tcp: Disable header prediction for MD5 flow.
[platform/kernel/linux-rpi.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
4  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
5  *              interface as the means of communication with the user level.
6  *
7  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
8  *
9  * Authors:     Ross Biro
10  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
11  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
12  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
13  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
14  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
15  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
16  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
17  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
18  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
19  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
20  */
21
22 /*
23  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
24  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
25  *                              :       Segment collapse on retransmit
26  *                              :       AF independence
27  *
28  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
29  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
30  *                                      during syn/ack processing.
31  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
32  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
33  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
34  *              J Hadi Salim    :       ECN support
35  *
36  */
37
38 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
39
40 #include <net/tcp.h>
41 #include <net/mptcp.h>
42
43 #include <linux/compiler.h>
44 #include <linux/gfp.h>
45 #include <linux/module.h>
46 #include <linux/static_key.h>
47
48 #include <trace/events/tcp.h>
49
50 /* Refresh clocks of a TCP socket,
51  * ensuring monotically increasing values.
52  */
53 void tcp_mstamp_refresh(struct tcp_sock *tp)
54 {
55         u64 val = tcp_clock_ns();
56
57         tp->tcp_clock_cache = val;
58         tp->tcp_mstamp = div_u64(val, NSEC_PER_USEC);
59 }
60
61 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
62                            int push_one, gfp_t gfp);
63
64 /* Account for new data that has been sent to the network. */
65 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
66 {
67         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
68         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
69         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
70
71         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
72
73         __skb_unlink(skb, &sk->sk_write_queue);
74         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, skb);
75
76         if (tp->highest_sack == NULL)
77                 tp->highest_sack = skb;
78
79         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
80         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)
81                 tcp_rearm_rto(sk);
82
83         NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT,
84                       tcp_skb_pcount(skb));
85         tcp_check_space(sk);
86 }
87
88 /* SND.NXT, if window was not shrunk or the amount of shrunk was less than one
89  * window scaling factor due to loss of precision.
90  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
91  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
92  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
93  * invalid. OK, let's make this for now:
94  */
95 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
96 {
97         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
98
99         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt) ||
100             (tp->rx_opt.wscale_ok &&
101              ((tp->snd_nxt - tcp_wnd_end(tp)) < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))))
102                 return tp->snd_nxt;
103         else
104                 return tcp_wnd_end(tp);
105 }
106
107 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
108  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
109  *
110  * 1. It is independent of path mtu.
111  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
112  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
113  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
114  *    large MSS.
115  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
116  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
117  *    This may be overridden via information stored in routing table.
118  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
119  *    probably even Jumbo".
120  */
121 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
122 {
123         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
124         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
125         int mss = tp->advmss;
126
127         if (dst) {
128                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
129
130                 if (metric < mss) {
131                         mss = metric;
132                         tp->advmss = mss;
133                 }
134         }
135
136         return (__u16)mss;
137 }
138
139 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
140  * This is the first part of cwnd validation mechanism.
141  */
142 void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, s32 delta)
143 {
144         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
145         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
146         u32 cwnd = tcp_snd_cwnd(tp);
147
148         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
149
150         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
151         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
152
153         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
154                 cwnd >>= 1;
155         tcp_snd_cwnd_set(tp, max(cwnd, restart_cwnd));
156         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
157         tp->snd_cwnd_used = 0;
158 }
159
160 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
161 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
162                                 struct sock *sk)
163 {
164         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
165         const u32 now = tcp_jiffies32;
166
167         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
168                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
169
170         tp->lsndtime = now;
171
172         /* If it is a reply for ato after last received
173          * packet, enter pingpong mode.
174          */
175         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
176                 inet_csk_enter_pingpong_mode(sk);
177 }
178
179 /* Account for an ACK we sent. */
180 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts,
181                                       u32 rcv_nxt)
182 {
183         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
184
185         if (unlikely(tp->compressed_ack)) {
186                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPACKCOMPRESSED,
187                               tp->compressed_ack);
188                 tp->compressed_ack = 0;
189                 if (hrtimer_try_to_cancel(&tp->compressed_ack_timer) == 1)
190                         __sock_put(sk);
191         }
192
193         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
194                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
195         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
196         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
197 }
198
199 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
200  * Based on the assumption that the given amount of space
201  * will be offered. Store the results in the tp structure.
