net/dccp/ccids/ccid3.c

   1 /*
   2  *  net/dccp/ccids/ccid3.c
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2007   The University of Aberdeen, Scotland, UK
   5  *  Copyright (c) 2005-7 The University of Waikato, Hamilton, New Zealand.
   6  *  Copyright (c) 2005-7 Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>
   7  *
   8  *  An implementation of the DCCP protocol
   9  *
  10  *  This code has been developed by the University of Waikato WAND
  11  *  research group. For further information please see http://www.wand.net.nz/
  12  *
  13  *  This code also uses code from Lulea University, rereleased as GPL by its
  14  *  authors:
  15  *  Copyright (c) 2003 Nils-Erik Mattsson, Joacim Haggmark, Magnus Erixzon
  16  *
  17  *  Changes to meet Linux coding standards, to make it meet latest ccid3 draft
  18  *  and to make it work as a loadable module in the DCCP stack written by
  19  *  Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>.
  20  *
  21  *  Copyright (c) 2005 Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>
  22  *
  23  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  24  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  25  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  26  *  (at your option) any later version.
  27  *
  28  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  29  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  30  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  31  *  GNU General Public License for more details.
  32  *
  33  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  34  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  35  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  36  */
  37 #include "../dccp.h"
  38 #include "ccid3.h"
  39
  40 #include <asm/unaligned.h>
  41
  42 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
  43 static int ccid3_debug;
  44 #define ccid3_pr_debug(format, a...)    DCCP_PR_DEBUG(ccid3_debug, format, ##a)
  45 #else
  46 #define ccid3_pr_debug(format, a...)
  47 #endif
  48
  49 /*
  50  *      Transmitter Half-Connection Routines
  51  */
  52 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
  53 static const char *ccid3_tx_state_name(enum ccid3_hc_tx_states state)
  54 {
  55         static char *ccid3_state_names[] = {
  56         [TFRC_SSTATE_NO_SENT]  = "NO_SENT",
  57         [TFRC_SSTATE_NO_FBACK] = "NO_FBACK",
  58         [TFRC_SSTATE_FBACK]    = "FBACK",
  59         [TFRC_SSTATE_TERM]     = "TERM",
  60         };
  61
  62         return ccid3_state_names[state];
  63 }
  64 #endif
  65
  66 static void ccid3_hc_tx_set_state(struct sock *sk,
  67                                   enum ccid3_hc_tx_states state)
  68 {
  69         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
  70         enum ccid3_hc_tx_states oldstate = hctx->ccid3hctx_state;
  71
  72         ccid3_pr_debug("%s(%p) %-8.8s -> %s\n",
  73                        dccp_role(sk), sk, ccid3_tx_state_name(oldstate),
  74                        ccid3_tx_state_name(state));
  75         WARN_ON(state == oldstate);
  76         hctx->ccid3hctx_state = state;
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Compute the initial sending rate X_init in the manner of RFC 3390:
  81  *
  82  *      X_init  =  min(4 * s, max(2 * s, 4380 bytes)) / RTT
  83  *
  84  * Note that RFC 3390 uses MSS, RFC 4342 refers to RFC 3390, and rfc3448bis
  85  * (rev-02) clarifies the use of RFC 3390 with regard to the above formula.
  86  * For consistency with other parts of the code, X_init is scaled by 2^6.
  87  */
  88 static inline u64 rfc3390_initial_rate(struct sock *sk)
  89 {
  90         const struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
  91         const __u32 w_init = clamp_t(__u32, 4380U,
  92                         2 * hctx->ccid3hctx_s, 4 * hctx->ccid3hctx_s);
  93
  94         return scaled_div(w_init << 6, hctx->ccid3hctx_rtt);
  95 }
  96
  97 /*
  98  * Recalculate t_ipi and delta (should be called whenever X changes)
  99  */
 100 static void ccid3_update_send_interval(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx)
 101 {
 102         /* Calculate new t_ipi = s / X_inst (X_inst is in 64 * bytes/second) */
 103         hctx->ccid3hctx_t_ipi = scaled_div32(((u64)hctx->ccid3hctx_s) << 6,
 104                                              hctx->ccid3hctx_x);
 105
 106         /* Calculate new delta by delta = min(t_ipi / 2, t_gran / 2) */
 107         hctx->ccid3hctx_delta = min_t(u32, hctx->ccid3hctx_t_ipi / 2,
 108                                            TFRC_OPSYS_HALF_TIME_GRAN);
 109
 110         ccid3_pr_debug("t_ipi=%u, delta=%u, s=%u, X=%u\n",
 111                        hctx->ccid3hctx_t_ipi, hctx->ccid3hctx_delta,
 112                        hctx->ccid3hctx_s, (unsigned)(hctx->ccid3hctx_x >> 6));
 113
 114 }
 115
 116 static u32 ccid3_hc_tx_idle_rtt(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx, ktime_t now)
 117 {
 118         u32 delta = ktime_us_delta(now, hctx->ccid3hctx_t_last_win_count);
 119
 120         return delta / hctx->ccid3hctx_rtt;
 121 }
 122
 123 /**
 124  * ccid3_hc_tx_update_x  -  Update allowed sending rate X
 125  * @stamp: most recent time if available - can be left NULL.
 126  * This function tracks draft rfc3448bis, check there for latest details.
 127  *
 128  * Note: X and X_recv are both stored in units of 64 * bytes/second, to support
 129  *       fine-grained resolution of sending rates. This requires scaling by 2^6
 130  *       throughout the code. Only X_calc is unscaled (in bytes/second).
