcb->flags & TCPHDR_ACK))
893                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb));
894
895         if (skb->len != tcp_header_size)
896                 tcp_event_data_sent(tp, skb, sk);
897
898         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
899                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
900                               tcp_skb_pcount(skb));
901
902         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(skb, &inet->cork.fl);
903         if (likely(err <= 0))
904                 return err;
905
906         tcp_enter_cwr(sk, 1);
907
908         return net_xmit_eval(err);
909 }
910
911 /* This routine just queues the buffer for sending.
912  *
913  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
914  * otherwise socket can stall.
915  */
916 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
917 {
918         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
919
920         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
921         tp->write_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
922         skb_header_release(skb);
923         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
924         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
925         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
926 }
927
928 /* Initialize TSO segments for a packet. */
929 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
930                                  unsigned int mss_now)
931 {
932         if (skb->len <= mss_now || !sk_can_gso(sk) ||
933             skb->ip_summed == CHECKSUM_NONE) {
934                 /* Avoid the costly divide in the normal
935                  * non-TSO case.
936                  */
937                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = 1;
938                 skb_shinfo(skb)->gso_size = 0;
939                 skb_shinfo(skb)->gso_type = 0;
940         } else {
941                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now);
942                 skb_shinfo(skb)->gso_size = mss_now;
943                 skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
944         }
945 }
946
947 /* When a modification to fackets out becomes necessary, we need to check
948  * skb is counted to fackets_out or not.
949  */
950 static void tcp_adjust_fackets_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
951                                    int decr)
952 {
953         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
954
955         if (!tp->sacked_out || tcp_is_reno(tp))
956                 return;
957
958         if (after(tcp_highest_sack_seq(tp), TCP_SKB_CB(skb)->seq))
959                 tp->fackets_out -= decr;
960 }
961
962 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
963  * tweaks to fix counters
964  */
965 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int decr)
966 {
967         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
968
969         tp->packets_out -= decr;
970
971         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
972                 tp->sacked_out -= decr;
973         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
974                 tp->retrans_out -= decr;
975         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
976                 tp->lost_out -= decr;
977
978         /* Reno case is special. Sigh... */
979         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
980                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
981
982         tcp_adjust_fackets_out(sk, skb, decr);
983
984         if (tp->lost_skb_hint &&
985             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
986             (tcp_is_fack(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)))
987                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
988
989         tcp_verify_left_out(tp);
990 }
991
992 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
993  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
994  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
995  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
996  */
997 int tcp_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len,
998                  unsigned int mss_now)
999 {
1000         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1001         struct sk_buff *buff;
1002         int nsize, old_factor;
1003         int nlen;
1004         u8 flags;
1005
1006         if (WARN_ON(len > skb->len))
1007                 return -EINVAL;
1008
1009         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1010         if (nsize < 0)
1011                 nsize = 0;
1012
1013         if (skb_cloned(skb) &&
1014             skb_is_nonlinear(skb) &&
1015             pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC))
1016                 return -ENOMEM;
1017
1018         /* Get a new skb... force flag on. */
1019         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, GFP_ATOMIC);
1020         if (buff == NULL)
1021                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1022
1023         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1024         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1025         nlen = skb->len - len - nsize;
1026         buff->truesize += nlen;
1027         skb->truesize -= nlen;
1028
1029         /* Correct the sequence numbers. */
1030         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1031         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1032         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1033
1034         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1035         flags = TCP_SKB_CB(skb)->flags;
1036         TCP_SKB_CB(skb)->flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1037         TCP_SKB_CB(buff)->flags = flags;
1038         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1039
1040         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags && skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL) {
1041                 /* Copy and checksum data tail into the new buffer. */
1042                 buff->csum = csum_partial_copy_nocheck(skb->data + len,
1043                                                        skb_put(buff, nsize),
1044                                                        nsize, 0);
1045
1046                 skb_trim(skb, len);
1047
1048                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, buff->csum, len);
1049         } else {
1050                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1051                 skb_split(skb, buff, len);
1052         }
1053
1054         buff->ip_summed = skb->ip_summed;
1055
1056         /* Looks stupid, but our code really uses when of
1057          * skbs, which it never sent before. --ANK
1058          */
1059         TCP_SKB_CB(buff)->when = TCP_SKB_CB(skb)->when;
1060         buff->tstamp = skb->tstamp;
1061
1062         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1063
1064         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1065         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1066         tcp_set_skb_tso_segs(sk, buff, mss_now);
1067
1068         /* If this packet has been sent out already, we must
1069          * adjust the various packet counters.
1070          */
1071         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1072                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1073                         tcp_skb_pcount(buff);
1074
1075                 if (diff)
1076                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1077         }
1078
1079         /* Link BUFF into the send queue. */
1080         skb_header_release(buff);
1081         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1082
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 /* This is similar to __pskb_pull_head() (it will go to core/skbuff.c
1087  * eventually). The difference is that pulled data not copied, but
1088  * immediately discarded.
1089  */
1090 static void __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1091 {
1092         int i, k, eat;
1093
1094         eat = len;
1095         k = 0;
1096         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
1097                 if (skb_shinfo(skb)->frags[i].size <= eat) {
1098                         skb_frag_unref(skb, i);
1099                         eat -= skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
1100                 } else {
1101                         skb_shinfo(skb)->frags[k] = skb_shinfo(skb)->frags[i];
1102                         if (eat) {
1103                                 skb_shinfo(skb)->frags[k].page_offset += eat;
1104                                 skb_shinfo(skb)->frags[k].size -= eat;
1105                                 eat = 0;
1106                         }
1107                         k++;
1108                 }
1109         }
1110         skb_shinfo(skb)->nr_frags = k;
1111
1112         skb_reset_tail_pointer(skb);
1113         skb->data_len -= len;
1114         skb->len = skb->data_len;
1115 }
1116
1117 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1118 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1119 {
1120         if (skb_cloned(skb) && pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC))
1121                 return -ENOMEM;
1122
1123         /* If len == headlen, we avoid __skb_pull to preserve alignment. */
1124         if (unlikely(len < skb_headlen(skb)))
1125                 __skb_pull(skb, len);
1126         else
1127                 __pskb_trim_head(skb, len - skb_headlen(skb));
1128
1129         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1130         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1131
1132         skb->truesize        -= len;
1133         sk->sk_wmem_queued   -= len;
1134         sk_mem_uncharge(sk, len);
1135         sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1136
1137         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso
1138          * factor and mss.