202  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
203  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
204  * This MUST be enforced by all callers.
205  */
206 void tcp_select_initial_window(const struct sock *sk, int __space, __u32 mss,
207                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
208                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
209                                __u32 init_rcv_wnd)
210 {
211         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
212
213         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
214         if (*window_clamp == 0)
215                 (*window_clamp) = (U16_MAX << TCP_MAX_WSCALE);
216         space = min(*window_clamp, space);
217
218         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
219         if (space > mss)
220                 space = rounddown(space, mss);
221
222         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
223          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
224          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
225          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
226          * unless the remote has sent us a window scaling option,
227          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
228          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
229          */
230         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows))
231                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
232         else
233                 (*rcv_wnd) = min_t(u32, space, U16_MAX);
234
235         if (init_rcv_wnd)
236                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
237
238         *rcv_wscale = 0;
239         if (wscale_ok) {
240                 /* Set window scaling on max possible window */
241                 space = max_t(u32, space, READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]));
242                 space = max_t(u32, space, READ_ONCE(sysctl_rmem_max));
243                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
244                 *rcv_wscale = clamp_t(int, ilog2(space) - 15,
245                                       0, TCP_MAX_WSCALE);
246         }
247         /* Set the clamp no higher than max representable value */
248         (*window_clamp) = min_t(__u32, U16_MAX << (*rcv_wscale), *window_clamp);
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
251
252 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
253  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
254  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
255  * frame.
256  */
257 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
258 {
259         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
260         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
261         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
262         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
263         struct net *net = sock_net(sk);
264
265         if (new_win < cur_win) {
266                 /* Danger Will Robinson!
267                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
268                  * we will not be able to advertise a zero
269                  * window in time.  --DaveM
270                  *
271                  * Relax Will Robinson.
272                  */
273                 if (!READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_shrink_window) || !tp->rx_opt.rcv_wscale) {
274                         /* Never shrink the offered window */
275                         if (new_win == 0)
276                                 NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
277                         new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
278                 }
279         }
280
281         tp->rcv_wnd = new_win;
282         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
283
284         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
285          * scaled window.
286          */
287         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale &&
288             READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows))
289                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
290         else
291                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
292
293         /* RFC1323 scaling applied */
294         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
295
296         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
297         if (new_win == 0) {
298                 tp->pred_flags = 0;
299                 if (old_win)
300                         NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
301         } else if (old_win == 0) {
302                 NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
303         }
304
305         return new_win;
306 }
307
308 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
309 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
310 {
311         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
312
313         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
314         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
315                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
316         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk) ||
317                  tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk))
318                 INET_ECN_xmit(sk);
319 }
320
321 /* Packet ECN state for a SYN.  */
322 static void tcp_ecn_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
323 {
324         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
325         bool bpf_needs_ecn = tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk);
326         bool use_ecn = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn) == 1 ||
327                 tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn;
328
329         if (!use_ecn) {
330                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
331
332                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
333                         use_ecn = true;
334         }
335
336         tp->ecn_flags = 0;
337
338         if (use_ecn) {
339                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
340                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
341                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn)
342                         INET_ECN_xmit(sk);
343         }
344 }
345
346 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
347 {
348         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback))
349                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
350                  * SYN ACK is ultimatively being received.
351                  */
352                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
353 }
354
355 static void
356 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
357 {
358         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
359                 th->ece = 1;
360 }
361
362 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
363  * be sent.