 131  *
 132  */
 133 static void ccid3_hc_tx_update_x(struct sock *sk, ktime_t *stamp)
 134 {
 135         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 136         __u64 min_rate = 2 * hctx->ccid3hctx_x_recv;
 137         const  __u64 old_x = hctx->ccid3hctx_x;
 138         ktime_t now = stamp ? *stamp : ktime_get_real();
 139
 140         /*
 141          * Handle IDLE periods: do not reduce below RFC3390 initial sending rate
 142          * when idling [RFC 4342, 5.1]. Definition of idling is from rfc3448bis:
 143          * a sender is idle if it has not sent anything over a 2-RTT-period.
 144          * For consistency with X and X_recv, min_rate is also scaled by 2^6.
 145          */
 146         if (ccid3_hc_tx_idle_rtt(hctx, now) >= 2) {
 147                 min_rate = rfc3390_initial_rate(sk);
 148                 min_rate = max(min_rate, 2 * hctx->ccid3hctx_x_recv);
 149         }
 150
 151         if (hctx->ccid3hctx_p > 0) {
 152
 153                 hctx->ccid3hctx_x = min(((__u64)hctx->ccid3hctx_x_calc) << 6,
 154                                         min_rate);
 155                 hctx->ccid3hctx_x = max(hctx->ccid3hctx_x,
 156                                         (((__u64)hctx->ccid3hctx_s) << 6) /
 157                                                                 TFRC_T_MBI);
 158
 159         } else if (ktime_us_delta(now, hctx->ccid3hctx_t_ld)
 160                                 - (s64)hctx->ccid3hctx_rtt >= 0) {
 161
 162                 hctx->ccid3hctx_x =
 163                         max(min(2 * hctx->ccid3hctx_x, min_rate),
 164                             scaled_div(((__u64)hctx->ccid3hctx_s) << 6,
 165                                        hctx->ccid3hctx_rtt));
 166                 hctx->ccid3hctx_t_ld = now;
 167         }
 168
 169         if (hctx->ccid3hctx_x != old_x) {
 170                 ccid3_pr_debug("X_prev=%u, X_now=%u, X_calc=%u, "
 171                                "X_recv=%u\n", (unsigned)(old_x >> 6),
 172                                (unsigned)(hctx->ccid3hctx_x >> 6),
 173                                hctx->ccid3hctx_x_calc,
 174                                (unsigned)(hctx->ccid3hctx_x_recv >> 6));
 175
 176                 ccid3_update_send_interval(hctx);
 177         }
 178 }
 179
 180 /*
 181  *      Track the mean packet size `s' (cf. RFC 4342, 5.3 and  RFC 3448, 4.1)
 182  *      @len: DCCP packet payload size in bytes
 183  */
 184 static inline void ccid3_hc_tx_update_s(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx, int len)
 185 {
 186         const u16 old_s = hctx->ccid3hctx_s;
 187
 188         hctx->ccid3hctx_s = tfrc_ewma(hctx->ccid3hctx_s, len, 9);
 189
 190         if (hctx->ccid3hctx_s != old_s)
 191                 ccid3_update_send_interval(hctx);
 192 }
 193
 194 /*
 195  *      Update Window Counter using the algorithm from [RFC 4342, 8.1].
 196  *      The algorithm is not applicable if RTT < 4 microseconds.
 197  */
 198 static inline void ccid3_hc_tx_update_win_count(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx,
 199                                                 ktime_t now)
 200 {
 201         u32 quarter_rtts;
 202
 203         if (unlikely(hctx->ccid3hctx_rtt < 4))  /* avoid divide-by-zero */
 204                 return;
 205
 206         quarter_rtts = ktime_us_delta(now, hctx->ccid3hctx_t_last_win_count);
 207         quarter_rtts /= hctx->ccid3hctx_rtt / 4;
 208
 209         if (quarter_rtts > 0) {
 210                 hctx->ccid3hctx_t_last_win_count = now;
 211                 hctx->ccid3hctx_last_win_count  += min_t(u32, quarter_rtts, 5);
 212                 hctx->ccid3hctx_last_win_count  &= 0xF;         /* mod 16 */
 213         }
 214 }
 215
 216 static void ccid3_hc_tx_no_feedback_timer(unsigned long data)
 217 {
 218         struct sock *sk = (struct sock *)data;
 219         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 220         unsigned long t_nfb = USEC_PER_SEC / 5;
 221
 222         bh_lock_sock(sk);
 223         if (sock_owned_by_user(sk)) {
 224                 /* Try again later. */
 225                 /* XXX: set some sensible MIB */
 226                 goto restart_timer;
 227         }
 228
 229         ccid3_pr_debug("%s(%p, state=%s) - entry \n", dccp_role(sk), sk,
 230                        ccid3_tx_state_name(hctx->ccid3hctx_state));
 231
 232         if (hctx->ccid3hctx_state == TFRC_SSTATE_FBACK)
 233                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_NO_FBACK);
 234         else if (hctx->ccid3hctx_state != TFRC_SSTATE_NO_FBACK)
 235                 goto out;
 236
 237         /*
 238          * Determine new allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.4
 239          */
 240         if (hctx->ccid3hctx_t_rto == 0 ||       /* no feedback received yet */
 241             hctx->ccid3hctx_p == 0) {
 242
 243                 /* halve send rate directly */
 244                 hctx->ccid3hctx_x = max(hctx->ccid3hctx_x / 2,
 245                                         (((__u64)hctx->ccid3hctx_s) << 6) /