1139          */
1140         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1141                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, tcp_current_mss(sk));
1142
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1147 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1148 {
1149         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1150         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1151         int mss_now;
1152
1153         /* Calculate base mss without TCP options:
1154            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1155          */
1156         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1157
1158         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1159         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1160                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1161
1162         /* Now subtract optional transport overhead */
1163         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1164
1165         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1166         if (mss_now < 48)
1167                 mss_now = 48;
1168
1169         /* Now subtract TCP options size, not including SACKs */
1170         mss_now -= tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1171
1172         return mss_now;
1173 }
1174
1175 /* Inverse of above */
1176 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1177 {
1178         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1179         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1180         int mtu;
1181
1182         mtu = mss +
1183               tp->tcp_header_len +
1184               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1185               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1186
1187         return mtu;
1188 }
1189
1190 /* MTU probing init per socket */
1191 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1192 {
1193         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1194         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1195
1196         icsk->icsk_mtup.enabled = sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1197         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1198                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1199         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, sysctl_tcp_base_mss);
1200         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1203
1204 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1205
1206    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1207    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1208
1209    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1210    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1211    It also does not include TCP options.
1212
1213    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1214
1215    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1216    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1217    taking into account current pmtu, but never exceeds
1218    tp->rx_opt.mss_clamp.
1219
1220    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1221    DOES NOT include either tcp or ip options.
1222
1223    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1224    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1225  */
1226 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1227 {
1228         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1229         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1230         int mss_now;
1231
1232         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1233                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1234
1235         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1236         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1237
1238         /* And store cached results */
1239         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1240         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1241                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1242         tp->mss_cache = mss_now;
1243
1244         return mss_now;
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1247
1248 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1249  * and even PMTU discovery events into account.
1250  */
1251 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1252 {
1253         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1254         struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1255         u32 mss_now;
1256         unsigned header_len;
1257         struct tcp_out_options opts;
1258         struct tcp_md5sig_key *md5;
1259
1260         mss_now = tp->mss_cache;
1261
1262         if (dst) {
1263                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1264                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1265                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1266         }
1267
1268         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1269                      sizeof(struct tcphdr);
1270         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1271          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1272          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1273          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1274         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1275                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1276                 mss_now -= delta;
1277         }
1278
1279         return mss_now;
1280 }
1281
1282 /* Congestion window validation. (RFC2861) */
1283 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk)
1284 {
1285         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1286
1287         if (tp->packets_out >= tp->snd_cwnd) {
1288                 /* Network is feed fully. */
1289                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1290                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
1291         } else {
1292                 /* Network starves. */
1293                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1294                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1295
1296                 if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1297                     (s32)(tcp_time_stamp - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto)
1298                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1299         }
1300 }
1301
1302 /* Returns the portion of skb which can be sent right away without
1303  * introducing MSS oddities to segment boundaries. In rare cases where
1304  * mss_now != mss_cache, we will request caller to create a small skb
1305  * per input skb which could be mostly avoided here (if desired).
1306  *
1307  * We explicitly want to create a request for splitting write queue tail
1308  * to a small skb for Nagle purposes while avoiding unnecessary modulos,
1309  * thus all the complexity (cwnd_len is always MSS multiple which we
1310  * return whenever allowed by the other factors). Basically we need the
1311  * modulo only when the receiver window alone is the limiting factor or
1312  * when we would be allowed to send the split-due-to-Nagle skb fully.
1313  */
1314 static unsigned int tcp_mss_split_point(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1315                                         unsigned int mss_now, unsigned int cwnd)
1316 {
1317         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1318         u32 needed, window, cwnd_len;
1319
1320         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1321         cwnd_len = mss_now * cwnd;
1322
1323         if (likely(cwnd_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1324                 return cwnd_len;
1325
1326         needed = min(skb->len, window);
1327
1328         if (cwnd_len <= needed)
1329                 return cwnd_len;
1330
1331         return needed - needed % mss_now;
1332 }
1333
1334 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1335  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1336  */
1337 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(struct tcp_sock *tp,
1338                                          struct sk_buff *skb)
1339 {
1340         u32 in_flight, cwnd;
1341
1342         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1343         if ((TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_FIN) && tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1344                 return 1;
1345
1346         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1347         cwnd = tp->snd_cwnd;
1348         if (in_flight < cwnd)
1349                 return (cwnd - in_flight);
1350
1351         return 0;
1352 }
1353
1354 /* Initialize TSO state of a skb.
1355  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1356  * SKB onto the wire.
1357  */
1358 static int tcp_init_tso_segs(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1359                              unsigned int mss_now)
1360 {
1361         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1362
1363         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1364                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1365                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1366         }
1367         return tso_segs;
1368 }
1369
1370 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1371 static inline int tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1372 {
1373         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1374                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1375 }
1376
1377 /* Return 0, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1378  * 1. It is full sized.
1379  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1380  * 3. Or TCP_NODELAY was set.
1381  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1382  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1383  */
1384 static inline int tcp_nagle_check(const struct tcp_sock *tp,
1385                                   const struct sk_buff *skb,
1386                                   unsigned mss_now, int nonagle)
1387 {
1388         return skb->len < mss_now &&
1389                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1390                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1391 }
1392
1393 /* Return non-zero if the Nagle test allows this packet to be
1394  * sent now.
1395  */
1396 static inline int tcp_nagle_test(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb,
1397                                  unsigned int cur_mss, int nonagle)
1398 {
1399         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1400          * write_queue (they have no chances to get new data).
1401          *
1402          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1403          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1404          */
1405         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1406                 return 1;
1407
1408         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN).
1409          * Nagle can be ignored during F-RTO too (see RFC4138).