364  */
365 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
366                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
367 {
368         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
369
370         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
371                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
372                 if (skb->len != tcp_header_len &&
373                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
374                         INET_ECN_xmit(sk);
375                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
376                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
377                                 th->cwr = 1;
378                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
379                         }
380                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
381                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
382                         INET_ECN_dontxmit(sk);
383                 }
384                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
385                         th->ece = 1;
386         }
387 }
388
389 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
390  * auto increment end seqno.
391  */
392 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
393 {
394         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
395
396         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
397
398         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
399
400         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
401         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
402                 seq++;
403         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
404 }
405
406 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
407 {
408         return tp->snd_una != tp->snd_up;
409 }
410
411 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   BIT(0)
412 #define OPTION_TS               BIT(1)
413 #define OPTION_MD5              BIT(2)
414 #define OPTION_WSCALE           BIT(3)
415 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE BIT(8)
416 #define OPTION_SMC              BIT(9)
417 #define OPTION_MPTCP            BIT(10)
418
419 static void smc_options_write(__be32 *ptr, u16 *options)
420 {
421 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
422         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
423                 if (unlikely(OPTION_SMC & *options)) {
424                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
425                                        (TCPOPT_NOP  << 16) |
426                                        (TCPOPT_EXP <<  8) |
427                                        (TCPOLEN_EXP_SMC_BASE));
428                         *ptr++ = htonl(TCPOPT_SMC_MAGIC);
429                 }
430         }
431 #endif
432 }
433
434 struct tcp_out_options {
435         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
436         u16 mss;                /* 0 to disable */
437         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
438         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
439         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
440         u8 bpf_opt_len;         /* length of BPF hdr option */
441         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
442         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
443         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
444         struct mptcp_out_options mptcp;
445 };
446
447 static void mptcp_options_write(struct tcphdr *th, __be32 *ptr,
448                                 struct tcp_sock *tp,
449                                 struct tcp_out_options *opts)
450 {
451 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP)
452         if (unlikely(OPTION_MPTCP & opts->options))
453                 mptcp_write_options(th, ptr, tp, &opts->mptcp);
454 #endif
455 }
456
457 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
458 static int bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(struct sk_buff *skb,
459                                         enum tcp_synack_type synack_type)
460 {
461         if (unlikely(!skb))
462                 return BPF_WRITE_HDR_TCP_CURRENT_MSS;
463
464         if (unlikely(synack_type == TCP_SYNACK_COOKIE))
465                 return BPF_WRITE_HDR_TCP_SYNACK_COOKIE;
466
467         return 0;
468 }
469
470 /* req, syn_skb and synack_type are used when writing synack */
471 static void bpf_skops_hdr_opt_len(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
472                                   struct request_sock *req,
473                                   struct sk_buff *syn_skb,
474                                   enum tcp_synack_type synack_type,
475                                   struct tcp_out_options *opts,
476                                   unsigned int *remaining)
477 {
478         struct bpf_sock_ops_kern sock_ops;
479         int err;
480
481         if (likely(!BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tcp_sk(sk),
482                                            BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB_FLAG)) ||
483             !*remaining)
484                 return;
485
486         /* *remaining has already been aligned to 4 bytes, so *remaining >= 4 */
487
488         /* init sock_ops */
489         memset(&sock_ops, 0, offsetof(struct bpf_sock_ops_kern, temp));
490
491         sock_ops.op = BPF_SOCK_OPS_HDR_OPT_LEN_CB;
492
493         if (req) {
494                 /* The listen "sk" cannot be passed here because
495                  * it is not locked.  It would not make too much
496                  * sense to do bpf_setsockopt(listen_sk) based
497                  * on individual connection request also.
498                  *
499                  * Thus, "req" is passed here and the cgroup-bpf-progs
500                  * of the listen "sk" will be run.
501                  *
502                  * "req" is also used here for fastopen even the "sk" here is
503                  * a fullsock "child" sk.  It is to keep the behavior
504                  * consistent between fastopen and non-fastopen on
505                  * the bpf programming side.