 246                                                                     TFRC_T_MBI);
 247                 ccid3_update_send_interval(hctx);
 248         } else {
 249                 /*
 250                  *  Modify the cached value of X_recv
 251                  *
 252                  *  If (X_calc > 2 * X_recv)
 253                  *    X_recv = max(X_recv / 2, s / (2 * t_mbi));
 254                  *  Else
 255                  *    X_recv = X_calc / 4;
 256                  *
 257                  *  Note that X_recv is scaled by 2^6 while X_calc is not
 258                  */
 259                 BUG_ON(hctx->ccid3hctx_p && !hctx->ccid3hctx_x_calc);
 260
 261                 if (hctx->ccid3hctx_x_calc > (hctx->ccid3hctx_x_recv >> 5))
 262                         hctx->ccid3hctx_x_recv =
 263                                 max(hctx->ccid3hctx_x_recv / 2,
 264                                     (((__u64)hctx->ccid3hctx_s) << 6) /
 265                                                               (2 * TFRC_T_MBI));
 266                 else {
 267                         hctx->ccid3hctx_x_recv = hctx->ccid3hctx_x_calc;
 268                         hctx->ccid3hctx_x_recv <<= 4;
 269                 }
 270                 ccid3_hc_tx_update_x(sk, NULL);
 271         }
 272         ccid3_pr_debug("Reduced X to %llu/64 bytes/sec\n",
 273                         (unsigned long long)hctx->ccid3hctx_x);
 274
 275         /*
 276          * Set new timeout for the nofeedback timer.
 277          * See comments in packet_recv() regarding the value of t_RTO.
 278          */
 279         if (unlikely(hctx->ccid3hctx_t_rto == 0))       /* no feedback yet */
 280                 t_nfb = TFRC_INITIAL_TIMEOUT;
 281         else
 282                 t_nfb = max(hctx->ccid3hctx_t_rto, 2 * hctx->ccid3hctx_t_ipi);
 283
 284 restart_timer:
 285         sk_reset_timer(sk, &hctx->ccid3hctx_no_feedback_timer,
 286                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
 287 out:
 288         bh_unlock_sock(sk);
 289         sock_put(sk);
 290 }
 291
 292 /*
 293  * returns
 294  *   > 0: delay (in msecs) that should pass before actually sending
 295  *   = 0: can send immediately
 296  *   < 0: error condition; do not send packet
 297  */
 298 static int ccid3_hc_tx_send_packet(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 299 {
 300         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
 301         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 302         ktime_t now = ktime_get_real();
 303         s64 delay;
 304
 305         /*
 306          * This function is called only for Data and DataAck packets. Sending
 307          * zero-sized Data(Ack)s is theoretically possible, but for congestion
 308          * control this case is pathological - ignore it.
 309          */
 310         if (unlikely(skb->len == 0))
 311                 return -EBADMSG;
 312
 313         switch (hctx->ccid3hctx_state) {
 314         case TFRC_SSTATE_NO_SENT:
 315                 sk_reset_timer(sk, &hctx->ccid3hctx_no_feedback_timer,
 316                                (jiffies +
 317                                 usecs_to_jiffies(TFRC_INITIAL_TIMEOUT)));
 318                 hctx->ccid3hctx_last_win_count   = 0;
 319                 hctx->ccid3hctx_t_last_win_count = now;
 320
 321                 /* Set t_0 for initial packet */
 322                 hctx->ccid3hctx_t_nom = now;
 323
 324                 hctx->ccid3hctx_s = skb->len;
 325
 326                 /*
 327                  * Use initial RTT sample when available: recommended by erratum
 328                  * to RFC 4342. This implements the initialisation procedure of
 329                  * draft rfc3448bis, section 4.2. Remember, X is scaled by 2^6.
 330                  */
 331                 if (dp->dccps_syn_rtt) {
 332                         ccid3_pr_debug("SYN RTT = %uus\n", dp->dccps_syn_rtt);
 333                         hctx->ccid3hctx_rtt  = dp->dccps_syn_rtt;
 334                         hctx->ccid3hctx_x    = rfc3390_initial_rate(sk);
 335                         hctx->ccid3hctx_t_ld = now;
 336                 } else {
 337                         /* Sender does not have RTT sample: X_pps = 1 pkt/sec */
 338                         hctx->ccid3hctx_x = hctx->ccid3hctx_s;
 339                         hctx->ccid3hctx_x <<= 6;
 340                 }
 341                 ccid3_update_send_interval(hctx);
 342
 343                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_NO_FBACK);
 344                 break;
 345         case TFRC_SSTATE_NO_FBACK:
 346         case TFRC_SSTATE_FBACK:
 347                 delay = ktime_us_delta(hctx->ccid3hctx_t_nom, now);
 348                 ccid3_pr_debug("delay=%ld\n", (long)delay);
 349                 /*
 350                  *      Scheduling of packet transmissions [RFC 3448, 4.6]
 351                  *
 352                  * if (t_now > t_nom - delta)
 353                  *       // send the packet now
 354                  * else
 355                  *       // send the packet in (t_nom - t_now) milliseconds.