1410          */
1411         if (tcp_urg_mode(tp) || (tp->frto_counter == 2) ||
1412             (TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_FIN))
1413                 return 1;
1414
1415         if (!tcp_nagle_check(tp, skb, cur_mss, nonagle))
1416                 return 1;
1417
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1422 static inline int tcp_snd_wnd_test(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb,
1423                                    unsigned int cur_mss)
1424 {
1425         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1426
1427         if (skb->len > cur_mss)
1428                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1429
1430         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1431 }
1432
1433 /* This checks if the data bearing packet SKB (usually tcp_send_head(sk))
1434  * should be put on the wire right now.  If so, it returns the number of
1435  * packets allowed by the congestion window.
1436  */
1437 static unsigned int tcp_snd_test(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1438                                  unsigned int cur_mss, int nonagle)
1439 {
1440         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1441         unsigned int cwnd_quota;
1442
1443         tcp_init_tso_segs(sk, skb, cur_mss);
1444
1445         if (!tcp_nagle_test(tp, skb, cur_mss, nonagle))
1446                 return 0;
1447
1448         cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1449         if (cwnd_quota && !tcp_snd_wnd_test(tp, skb, cur_mss))
1450                 cwnd_quota = 0;
1451
1452         return cwnd_quota;
1453 }
1454
1455 /* Test if sending is allowed right now. */
1456 int tcp_may_send_now(struct sock *sk)
1457 {
1458         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1459         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
1460
1461         return skb &&
1462                 tcp_snd_test(sk, skb, tcp_current_mss(sk),
1463                              (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1464                               tp->nonagle : TCP_NAGLE_PUSH));
1465 }
1466
1467 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1468  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1469  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1470  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1471  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1472  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1473  */
1474 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1475                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1476 {
1477         struct sk_buff *buff;
1478         int nlen = skb->len - len;
1479         u8 flags;
1480
1481         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1482         if (skb->len != skb->data_len)
1483                 return tcp_fragment(sk, skb, len, mss_now);
1484
1485         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp);
1486         if (unlikely(buff == NULL))
1487                 return -ENOMEM;
1488
1489         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1490         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1491         buff->truesize += nlen;
1492         skb->truesize -= nlen;
1493
1494         /* Correct the sequence numbers. */
1495         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1496         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1497         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1498
1499         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1500         flags = TCP_SKB_CB(skb)->flags;
1501         TCP_SKB_CB(skb)->flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1502         TCP_SKB_CB(buff)->flags = flags;
1503
1504         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1505         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1506
1507         buff->ip_summed = skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1508         skb_split(skb, buff, len);
1509
1510         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1511         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1512         tcp_set_skb_tso_segs(sk, buff, mss_now);
1513
1514         /* Link BUFF into the send queue. */
1515         skb_header_release(buff);
1516         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1517
1518         return 0;
1519 }
1520
1521 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1522  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1523  *
1524  * This algorithm is from John Heffner.
1525  */
1526 static int tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1527 {
1528         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1529         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1530         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
1531         int win_divisor;
1532
1533         if (TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_FIN)
1534                 goto send_now;
1535
1536         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
1537                 goto send_now;
1538
1539         /* Defer for less than two clock ticks. */
1540         if (tp->tso_deferred &&
1541             (((u32)jiffies << 1) >> 1) - (tp->tso_deferred >> 1) > 1)
1542                 goto send_now;
1543
1544         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1545
1546         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1 || (tp->snd_cwnd <= in_flight));
1547
1548         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1549
1550         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
1551         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
1552
1553         limit = min(send_win, cong_win);
1554
1555         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
1556         if (limit >= sk->sk_gso_max_size)
1557                 goto send_now;
1558
1559         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
1560         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
1561                 goto send_now;
1562
1563         win_divisor = ACCESS_ONCE(sysctl_tcp_tso_win_divisor);
1564         if (win_divisor) {
1565                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
1566
1567                 /* If at least some fraction of a window is available,
1568                  * just use it.
1569                  */
1570                 chunk /= win_divisor;
1571                 if (limit >= chunk)
1572                         goto send_now;
1573         } else {
1574                 /* Different approach, try not to defer past a single
1575                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
1576                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
1577                  * then send now.
1578                  */
1579                 if (limit > tcp_max_burst(tp) * tp->mss_cache)
1580                         goto send_now;
1581         }
1582
1583         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.  */
1584         tp->tso_deferred = 1 | (jiffies << 1);
1585
1586         return 1;
1587
1588 send_now:
1589         tp->tso_deferred = 0;
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 /* Create a new MTU probe if we are ready.
1594  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
1595  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
1596  * changes resulting in larger path MTUs.
1597  *
1598  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
1599  *         1 if a probe was sent,
1600  *         -1 otherwise
1601  */
1602 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
1603 {
1604         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1605         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1606         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
1607         int len;
1608         int probe_size;
1609         int size_needed;
1610         int copy;
1611         int mss_now;
1612
1613         /* Not currently probing/verifying,
1614          * not in recovery,
1615          * have enough cwnd, and
1616          * not SACKing (the variable headers throw things off) */
1617         if (!icsk->icsk_mtup.enabled ||
1618             icsk->icsk_mtup.probe_size ||
1619             inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
1620             tp->snd_cwnd < 11 ||
1621             tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack)
1622                 return -1;
1623
1624         /* Very simple search strategy: just double the MSS. */
1625         mss_now = tcp_current_mss(sk);
1626         probe_size = 2 * tp->mss_cache;
1627         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
1628         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high)) {
1629                 /* TODO: set timer for probe_converge_event */
1630                 return -1;
1631         }
1632
1633         /* Have enough data in the send queue to probe? */
1634         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
1635                 return -1;
1636
1637         if (tp->snd_wnd < size_needed)
1638                 return -1;
1639         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
1640                 return 0;
1641
1642         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
1643         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
1644                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
1645                         return -1;
1646                 else
1647                         return 0;
1648         }
1649
1650         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
1651         if ((nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC)) == NULL)
1652                 return -1;
1653         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
1654         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
1655
1656         skb = tcp_send_head(sk);
1657
1658         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1659         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
1660         TCP_SKB_CB(nskb)->flags = TCPHDR_ACK;
1661         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
1662         nskb->csum = 0;
1663         nskb->ip_summed = skb->ip_summed;
1664
1665         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
1666
1667         len = 0;
1668         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
1669                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
1670                 if (nskb->ip_summed)
1671                         skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
1672                 else
1673                         nskb->csum = skb_copy_and_csum_bits(skb, 0,
1674                                                             skb_put(nskb, copy),
1675                                                             copy, nskb->csum);
1676
1677                 if (skb->len <= copy) {
1678                         /* We've eaten all the data from this skb.
