tcp: avoid order-1 allocations on wifi and tx path
Eric Dumazet [Tue, 10 Apr 2012 20:30:48 +0000 (20:30 +0000)]
Marc Merlin reported many order-1 allocations failures in TX path on its
wireless setup, that dont make any sense with MTU=1500 network, and non
SG capable hardware.

After investigation, it turns out TCP uses sk_stream_alloc_skb() and
used as a convention skb_tailroom(skb) to know how many bytes of data
payload could be put in this skb (for non SG capable devices)

Note : these skb used kmalloc-4096 (MTU=1500 + MAX_HEADER +
sizeof(struct skb_shared_info) being above 2048)

Later, mac80211 layer need to add some bytes at the tail of skb
(IEEE80211_ENCRYPT_TAILROOM = 18 bytes) and since no more tailroom is
available has to call pskb_expand_head() and request order-1
allocations.

This patch changes sk_stream_alloc_skb() so that only
sk->sk_prot->max_header bytes of headroom are reserved, and use a new
skb field, avail_size to hold the data payload limit.

This way, order-0 allocations done by TCP stack can leave more than 2 KB
of tailroom and no more allocation is performed in mac80211 layer (or
any layer needing some tailroom)

avail_size is unioned with mark/dropcount, since mark will be set later
in IP stack for output packets. Therefore, skb size is unchanged.

Reported-by: Marc MERLIN <marc@merlins.org>
Tested-by: Marc MERLIN <marc@merlins.org>
Signed-off-by: Eric Dumazet <eric.dumazet@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

include/linux/skbuff.h
net/ipv4/tcp.c
net/ipv4/tcp_output.c

index 3337027..70a3f8d 100644 (file)
@@ -481,6 +481,7 @@ struct sk_buff {
        union {
                __u32           mark;
                __u32           dropcount;
+               __u32           avail_size;
        };
 
        sk_buff_data_t          transport_header;
@@ -1366,6 +1367,18 @@ static inline int skb_tailroom(const struct sk_buff *skb)
 }
 
 /**
+ *     skb_availroom - bytes at buffer end
+ *     @skb: buffer to check
+ *
+ *     Return the number of bytes of free space at the tail of an sk_buff
+ *     allocated by sk_stream_alloc()
+ */
+static inline int skb_availroom(const struct sk_buff *skb)
+{
+       return skb_is_nonlinear(skb) ? 0 : skb->avail_size - skb->len;
+}
+
+/**
  *     skb_reserve - adjust headroom
  *     @skb: buffer to alter
  *     @len: bytes to move
index 7758a83..a5daa21 100644 (file)
@@ -701,11 +701,12 @@ struct sk_buff *sk_stream_alloc_skb(struct sock *sk, int size, gfp_t gfp)
        skb = alloc_skb_fclone(size + sk->sk_prot->max_header, gfp);
        if (skb) {
                if (sk_wmem_schedule(sk, skb->truesize)) {
+                       skb_reserve(skb, sk->sk_prot->max_header);
                        /*
                         * Make sure that we have exactly size bytes
                         * available to the caller, no more, no less.
                         */
-                       skb_reserve(skb, skb_tailroom(skb) - size);
+                       skb->avail_size = size;
                        return skb;
                }
                __kfree_skb(skb);
@@ -995,10 +996,9 @@ new_segment:
                                copy = seglen;
 
                        /* Where to copy to? */
-                       if (skb_tailroom(skb) > 0) {
+                       if (skb_availroom(skb) > 0) {
                                /* We have some space in skb head. Superb! */
-                               if (copy > skb_tailroom(skb))
-                                       copy = skb_tailroom(skb);
+                               copy = min_t(int, copy, skb_availroom(skb));
                                err = skb_add_data_nocache(sk, skb, from, copy);
                                if (err)
                                        goto do_fault;
index 364784a..376b2cf 100644 (file)
@@ -2060,7 +2060,7 @@ static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
                /* Punt if not enough space exists in the first SKB for
                 * the data in the second
                 */
-               if (skb->len > skb_tailroom(to))
+               if (skb->len > skb_availroom(to))
                        break;
 
                if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))