 356                  */
 357                 if (delay - (s64)hctx->ccid3hctx_delta >= 1000)
 358                         return (u32)delay / 1000L;
 359
 360                 ccid3_hc_tx_update_win_count(hctx, now);
 361                 break;
 362         case TFRC_SSTATE_TERM:
 363                 DCCP_BUG("%s(%p) - Illegal state TERM", dccp_role(sk), sk);
 364                 return -EINVAL;
 365         }
 366
 367         /* prepare to send now (add options etc.) */
 368         dp->dccps_hc_tx_insert_options = 1;
 369         DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ccval = hctx->ccid3hctx_last_win_count;
 370
 371         /* set the nominal send time for the next following packet */
 372         hctx->ccid3hctx_t_nom = ktime_add_us(hctx->ccid3hctx_t_nom,
 373                                              hctx->ccid3hctx_t_ipi);
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 static void ccid3_hc_tx_packet_sent(struct sock *sk, int more,
 378                                     unsigned int len)
 379 {
 380         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 381
 382         ccid3_hc_tx_update_s(hctx, len);
 383
 384         if (tfrc_tx_hist_add(&hctx->ccid3hctx_hist, dccp_sk(sk)->dccps_gss))
 385                 DCCP_CRIT("packet history - out of memory!");
 386 }
 387
 388 static void ccid3_hc_tx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 389 {
 390         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 391         struct ccid3_options_received *opt_recv;
 392         ktime_t now;
 393         unsigned long t_nfb;
 394         u32 pinv, r_sample;
 395
 396         /* we are only interested in ACKs */
 397         if (!(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_ACK ||
 398               DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_DATAACK))
 399                 return;
 400         /* ... and only in the established state */
 401         if (hctx->ccid3hctx_state != TFRC_SSTATE_FBACK &&
 402             hctx->ccid3hctx_state != TFRC_SSTATE_NO_FBACK)
 403                 return;
 404
 405         opt_recv = &hctx->ccid3hctx_options_received;
 406         now = ktime_get_real();
 407
 408         /* Estimate RTT from history if ACK number is valid */
 409         r_sample = tfrc_tx_hist_rtt(hctx->ccid3hctx_hist,
 410                                     DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ack_seq, now);
 411         if (r_sample == 0) {
 412                 DCCP_WARN("%s(%p): %s with bogus ACK-%llu\n", dccp_role(sk), sk,
 413                           dccp_packet_name(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type),
 414                           (unsigned long long)DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ack_seq);
 415                 return;
 416         }
 417
 418         /* Update receive rate in units of 64 * bytes/second */
 419         hctx->ccid3hctx_x_recv = opt_recv->ccid3or_receive_rate;
 420         hctx->ccid3hctx_x_recv <<= 6;
 421
 422         /* Update loss event rate (which is scaled by 1e6) */
 423         pinv = opt_recv->ccid3or_loss_event_rate;
 424         if (pinv == ~0U || pinv == 0)          /* see RFC 4342, 8.5   */
 425                 hctx->ccid3hctx_p = 0;
 426         else                                   /* can not exceed 100% */
 427                 hctx->ccid3hctx_p = scaled_div(1, pinv);
 428         /*
 429          * Validate new RTT sample and update moving average
 430          */
 431         r_sample = dccp_sample_rtt(sk, r_sample);
 432         hctx->ccid3hctx_rtt = tfrc_ewma(hctx->ccid3hctx_rtt, r_sample, 9);
 433         /*
 434          * Update allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.2/3
 435          */
 436         if (hctx->ccid3hctx_state == TFRC_SSTATE_NO_FBACK) {
 437                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_FBACK);
 438
 439                 if (hctx->ccid3hctx_t_rto == 0) {
 440                         /*
 441                          * Initial feedback packet: Larger Initial Windows (4.2)
 442                          */
 443                         hctx->ccid3hctx_x    = rfc3390_initial_rate(sk);
 444                         hctx->ccid3hctx_t_ld = now;
 445
 446                         ccid3_update_send_interval(hctx);
 447
 448                         goto done_computing_x;
 449                 } else if (hctx->ccid3hctx_p == 0) {
 450                         /*
 451                          * First feedback after nofeedback timer expiry (4.3)
 452                          */
 453                         goto done_computing_x;
 454                 }
 455         }
 456
 457         /* Update sending rate (step 4 of [RFC 3448, 4.3]) */
 458         if (hctx->ccid3hctx_p > 0)
 459                 hctx->ccid3hctx_x_calc =
 460                                 tfrc_calc_x(hctx->ccid3hctx_s,
 461                                             hctx->ccid3hctx_rtt,
 462                                             hctx->ccid3hctx_p);
 463         ccid3_hc_tx_update_x(sk, &now);
 464
 465 done_computing_x:
 466         ccid3_pr_debug("%s(%p), RTT=%uus (sample=%uus), s=%u, "
 467                                "p=%u, X_calc=%u, X_recv=%u, X=%u\n",
 468                                dccp_role(sk),
 469                                sk, hctx->ccid3hctx_rtt, r_sample,
 470                                hctx->ccid3hctx_s, hctx->ccid3hctx_p,
 471                                hctx->ccid3hctx_x_calc,
 472                                (unsigned)(hctx->ccid3hctx_x_recv >> 6),
 473                                (unsigned)(hctx->ccid3hctx_x >> 6));
 474
 475         /* unschedule no feedback timer */
 476         sk_stop_timer(sk, &hctx->ccid3hctx_no_feedback_timer);
 477
 478         /*
 479          * As we have calculated new ipi, delta, t_nom it is possible
 480          * that we now can send a packet, so wake up dccp_wait_for_ccid
 481          */
 482         sk->sk_write_space(sk);
 483
 484         /*
 485          * Update timeout interval for the nofeedback timer.