1679                          * Throw it away. */
1680                         TCP_SKB_CB(nskb)->flags |= TCP_SKB_CB(skb)->flags;
1681                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
1682                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
1683                 } else {
1684                         TCP_SKB_CB(nskb)->flags |= TCP_SKB_CB(skb)->flags &
1685                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
1686                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
1687                                 skb_pull(skb, copy);
1688                                 if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
1689                                         skb->csum = csum_partial(skb->data,
1690                                                                  skb->len, 0);
1691                         } else {
1692                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
1693                                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1694                         }
1695                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
1696                 }
1697
1698                 len += copy;
1699
1700                 if (len >= probe_size)
1701                         break;
1702         }
1703         tcp_init_tso_segs(sk, nskb, nskb->len);
1704
1705         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
1706          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit(). */
1707         TCP_SKB_CB(nskb)->when = tcp_time_stamp;
1708         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
1709                 /* Decrement cwnd here because we are sending
1710                  * effectively two packets. */
1711                 tp->snd_cwnd--;
1712                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
1713
1714                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
1715                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
1716                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
1717
1718                 return 1;
1719         }
1720
1721         return -1;
1722 }
1723
1724 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
1725  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
1726  * window for us.
1727  *
1728  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
1729  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
1730  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
1731  *
1732  * Returns 1, if no segments are in flight and we have queued segments, but
1733  * cannot send anything now because of SWS or another problem.
1734  */
1735 static int tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
1736                           int push_one, gfp_t gfp)
1737 {
1738         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1739         struct sk_buff *skb;
1740         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
1741         int cwnd_quota;
1742         int result;
1743
1744         sent_pkts = 0;
1745
1746         if (!push_one) {
1747                 /* Do MTU probing. */
1748                 result = tcp_mtu_probe(sk);
1749                 if (!result) {
1750                         return 0;
1751                 } else if (result > 0) {
1752                         sent_pkts = 1;
1753                 }
1754         }
1755
1756         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
1757                 unsigned int limit;
1758
1759                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1760                 BUG_ON(!tso_segs);
1761
1762                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1763                 if (!cwnd_quota)
1764                         break;
1765
1766                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now)))
1767                         break;
1768
1769                 if (tso_segs == 1) {
1770                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
1771                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1772                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
1773                                 break;
1774                 } else {
1775                         if (!push_one && tcp_tso_should_defer(sk, skb))
1776                                 break;
1777                 }
1778
1779                 limit = mss_now;
1780                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
1781                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
1782                                                     cwnd_quota);
1783
1784                 if (skb->len > limit &&
1785                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
1786                         break;
1787
1788                 TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
1789
1790                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
1791                         break;
1792
1793                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
1794                  * This call will increment packets_out.
1795                  */
1796                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
1797
1798                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
1799                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
1800
1801                 if (push_one)
1802                         break;
1803         }
1804         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Recovery)
1805                 tp->prr_out += sent_pkts;
1806
1807         if (likely(sent_pkts)) {
1808                 tcp_cwnd_validate(sk);
1809                 return 0;
1810         }
1811         return !tp->packets_out && tcp_send_head(sk);
1812 }
1813
1814 /* Push out any pending frames which were held back due to
1815  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
1816  * The socket must be locked by the caller.
1817  */
1818 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
1819                                int nonagle)
1820 {
1821         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
1822          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
1823          * all will be happy.
1824          */
1825         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
1826                 return;
1827
1828         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0, GFP_ATOMIC))
1829                 tcp_check_probe_timer(sk);
1830 }
1831
1832 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
1833  * true push pending frames to setup probe timer etc.
1834  */
1835 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1836 {
1837         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
1838
1839         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
1840
1841         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
1842 }
1843
1844 /* This function returns the amount that we can raise the
1845  * usable window based on the following constraints
1846  *
1847  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
1848  * 2. We limit memory per socket
1849  *
1850  * RFC 1122:
1851  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
1852  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
1853  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
1854  *
1855  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
1856  * it at least MSS bytes.
1857  *
1858  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
1859  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
1860  *
1861  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
1862  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
1863  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
1864  * window to always advance by a single byte.
1865  *
1866  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
1867  * then this will not be a problem.
1868  *
1869  * BSD seems to make the following compromise:
1870  *
1871  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
1872  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
1873  *      then set the window to 0.
1874  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
1875  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
1876  *      and from being larger than the largest representable value.
1877  *
1878  * This prevents incremental opening of the window in the regime
1879  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
1880  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
1881  * those cases where the window is constrained on the sender side
1882  * because the pipeline is full.
1883  *
1884  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
1885  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
1886  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
1887  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
1888  * of having a fixed window size at almost all times.
1889  *
1890  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
1891  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
1892  *
1893  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
1894  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
1895  */
1896 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
1897 {
1898         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1899         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1900         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
1901          * here.  I don't know if the value based on our guesses
1902          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
1903          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
1904          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
1905          */
1906         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
1907         int free_space = tcp_space(sk);
1908         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, tcp_full_space(sk));
1909         int window;
1910
1911         if (mss > full_space)
1912                 mss = full_space;
1913
1914         if (free_space < (full_space >> 1)) {
1915                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
1916
1917                 if (tcp_memory_pressure)
1918                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
1919                                                4U * tp->advmss);
1920
1921                 if (free_space < mss)
1922                         return 0;
1923         }
1924
1925         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
1926                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
1927
1928         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
1929          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
1930          */
1931         window = tp->rcv_wnd;
1932         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
1933                 window = free_space;
1934
1935                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
1936                  * Import case: prevent zero window announcement if
1937                  * 1<<rcv_wscale > mss.
1938                  */
1939                 if (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) << tp->rx_opt.rcv_wscale) != window)
1940                         window = (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) + 1)
1941                                   << tp->rx_opt.rcv_wscale);
1942         } else {
1943                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
1944                  * Window clamp already applied above.
1945                  * If our current window offering is within 1 mss of the
1946                  * free space we just keep it. This prevents the divide
1947                  * and multiply from happening most of the time.
1948                  * We also don't do any window rounding when the free space
1949                  * is too small.
1950                  */
1951                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
1952                         window = (free_space / mss) * mss;
1953                 else if (mss == full_space &&
1954                          free_space > window + (full_space >> 1))
1955                         window = free_space;
1956         }
1957
1958         return window;
1959 }
1960
1961 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
1962 static void tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1963 {
1964         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1965         struct sk_buff *next_skb = tcp_write_queue_next(sk, skb);
1966         int skb_size, next_skb_size;
1967
1968         skb_size = skb->len;
1969         next_skb_size = next_skb->len;
1970
1971         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
1972
1973         tcp_highest_sack_combine(sk, next_skb, skb);
1974
1975         tcp_unlink_write_queue(next_skb, sk);
1976
1977         skb_copy_from_linear_data(next_skb, skb_put(skb, next_skb_size),
1978                                   next_skb_size);
1979
1980         if (next_skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL)
1981                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1982
1983         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
1984                 skb->csum = csum_block_add(skb->csum, next_skb->csum, skb_size);
1985
1986         /* Update sequence range on original skb. */
1987         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
1988
1989         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
1990         TCP_SKB_CB(skb)->flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->flags;
1991
1992         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
1993          * packet counting does not break.
1994          */
1995         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
1996
1997         /* changed transmit queue under us so clear hints */
1998         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
1999         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2000                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2001
2002         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2003
2004         sk_wmem_free_skb(sk, next_skb);
2005 }
2006
2007 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2008 static int tcp_can_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2009 {
2010         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2011                 return 0;
2012         /* TODO: SACK collapsing could be used to remove this condition */
2013         if (skb_shinfo(skb)->nr_frags != 0)
2014                 return 0;
2015         if (skb_cloned(skb))
2016                 return 0;
2017         if (skb == tcp_send_head(sk))
2018                 return 0;
2019         /* Some heurestics for collapsing over SACK'd could be invented */
2020         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2021                 return 0;
2022
2023         return 1;
2024 }
2025
2026 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2027  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2028  */
2029 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2030                                      int space)
2031 {
2032         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2033         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2034         int first = 1;
2035
2036         if (!sysctl_tcp_retrans_collapse)
2037                 return;
2038         if (TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_SYN)
2039                 return;
2040
2041         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, tmp, sk) {
2042                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2043                         break;
2044
2045                 space -= skb->len;
2046
2047                 if (first) {
2048                         first = 0;
2049                         continue;
2050                 }
2051
2052                 if (space < 0)
2053                         break;
2054                 /* Punt if not enough space exists in the first SKB for
2055                  * the data in the second
2056                  */
2057                 if (skb->len > skb_tailroom(to))
2058                         break;
2059
2060                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2061                         break;
2062
2063                 tcp_collapse_retrans(sk, to);
2064         }
2065 }
2066
2067 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2068  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2069  * error occurred which prevented the send.
2070  */
2071 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2072 {
2073         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2074         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2075         unsigned int cur_mss;
2076         int err;
2077
2078         /* Inconslusive MTU probe */
2079         if (icsk->icsk_mtup.probe_size) {
2080                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2081         }
2082
2083         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2084          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2085          */
2086         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2087             min(sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2), sk->sk_sndbuf))
2088                 return -EAGAIN;
2089
2090         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2091                 if (before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))
2092                         BUG();
2093                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2094                         return -ENOMEM;
2095         }
2096
2097         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2098                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2099
2100         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2101
2102         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2103          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2104          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2105          * our retransmit serves as a zero window probe.
2106          */
2107         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
2108             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
2109                 return -EAGAIN;
2110
2111         if (skb->len > cur_mss) {
2112                 if (tcp_fragment(sk, skb, cur_mss, cur_mss))
2113                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
2114         } else {
2115                 int oldpcount = tcp_skb_pcount(skb);
2116
2117                 if (unlikely(oldpcount > 1)) {
2118                         tcp_init_tso_segs(sk, skb, cur_mss);
2119                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, oldpcount - tcp_skb_pcount(skb));
2120                 }
2121         }
2122
2123         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
2124
2125         /* Some Solaris stacks overoptimize and ignore the FIN on a
2126          * retransmit when old data is attached.  So strip it off
2127          * since it is cheap to do so and saves bytes on the network.
2128          */
2129         if (skb->len > 0 &&
2130             (TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_FIN) &&
2131             tp->snd_una == (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - 1)) {
2132                 if (!pskb_trim(skb, 0)) {
2133                         /* Reuse, even though it does some unnecessary work */
2134                         tcp_init_nondata_skb(skb, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - 1,
2135                                              TCP_SKB_CB(skb)->flags);
2136                         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
2137                 }
2138         }
2139
2140         /* Make a copy, if the first transmission SKB clone we made
2141          * is still in somebody's hands, else make a clone.
2142          */
2143         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2144
2145         err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2146
2147         if (err == 0) {
2148                 /* Update global TCP statistics. */
2149                 TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
2150
2151                 tp->total_retrans++;
2152
2153 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
2154                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2155                         if (net_ratelimit())
2156                                 printk(KERN_DEBUG "retrans_out leaked.\n");
2157                 }
2158 #endif
2159                 if (!tp->retrans_out)
2160                         tp->lost_retrans_low = tp->snd_nxt;
2161                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
2162                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
2163
2164                 /* Save stamp of the first retransmit. */
2165                 if (!tp->retrans_stamp)
2166                         tp->retrans_stamp = TCP_SKB_CB(skb)->when;
2167
2168                 tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
2169
2170                 /* snd_nxt is stored to detect loss of retransmitted segment,
2171                  * see tcp_input.c tcp_sacktag_write_queue().
2172                  */
2173                 TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq = tp->snd_nxt;
2174         }
2175         return err;
2176 }
2177
2178 /* Check if we forward retransmits are possible in the current
2179  * window/congestion state.