 486          * We use a configuration option to increase the lower bound.
 487          * This can help avoid triggering the nofeedback timer too
 488          * often ('spinning') on LANs with small RTTs.
 489          */
 490         hctx->ccid3hctx_t_rto = max_t(u32, 4 * hctx->ccid3hctx_rtt,
 491                                            (CONFIG_IP_DCCP_CCID3_RTO *
 492                                             (USEC_PER_SEC / 1000)));
 493         /*
 494          * Schedule no feedback timer to expire in
 495          * max(t_RTO, 2 * s/X)  =  max(t_RTO, 2 * t_ipi)
 496          */
 497         t_nfb = max(hctx->ccid3hctx_t_rto, 2 * hctx->ccid3hctx_t_ipi);
 498
 499         ccid3_pr_debug("%s(%p), Scheduled no feedback timer to "
 500                        "expire in %lu jiffies (%luus)\n",
 501                        dccp_role(sk),
 502                        sk, usecs_to_jiffies(t_nfb), t_nfb);
 503
 504         sk_reset_timer(sk, &hctx->ccid3hctx_no_feedback_timer,
 505                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
 506 }
 507
 508 static int ccid3_hc_tx_parse_options(struct sock *sk, unsigned char option,
 509                                      unsigned char len, u16 idx,
 510                                      unsigned char *value)
 511 {
 512         int rc = 0;
 513         const struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
 514         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 515         struct ccid3_options_received *opt_recv;
 516         __be32 opt_val;
 517
 518         opt_recv = &hctx->ccid3hctx_options_received;
 519
 520         if (opt_recv->ccid3or_seqno != dp->dccps_gsr) {
 521                 opt_recv->ccid3or_seqno              = dp->dccps_gsr;
 522                 opt_recv->ccid3or_loss_event_rate    = ~0;
 523                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_idx = 0;
 524                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_len = 0;
 525                 opt_recv->ccid3or_receive_rate       = 0;
 526         }
 527
 528         switch (option) {
 529         case TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE:
 530                 if (unlikely(len != 4)) {
 531                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d "
 532                                   "for TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE\n",
 533                                   dccp_role(sk), sk, len);
 534                         rc = -EINVAL;
 535                 } else {
 536                         opt_val = get_unaligned((__be32 *)value);
 537                         opt_recv->ccid3or_loss_event_rate = ntohl(opt_val);
 538                         ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_EVENT_RATE=%u\n",
 539                                        dccp_role(sk), sk,
 540                                        opt_recv->ccid3or_loss_event_rate);
 541                 }
 542                 break;
 543         case TFRC_OPT_LOSS_INTERVALS:
 544                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_idx = idx;
 545                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_len = len;
 546                 ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_INTERVALS=(%u, %u)\n",
 547                                dccp_role(sk), sk,
 548                                opt_recv->ccid3or_loss_intervals_idx,
 549                                opt_recv->ccid3or_loss_intervals_len);
 550                 break;
 551         case TFRC_OPT_RECEIVE_RATE:
 552                 if (unlikely(len != 4)) {
 553                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d "
 554                                   "for TFRC_OPT_RECEIVE_RATE\n",
 555                                   dccp_role(sk), sk, len);
 556                         rc = -EINVAL;
 557                 } else {
 558                         opt_val = get_unaligned((__be32 *)value);
 559                         opt_recv->ccid3or_receive_rate = ntohl(opt_val);
 560                         ccid3_pr_debug("%s(%p), RECEIVE_RATE=%u\n",
 561                                        dccp_role(sk), sk,
 562                                        opt_recv->ccid3or_receive_rate);
 563                 }
 564                 break;
 565         }
 566
 567         return rc;
 568 }
 569
 570 static int ccid3_hc_tx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
 571 {
 572         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid_priv(ccid);
 573
 574         hctx->ccid3hctx_state = TFRC_SSTATE_NO_SENT;
 575         hctx->ccid3hctx_hist = NULL;
 576         setup_timer(&hctx->ccid3hctx_no_feedback_timer,
 577                         ccid3_hc_tx_no_feedback_timer, (unsigned long)sk);
 578
 579         return 0;
 580 }
 581
 582 static void ccid3_hc_tx_exit(struct sock *sk)
 583 {
 584         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 585
 586         ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_TERM);
 587         sk_stop_timer(sk, &hctx->ccid3hctx_no_feedback_timer);
 588
 589         tfrc_tx_hist_purge(&hctx->ccid3hctx_hist);
 590 }
 591
 592 static void ccid3_hc_tx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
 593 {
 594         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx;
 595
 596         /* Listen socks doesn't have a private CCID block */
 597         if (sk->sk_state == DCCP_LISTEN)
 598                 return;
 599
 600         hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 601         info->tcpi_rto = hctx->ccid3hctx_t_rto;
 602         info->tcpi_rtt = hctx->ccid3hctx_rtt;
 603 }
 604
 605 static int ccid3_hc_tx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
 606                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
 607 {