2180  */
2181 static int tcp_can_forward_retransmit(struct sock *sk)
2182 {
2183         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2184         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2185
2186         /* Forward retransmissions are possible only during Recovery. */
2187         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery)
2188                 return 0;
2189
2190         /* No forward retransmissions in Reno are possible. */
2191         if (tcp_is_reno(tp))
2192                 return 0;
2193
2194         /* Yeah, we have to make difficult choice between forward transmission
2195          * and retransmission... Both ways have their merits...
2196          *
2197          * For now we do not retransmit anything, while we have some new
2198          * segments to send. In the other cases, follow rule 3 for
2199          * NextSeg() specified in RFC3517.
2200          */
2201
2202         if (tcp_may_send_now(sk))
2203                 return 0;
2204
2205         return 1;
2206 }
2207
2208 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
2209  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
2210  * resending the rest of the retransmit queue, until either
2211  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
2212  * If doing SACK, the first ACK which comes back for a timeout
2213  * based retransmit packet might feed us FACK information again.
2214  * If so, we use it to avoid unnecessarily retransmissions.
2215  */
2216 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
2217 {
2218         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2219         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2220         struct sk_buff *skb;
2221         struct sk_buff *hole = NULL;
2222         u32 last_lost;
2223         int mib_idx;
2224         int fwd_rexmitting = 0;
2225
2226         if (!tp->packets_out)
2227                 return;
2228
2229         if (!tp->lost_out)
2230                 tp->retransmit_high = tp->snd_una;
2231
2232         if (tp->retransmit_skb_hint) {
2233                 skb = tp->retransmit_skb_hint;
2234                 last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2235                 if (after(last_lost, tp->retransmit_high))
2236                         last_lost = tp->retransmit_high;
2237         } else {
2238                 skb = tcp_write_queue_head(sk);
2239                 last_lost = tp->snd_una;
2240         }
2241
2242         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2243                 __u8 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
2244
2245                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2246                         break;
2247                 /* we could do better than to assign each time */
2248                 if (hole == NULL)
2249                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
2250
2251                 /* Assume this retransmit will generate
2252                  * only one packet for congestion window
2253                  * calculation purposes.  This works because
2254                  * tcp_retransmit_skb() will chop up the
2255                  * packet to be MSS sized and all the
2256                  * packet counting works out.
2257                  */
2258                 if (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd)
2259                         return;
2260
2261                 if (fwd_rexmitting) {
2262 begin_fwd:
2263                         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_highest_sack_seq(tp)))
2264                                 break;
2265                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPFORWARDRETRANS;
2266
2267                 } else if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->retransmit_high)) {
2268                         tp->retransmit_high = last_lost;
2269                         if (!tcp_can_forward_retransmit(sk))
2270                                 break;
2271                         /* Backtrack if necessary to non-L'ed skb */
2272                         if (hole != NULL) {
2273                                 skb = hole;
2274                                 hole = NULL;
2275                         }
2276                         fwd_rexmitting = 1;
2277                         goto begin_fwd;
2278
2279                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
2280                         if (hole == NULL && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
2281                                 hole = skb;
2282                         continue;
2283
2284                 } else {
2285                         last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2286                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
2287                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
2288                         else
2289                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
2290                 }
2291
2292                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
2293                         continue;
2294
2295                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb))
2296                         return;
2297                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), mib_idx);
2298
2299                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Recovery)
2300                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
2301
2302                 if (skb == tcp_write_queue_head(sk))
2303                         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2304                                                   inet_csk(sk)->icsk_rto,
2305                                                   TCP_RTO_MAX);
2306         }
2307 }
2308
2309 /* Send a fin.  The caller locks the socket for us.  This cannot be
2310  * allowed to fail queueing a FIN frame under any circumstances.
2311  */
2312 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
2313 {
2314         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2315         struct sk_buff *skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2316         int mss_now;
2317
2318         /* Optimization, tack on the FIN if we have a queue of
2319          * unsent frames.  But be careful about outgoing SACKS
2320          * and IP options.
2321          */
2322         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2323
2324         if (tcp_send_head(sk) != NULL) {
2325                 TCP_SKB_CB(skb)->flags |= TCPHDR_FIN;
2326                 TCP_SKB_CB(skb)->end_seq++;
2327                 tp->write_seq++;
2328         } else {
2329                 /* Socket is locked, keep trying until memory is available. */
2330                 for (;;) {
2331                         skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER,
2332                                                sk->sk_allocation);
2333                         if (skb)
2334                                 break;
2335                         yield();
2336                 }
2337
2338                 /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2339                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2340                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
2341                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
2342                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
2343                 tcp_queue_skb(sk, skb);
2344         }
2345         __tcp_push_pending_frames(sk, mss_now, TCP_NAGLE_OFF);
2346 }
2347
2348 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
2349  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
2350  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
2351  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
2352  */
2353 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
2354 {
2355         struct sk_buff *skb;
2356
2357         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
2358         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
2359         if (!skb) {
2360                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
2361                 return;
2362         }
2363
2364         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2365         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2366         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
2367                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
2368         /* Send it off. */
2369         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2370         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
2371                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
2372
2373         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
2374 }
2375
2376 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
2377  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
2378  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
2379  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
2380  * and rcv_wscale values will not be correct.
2381  */
2382 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
2383 {
2384         struct sk_buff *skb;
2385
2386         skb = tcp_write_queue_head(sk);
2387         if (skb == NULL || !(TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_SYN)) {
2388                 printk(KERN_DEBUG "tcp_send_synack: wrong queue state\n");
2389                 return -EFAULT;
2390         }
2391         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->flags & TCPHDR_ACK)) {
2392                 if (skb_cloned(skb)) {
2393                         struct sk_buff *nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
2394                         if (nskb == NULL)
2395                                 return -ENOMEM;
2396                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2397                         skb_header_release(nskb);
2398                         __tcp_add_write_queue_head(sk, nskb);
2399                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2400                         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
2401                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2402                         skb = nskb;
2403                 }
2404
2405                 TCP_SKB_CB(skb)->flags |= TCPHDR_ACK;
2406                 TCP_ECN_send_synack(tcp_sk(sk), skb);
2407         }
2408         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2409         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2410 }
2411
2412 /* Prepare a SYN-ACK. */
2413 struct sk_buff *tcp_make_synack(struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
2414                                 struct request_sock *req,
2415                                 struct request_values *rvp)
2416 {
2417         struct tcp_out_options opts;
2418         struct tcp_extend_values *xvp = tcp_xv(rvp);
2419         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
2420         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2421         const struct tcp_cookie_values *cvp = tp->cookie_values;
2422         struct tcphdr *th;
2423         struct sk_buff *skb;
2424         struct tcp_md5sig_key *md5;
2425         int tcp_header_size;
2426         int mss;
2427         int s_data_desired = 0;
2428
2429         if (cvp != NULL && cvp->s_data_constant && cvp->s_data_desired)
2430                 s_data_desired = cvp->s_data_desired;
2431         skb = sock_wmalloc(sk, MAX_TCP_HEADER + 15 + s_data_desired, 1, GFP_ATOMIC);
2432         if (skb == NULL)
2433                 return NULL;
2434
2435         /* Reserve space for headers. */
2436         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2437
2438         skb_dst_set(skb, dst_clone(dst));
2439
2440         mss = dst_metric_advmss(dst);
2441         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < mss)
2442                 mss = tp->rx_opt.user_mss;
2443
2444         if (req->rcv_wnd == 0) { /* ignored for retransmitted syns */
2445                 __u8 rcv_wscale;
2446                 /* Set this up on the first call only */
2447                 req->window_clamp = tp->window_clamp ? : dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
2448
2449                 /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
2450                 if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
2451                     (req->window_clamp > tcp_full_space(sk) || req->window_clamp == 0))
2452                         req->window_clamp = tcp_full_space(sk);
2453
2454                 /* tcp_full_space because it is guaranteed to be the first packet */
2455                 tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
2456                         mss - (ireq->tstamp_ok ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0),
2457                         &req->rcv_wnd,
2458                         &req->window_clamp,
2459                         ireq->wscale_ok,
2460                         &rcv_wscale,
2461                         dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
2462                 ireq->rcv_wscale = rcv_wscale;
2463         }
2464
2465         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
2466 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
2467         if (unlikely(req->cookie_ts))
2468                 TCP_SKB_CB(skb)->when = cookie_init_timestamp(req);
2469         else
2470 #endif
2471         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2472         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss,
2473                                              skb, &opts, &md5, xvp)
2474                         + sizeof(*th);
2475
2476         skb_push(skb, tcp_header_size);
2477         skb_reset_transport_header(skb);
2478
2479         th = tcp_hdr(skb);
2480         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
2481         th->syn = 1;
2482         th->ack = 1;
2483         TCP_ECN_make_synack(req, th);
2484         th->source = ireq->loc_port;
2485         th->dest = ireq->rmt_port;
2486         /* Setting of flags are superfluous here for callers (and ECE is
2487          * not even correctly set)
2488          */
2489         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_rsk(req)->snt_isn,
2490                              TCPHDR_SYN | TCPHDR_ACK);
2491
2492         if (OPTION_COOKIE_EXTENSION & opts.options) {
2493                 if (s_data_desired) {
2494                         u8 *buf = skb_put(skb, s_data_desired);
2495
2496                         /* copy data directly from the listening socket. */
2497                         memcpy(buf, cvp->s_data_payload, s_data_desired);
2498                         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq += s_data_desired;
2499                 }
2500
2501                 if (opts.hash_size > 0) {
2502                         __u32 workspace[SHA_WORKSPACE_WORDS];
2503                         u32 *mess = &xvp->cookie_bakery[COOKIE_DIGEST_WORDS];
2504                         u32 *tail = &mess[COOKIE_MESSAGE_WORDS-1];
2505
2506                         /* Secret recipe depends on the Timestamp, (future)
2507                          * Sequence and Acknowledgment Numbers, Initiator
2508                          * Cookie, and others handled by IP variant caller.
2509                          */
2510                         *tail-- ^= opts.tsval;
2511                         *tail-- ^= tcp_rsk(req)->rcv_isn + 1;
2512                         *tail-- ^= TCP_SKB_CB(skb)->seq + 1;
2513
2514                         /* recommended */
2515                         *tail-- ^= (((__force u32)th->dest << 16) | (__force u32)th->source);
2516                         *tail-- ^= (u32)(unsigned long)cvp; /* per sockopt */
2517
2518                         sha_transform((__u32 *)&xvp->cookie_bakery[0],
2519                                       (char *)mess,
2520                                       &workspace[0]);
2521                         opts.hash_location =
2522                                 (__u8 *)&xvp->cookie_bakery[0];
2523                 }
2524         }
2525
2526         th->seq = htonl(TCP_SKB_CB(skb)->seq);
2527         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_isn + 1);
2528
2529         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
2530         th->window = htons(min(req->rcv_wnd, 65535U));
2531         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
2532         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
2533         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS, tcp_skb_pcount(skb));
2534
2535 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2536         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
2537         if (md5) {
2538                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
2539                                                md5, NULL, req, skb);
2540         }
2541 #endif
2542
2543         return skb;
2544 }
2545 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
2546
2547 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
2548 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
2549 {
2550         struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
2551         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2552         __u8 rcv_wscale;
2553
2554         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
2555          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
2556          */
2557         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr) +
2558                 (sysctl_tcp_timestamps ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0);
2559
2560 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2561         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk) != NULL)
2562                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
2563 #endif
2564
2565         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
2566         if (tp->rx_opt.user_mss)
2567                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
2568         tp->max_window = 0;
2569         tcp_mtup_init(sk);
2570         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
2571
2572         if (!tp->window_clamp)
2573                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
2574         tp->advmss = dst_metric_advmss(dst);
2575         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->advmss)
2576                 tp->advmss = tp->rx_opt.user_mss;
2577
2578         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
2579
2580         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
2581         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
2582             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
2583                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
2584
2585         tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
2586                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
2587                                   &tp->rcv_wnd,
2588                                   &tp->window_clamp,
2589                                   sysctl_tcp_window_scaling,
2590                                   &rcv_wscale,
2591                                   dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
2592
2593         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
2594         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
2595
2596         sk->sk_err = 0;
2597         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
2598         tp->snd_wnd = 0;
2599         tcp_init_wl(tp, 0);
2600         tp->snd_una = tp->write_seq;
2601         tp->snd_sml = tp->write_seq;
2602         tp->snd_up = tp->write_seq;
2603         tp->rcv_nxt = 0;
2604         tp->rcv_wup = 0;
2605         tp->copied_seq = 0;
2606
2607         inet_csk(sk)->icsk_rto = TCP_TIMEOUT_INIT;
2608         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
2609         tcp_clear_retrans(tp);
2610 }
2611
2612 /* Build a SYN and send it off. */
2613 int tcp_connect(struct sock *sk)
2614 {
2615         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2616         struct sk_buff *buff;
2617         int err;
2618
2619         tcp_connect_init(sk);
2620
2621         buff = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER + 15, sk->sk_allocation);
2622         if (unlikely(buff == NULL))
2623                 return -ENOBUFS;
2624
2625         /* Reserve space for headers. */
2626         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
2627
2628         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
2629         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
2630         TCP_ECN_send_syn(sk, buff);
2631
2632         /* Send it off. */
2633         TCP_SKB_CB(buff)->when = tcp_time_stamp;
2634         tp->retrans_stamp = TCP_SKB_CB(buff)->when;
2635         skb_header_release(buff);
2636         __tcp_add_write_queue_tail(sk, buff);
2637         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
2638         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
2639         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(buff);
2640         err = tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
2641         if (err == -ECONNREFUSED)
2642                 return err;
2643
2644         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
2645          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
2646          */
2647         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
2648         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
2649         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
2650
2651         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
2652         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2653                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
2654         return 0;
2655 }
2656 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
2657
2658 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
2659  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
2660  * for details.