 608         const struct ccid3_hc_tx_sock *hctx;
 609         const void *val;
 610
 611         /* Listen socks doesn't have a private CCID block */
 612         if (sk->sk_state == DCCP_LISTEN)
 613                 return -EINVAL;
 614
 615         hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 616         switch (optname) {
 617         case DCCP_SOCKOPT_CCID_TX_INFO:
 618                 if (len < sizeof(hctx->ccid3hctx_tfrc))
 619                         return -EINVAL;
 620                 len = sizeof(hctx->ccid3hctx_tfrc);
 621                 val = &hctx->ccid3hctx_tfrc;
 622                 break;
 623         default:
 624                 return -ENOPROTOOPT;
 625         }
 626
 627         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
 628                 return -EFAULT;
 629
 630         return 0;
 631 }
 632
 633 /*
 634  *      Receiver Half-Connection Routines
 635  */
 636
 637 /* CCID3 feedback types */
 638 enum ccid3_fback_type {
 639         CCID3_FBACK_NONE = 0,
 640         CCID3_FBACK_INITIAL,
 641         CCID3_FBACK_PERIODIC,
 642         CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE
 643 };
 644
 645 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
 646 static const char *ccid3_rx_state_name(enum ccid3_hc_rx_states state)
 647 {
 648         static char *ccid3_rx_state_names[] = {
 649         [TFRC_RSTATE_NO_DATA] = "NO_DATA",
 650         [TFRC_RSTATE_DATA]    = "DATA",
 651         [TFRC_RSTATE_TERM]    = "TERM",
 652         };
 653
 654         return ccid3_rx_state_names[state];
 655 }
 656 #endif
 657
 658 static void ccid3_hc_rx_set_state(struct sock *sk,
 659                                   enum ccid3_hc_rx_states state)
 660 {
 661         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 662         enum ccid3_hc_rx_states oldstate = hcrx->ccid3hcrx_state;
 663
 664         ccid3_pr_debug("%s(%p) %-8.8s -> %s\n",
 665                        dccp_role(sk), sk, ccid3_rx_state_name(oldstate),
 666                        ccid3_rx_state_name(state));
 667         WARN_ON(state == oldstate);
 668         hcrx->ccid3hcrx_state = state;
 669 }
 670
 671 static void ccid3_hc_rx_send_feedback(struct sock *sk,
 672                                       const struct sk_buff *skb,
 673                                       enum ccid3_fback_type fbtype)
 674 {
 675         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 676         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
 677         ktime_t now;
 678         s64 delta = 0;
 679
 680         if (unlikely(hcrx->ccid3hcrx_state == TFRC_RSTATE_TERM))
 681                 return;
 682
 683         now = ktime_get_real();
 684
 685         switch (fbtype) {
 686         case CCID3_FBACK_INITIAL:
 687                 hcrx->ccid3hcrx_x_recv = 0;
 688                 hcrx->ccid3hcrx_pinv   = ~0U;   /* see RFC 4342, 8.5 */
 689                 break;
 690         case CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE:
 691                 /*
 692                  * When parameters change (new loss or p > p_prev), we do not
 693                  * have a reliable estimate for R_m of [RFC 3448, 6.2] and so
 694                  * need to  reuse the previous value of X_recv. However, when
 695                  * X_recv was 0 (due to early loss), this would kill X down to
 696                  * s/t_mbi (i.e. one packet in 64 seconds).
 697                  * To avoid such drastic reduction, we approximate X_recv as
 698                  * the number of bytes since last feedback.
 699                  * This is a safe fallback, since X is bounded above by X_calc.
 700                  */
 701                 if (hcrx->ccid3hcrx_x_recv > 0)
 702                         break;
 703                 /* fall through */
 704         case CCID3_FBACK_PERIODIC:
 705                 delta = ktime_us_delta(now, hcrx->ccid3hcrx_tstamp_last_feedback);
 706                 if (delta <= 0)
 707                         DCCP_BUG("delta (%ld) <= 0", (long)delta);
 708                 else
 709                         hcrx->ccid3hcrx_x_recv =
 710                                 scaled_div32(hcrx->ccid3hcrx_bytes_recv, delta);
 711                 break;
 712         default:
 713                 return;
 714         }
 715
 716         ccid3_pr_debug("Interval %ldusec, X_recv=%u, 1/p=%u\n", (long)delta,
 717                        hcrx->ccid3hcrx_x_recv, hcrx->ccid3hcrx_pinv);
 718
 719         hcrx->ccid3hcrx_tstamp_last_feedback = now;
 720         hcrx->ccid3hcrx_last_counter         = dccp_hdr(skb)->dccph_ccval;
 721         hcrx->ccid3hcrx_bytes_recv           = 0;
 722
 723         dp->dccps_hc_rx_insert_options = 1;
 724         dccp_send_ack(sk);
 725 }
 726
 727 static int ccid3_hc_rx_insert_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 728 {
 729         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx;
 730         __be32 x_recv, pinv;
 731
 732         if (!(sk->sk_state == DCCP_OPEN || sk->sk_state == DCCP_PARTOPEN))
 733                 return 0;
 734
 735         hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 736
 737         if (dccp_packet_without_ack(skb))
 738                 return 0;
 739
 740         x_recv = htonl(hcrx->ccid3hcrx_x_recv);
 741         pinv   = htonl(hcrx->ccid3hcrx_pinv);
 742
 743         if (dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE,
 744                                &pinv, sizeof(pinv)) ||
 745             dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_RECEIVE_RATE,
 746                                &x_recv, sizeof(x_recv)))
 747                 return -1;
 748
 749         return 0;
 750 }
 751
 752 /** ccid3_first_li  -  Implements [RFC 3448, 6.3.1]
 753  *
 754  * Determine the length of the first loss interval via inverse lookup.