2661  */
2662 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
2663 {
2664         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2665         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
2666         unsigned long timeout;
2667
2668         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
2669                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2670                 int max_ato = HZ / 2;
2671
2672                 if (icsk->icsk_ack.pingpong ||
2673                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
2674                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
2675
2676                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
2677
2678                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
2679                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
2680                  * directly.
2681                  */
2682                 if (tp->srtt) {
2683                         int rtt = max(tp->srtt >> 3, TCP_DELACK_MIN);
2684
2685                         if (rtt < max_ato)
2686                                 max_ato = rtt;
2687                 }
2688
2689                 ato = min(ato, max_ato);
2690         }
2691
2692         /* Stay within the limit we were given */
2693         timeout = jiffies + ato;
2694
2695         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
2696         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
2697                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
2698                  * send ACK now.
2699                  */
2700                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
2701                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
2702                         tcp_send_ack(sk);
2703                         return;
2704                 }
2705
2706                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
2707                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
2708         }
2709         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
2710         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
2711         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
2712 }
2713
2714 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
2715 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
2716 {
2717         struct sk_buff *buff;
2718
2719         /* If we have been reset, we may not send again. */
2720         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
2721                 return;
2722
2723         /* We are not putting this on the write queue, so
2724          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
2725          * sock.
2726          */
2727         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
2728         if (buff == NULL) {
2729                 inet_csk_schedule_ack(sk);
2730                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
2731                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
2732                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
2733                 return;
2734         }
2735
2736         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2737         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
2738         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
2739
2740         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
2741         TCP_SKB_CB(buff)->when = tcp_time_stamp;
2742         tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, GFP_ATOMIC);
2743 }
2744
2745 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
2746  * number. It assumes the other end will try to ack it.
2747  *
2748  * Question: what should we make while urgent mode?
2749  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
2750  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
2751  *
2752  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
2753  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
2754  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
2755  */
2756 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent)
2757 {
2758         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2759         struct sk_buff *skb;
2760
2761         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
2762         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
2763         if (skb == NULL)
2764                 return -1;
2765
2766         /* Reserve space for headers and set control bits. */
2767         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2768         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
2769          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
2770          * send it.
2771          */
2772         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
2773         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2774         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, GFP_ATOMIC);
2775 }
2776
2777 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
2778 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk)
2779 {
2780         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2781         struct sk_buff *skb;
2782
2783         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
2784                 return -1;
2785
2786         if ((skb = tcp_send_head(sk)) != NULL &&
2787             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
2788                 int err;
2789                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
2790                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2791
2792                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
2793                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2794
2795                 /* We are probing the opening of a window
2796                  * but the window size is != 0
2797                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
2798                  */
2799                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
2800                     skb->len > mss) {
2801                         seg_size = min(seg_size, mss);
2802                         TCP_SKB_CB(skb)->flags |= TCPHDR_PSH;
2803                         if (tcp_fragment(sk, skb, seg_size, mss))
2804                                 return -1;
2805                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
2806                         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss);
2807
2808                 TCP_SKB_CB(skb)->flags |= TCPHDR_PSH;
2809                 TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2810                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2811                 if (!err)
2812                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2813                 return err;
2814         } else {
2815                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
2816                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1);
2817                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0);
2818         }
2819 }
2820
2821 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
2822  * a partial packet else a zero probe.
2823  */
2824 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
2825 {
2826         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2827         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2828         int err;
2829
2830         err = tcp_write_wakeup(sk);
2831
2832         if (tp->packets_out || !tcp_send_head(sk)) {
2833                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
2834                 icsk->icsk_probes_out = 0;
2835                 icsk->icsk_backoff = 0;
2836                 return;
2837         }
2838
2839         if (err <= 0) {
2840                 if (icsk->icsk_backoff < sysctl_tcp_retries2)
2841                         icsk->icsk_backoff++;
2842                 icsk->icsk_probes_out++;
2843                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
2844                                           min(icsk->icsk_rto << icsk->icsk_backoff, TCP_RTO_MAX),
2845                                           TCP_RTO_MAX);
2846         } else {
2847                 /* If packet was not sent due to local congestion,
2848                  * do not backoff and do not remember icsk_probes_out.
2849                  * Let local senders to fight for local resources.
2850                  *
2851                  * Use accumulated backoff yet.
2852                  */
2853                 if (!icsk->icsk_probes_out)
2854                         icsk->icsk_probes_out = 1;
2855                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
2856                                           min(icsk->icsk_rto << icsk->icsk_backoff,
2857                                               TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL),
2858                                           TCP_RTO_MAX);
2859         }
2860 }