 755  * Assume that X_recv can be computed by the throughput equation
 756  *                  s
 757  *      X_recv = --------
 758  *               R * fval
 759  * Find some p such that f(p) = fval; return 1/p (scaled).
 760  */
 761 static u32 ccid3_first_li(struct sock *sk)
 762 {
 763         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 764         u32 x_recv, p, delta;
 765         u64 fval;
 766
 767         if (hcrx->ccid3hcrx_rtt == 0) {
 768                 DCCP_WARN("No RTT estimate available, using fallback RTT\n");
 769                 hcrx->ccid3hcrx_rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
 770         }
 771
 772         delta = ktime_to_us(net_timedelta(hcrx->ccid3hcrx_tstamp_last_feedback));
 773         x_recv = scaled_div32(hcrx->ccid3hcrx_bytes_recv, delta);
 774         if (x_recv == 0) {              /* would also trigger divide-by-zero */
 775                 DCCP_WARN("X_recv==0\n");
 776                 if ((x_recv = hcrx->ccid3hcrx_x_recv) == 0) {
 777                         DCCP_BUG("stored value of X_recv is zero");
 778                         return ~0U;
 779                 }
 780         }
 781
 782         fval = scaled_div(hcrx->ccid3hcrx_s, hcrx->ccid3hcrx_rtt);
 783         fval = scaled_div32(fval, x_recv);
 784         p = tfrc_calc_x_reverse_lookup(fval);
 785
 786         ccid3_pr_debug("%s(%p), receive rate=%u bytes/s, implied "
 787                        "loss rate=%u\n", dccp_role(sk), sk, x_recv, p);
 788
 789         return p == 0 ? ~0U : scaled_div(1, p);
 790 }
 791
 792 static void ccid3_hc_rx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 793 {
 794         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 795         enum ccid3_fback_type do_feedback = CCID3_FBACK_NONE;
 796         const u32 ndp = dccp_sk(sk)->dccps_options_received.dccpor_ndp;
 797         const bool is_data_packet = dccp_data_packet(skb);
 798
 799         if (unlikely(hcrx->ccid3hcrx_state == TFRC_RSTATE_NO_DATA)) {
 800                 if (is_data_packet) {
 801                         const u32 payload = skb->len - dccp_hdr(skb)->dccph_doff * 4;
 802                         do_feedback = CCID3_FBACK_INITIAL;
 803                         ccid3_hc_rx_set_state(sk, TFRC_RSTATE_DATA);
 804                         hcrx->ccid3hcrx_s = payload;
 805                         /*
 806                          * Not necessary to update ccid3hcrx_bytes_recv here,
 807                          * since X_recv = 0 for the first feedback packet (cf.
 808                          * RFC 3448, 6.3) -- gerrit
 809                          */
 810                 }
 811                 goto update_records;
 812         }
 813
 814         if (tfrc_rx_hist_duplicate(&hcrx->ccid3hcrx_hist, skb))
 815                 return; /* done receiving */
 816
 817         if (is_data_packet) {
 818                 const u32 payload = skb->len - dccp_hdr(skb)->dccph_doff * 4;
 819                 /*
 820                  * Update moving-average of s and the sum of received payload bytes
 821                  */
 822                 hcrx->ccid3hcrx_s = tfrc_ewma(hcrx->ccid3hcrx_s, payload, 9);
 823                 hcrx->ccid3hcrx_bytes_recv += payload;
 824         }
 825
 826         /*
 827          * Handle pending losses and otherwise check for new loss
 828          */
 829         if (tfrc_rx_hist_loss_pending(&hcrx->ccid3hcrx_hist) &&
 830             tfrc_rx_handle_loss(&hcrx->ccid3hcrx_hist,
 831                                 &hcrx->ccid3hcrx_li_hist,
 832                                 skb, ndp, ccid3_first_li, sk) ) {
 833                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
 834                 goto done_receiving;
 835         }
 836
 837         if (tfrc_rx_hist_new_loss_indicated(&hcrx->ccid3hcrx_hist, skb, ndp))
 838                 goto update_records;
 839
 840         /*
 841          * Handle data packets: RTT sampling and monitoring p
 842          */
 843         if (unlikely(!is_data_packet))
 844                 goto update_records;
 845
 846         if (!tfrc_lh_is_initialised(&hcrx->ccid3hcrx_li_hist)) {
 847                 const u32 sample = tfrc_rx_hist_sample_rtt(&hcrx->ccid3hcrx_hist, skb);
 848                 /*
 849                  * Empty loss history: no loss so far, hence p stays 0.
 850                  * Sample RTT values, since an RTT estimate is required for the
 851                  * computation of p when the first loss occurs; RFC 3448, 6.3.1.
 852                  */
 853                 if (sample != 0)
 854                         hcrx->ccid3hcrx_rtt = tfrc_ewma(hcrx->ccid3hcrx_rtt, sample, 9);
 855
 856         } else if (tfrc_lh_update_i_mean(&hcrx->ccid3hcrx_li_hist, skb)) {
 857                 /*
 858                  * Step (3) of [RFC 3448, 6.1]: Recompute I_mean and, if I_mean
 859                  * has decreased (resp. p has increased), send feedback now.
 860                  */
 861                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
 862         }
 863
 864         /*
 865          * Check if the periodic once-per-RTT feedback is due; RFC 4342, 10.3
 866          */
 867         if (SUB16(dccp_hdr(skb)->dccph_ccval, hcrx->ccid3hcrx_last_counter) > 3)
 868                 do_feedback = CCID3_FBACK_PERIODIC;
 869
 870 update_records:
 871         tfrc_rx_hist_add_packet(&hcrx->ccid3hcrx_hist, skb, ndp);
 872
 873 done_receiving:
 874         if (do_feedback)
 875                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, do_feedback);
 876 }
 877
 878 static int ccid3_hc_rx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
 879 {
 880         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid_priv(ccid);
 881
 882         hcrx->ccid3hcrx_state = TFRC_RSTATE_NO_DATA;
 883         tfrc_lh_init(&hcrx->ccid3hcrx_li_hist);
 884         return tfrc_rx_hist_alloc(&hcrx->ccid3hcrx_hist);
 885 }
 886
 887 static void ccid3_hc_rx_exit(struct sock *sk)
 888 {
 889         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 890
 891         ccid3_hc_rx_set_state(sk, TFRC_RSTATE_TERM);
 892
 893         tfrc_rx_hist_purge(&hcrx->ccid3hcrx_hist);
 894         tfrc_lh_cleanup(&hcrx->ccid3hcrx_li_hist);
 895 }
 896
 897 static void ccid3_hc_rx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
 898 {
 899         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx;
 900
 901         /* Listen socks doesn't have a private CCID block */
 902         if (sk->sk_state == DCCP_LISTEN)
 903                 return;
 904
 905         hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 906         info->tcpi_ca_state = hcrx->ccid3hcrx_state;
 907         info->tcpi_options  |= TCPI_OPT_TIMESTAMPS;
 908         info->tcpi_rcv_rtt  = hcrx->ccid3hcrx_rtt;
 909 }
 910
 911 static int ccid3_hc_rx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
 912                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
 913 {
 914         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx;
 915         struct tfrc_rx_info rx_info;
 916         const void *val;
 917
 918         /* Listen socks doesn't have a private CCID block */
 919         if (sk->sk_state == DCCP_LISTEN)
 920                 return -EINVAL;
 921
 922         hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 923         switch (optname) {
 924         case DCCP_SOCKOPT_CCID_RX_INFO:
 925                 if (len < sizeof(rx_info))
 926                         return -EINVAL;
 927                 rx_info.tfrcrx_x_recv = hcrx->ccid3hcrx_x_recv;
 928                 rx_info.tfrcrx_rtt    = hcrx->ccid3hcrx_rtt;
 929                 rx_info.tfrcrx_p      = hcrx->ccid3hcrx_pinv == 0 ? ~0U :
 930                                            scaled_div(1, hcrx->ccid3hcrx_pinv);
 931                 len = sizeof(rx_info);
 932                 val = &rx_info;
 933                 break;
 934         default:
 935                 return -ENOPROTOOPT;
 936         }
 937
 938         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
 939                 return -EFAULT;
 940
 941         return 0;
 942 }
 943
 944 static struct ccid_operations ccid3 = {
 945         .ccid_id                   = DCCPC_CCID3,
 946         .ccid_name                 = "TCP-Friendly Rate Control",
 947         .ccid_owner                = THIS_MODULE,
 948         .ccid_hc_tx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_tx_sock),
 949         .ccid_hc_tx_init           = ccid3_hc_tx_init,
 950         .ccid_hc_tx_exit           = ccid3_hc_tx_exit,
 951         .ccid_hc_tx_send_packet    = ccid3_hc_tx_send_packet,
 952         .ccid_hc_tx_packet_sent    = ccid3_hc_tx_packet_sent,
 953         .ccid_hc_tx_packet_recv    = ccid3_hc_tx_packet_recv,
 954         .ccid_hc_tx_parse_options  = ccid3_hc_tx_parse_options,
 955         .ccid_hc_rx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_rx_sock),
 956         .ccid_hc_rx_init           = ccid3_hc_rx_init,
 957         .ccid_hc_rx_exit           = ccid3_hc_rx_exit,
 958         .ccid_hc_rx_insert_options = ccid3_hc_rx_insert_options,
 959         .ccid_hc_rx_packet_recv    = ccid3_hc_rx_packet_recv,
 960         .ccid_hc_rx_get_info       = ccid3_hc_rx_get_info,
 961         .ccid_hc_tx_get_info       = ccid3_hc_tx_get_info,
 962         .ccid_hc_rx_getsockopt     = ccid3_hc_rx_getsockopt,
 963         .ccid_hc_tx_getsockopt     = ccid3_hc_tx_getsockopt,
 964 };
 965
 966 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
 967 module_param(ccid3_debug, bool, 0444);
 968 MODULE_PARM_DESC(ccid3_debug, "Enable debug messages");
 969 #endif
 970
 971 static __init int ccid3_module_init(void)
 972 {
 973         return ccid_register(&ccid3);
 974 }
 975 module_init(ccid3_module_init);
 976
 977 static __exit void ccid3_module_exit(void)
 978 {
 979         ccid_unregister(&ccid3);
 980 }
 981 module_exit(ccid3_module_exit);
 982
 983 MODULE_AUTHOR("Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>, "
 984               "Arnaldo Carvalho de Melo <acme@ghostprotocols.net>");
 985 MODULE_DESCRIPTION("DCCP TFRC CCID3 CCID");
 986 MODULE_LICENSE("GPL");
 987 MODULE_ALIAS("net-dccp-ccid-3");