506                  */
507                 sock_ops.sk = (struct sock *)req;
508                 sock_ops.syn_skb = syn_skb;
509         } else {
510                 sock_owned_by_me(sk);
511
512                 sock_ops.is_fullsock = 1;
513                 sock_ops.sk = sk;
514         }
515
516         sock_ops.args[0] = bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(skb, synack_type);
517         sock_ops.remaining_opt_len = *remaining;
518         /* tcp_current_mss() does not pass a skb */
519         if (skb)
520                 bpf_skops_init_skb(&sock_ops, skb, 0);
521
522         err = BPF_CGROUP_RUN_PROG_SOCK_OPS_SK(&sock_ops, sk);
523
524         if (err || sock_ops.remaining_opt_len == *remaining)
525                 return;
526
527         opts->bpf_opt_len = *remaining - sock_ops.remaining_opt_len;
528         /* round up to 4 bytes */
529         opts->bpf_opt_len = (opts->bpf_opt_len + 3) & ~3;
530
531         *remaining -= opts->bpf_opt_len;
532 }
533
534 static void bpf_skops_write_hdr_opt(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
535                                     struct request_sock *req,
536                                     struct sk_buff *syn_skb,
537                                     enum tcp_synack_type synack_type,
538                                     struct tcp_out_options *opts)
539 {
540         u8 first_opt_off, nr_written, max_opt_len = opts->bpf_opt_len;
541         struct bpf_sock_ops_kern sock_ops;
542         int err;
543
544         if (likely(!max_opt_len))
545                 return;
546
547         memset(&sock_ops, 0, offsetof(struct bpf_sock_ops_kern, temp));
548
549         sock_ops.op = BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB;
550
551         if (req) {
552                 sock_ops.sk = (struct sock *)req;
553                 sock_ops.syn_skb = syn_skb;
554         } else {
555                 sock_owned_by_me(sk);
556
557                 sock_ops.is_fullsock = 1;
558                 sock_ops.sk = sk;
559         }
560
561         sock_ops.args[0] = bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(skb, synack_type);
562         sock_ops.remaining_opt_len = max_opt_len;
563         first_opt_off = tcp_hdrlen(skb) - max_opt_len;
564         bpf_skops_init_skb(&sock_ops, skb, first_opt_off);
565
566         err = BPF_CGROUP_RUN_PROG_SOCK_OPS_SK(&sock_ops, sk);
567
568         if (err)
569                 nr_written = 0;
570         else
571                 nr_written = max_opt_len - sock_ops.remaining_opt_len;
572
573         if (nr_written < max_opt_len)
574                 memset(skb->data + first_opt_off + nr_written, TCPOPT_NOP,
575                        max_opt_len - nr_written);
576 }
577 #else
578 static void bpf_skops_hdr_opt_len(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
579                                   struct request_sock *req,
580                                   struct sk_buff *syn_skb,
581                                   enum tcp_synack_type synack_type,
582                                   struct tcp_out_options *opts,
583                                   unsigned int *remaining)
584 {
585 }
586
587 static void bpf_skops_write_hdr_opt(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
588                                     struct request_sock *req,
589                                     struct sk_buff *syn_skb,
590                                     enum tcp_synack_type synack_type,
591                                     struct tcp_out_options *opts)
592 {
593 }
594 #endif
595
596 /* Write previously computed TCP options to the packet.
597  *
598  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
599  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
600  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
601  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
602  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
603  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
604  * particular reason why the ordering would need to be changed).
605  *
606  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
607  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
608  */
609 static void tcp_options_write(struct tcphdr *th, struct tcp_sock *tp,
610                               struct tcp_out_options *opts)
611 {
612         __be32 *ptr = (__be32 *)(th + 1);
613         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
614
615         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
616                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
617                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
618                 /* overload cookie hash location */
619                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
620                 ptr += 4;
621         }
622
623         if (unlikely(opts->mss)) {
624                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
625                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
626                                opts->mss);
627         }
628
629         if (likely(OPTION_TS & options)) {
630                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
631                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
632                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
633                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
634                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
635                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
636                 } else {
637                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
638                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
639                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
640                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
641                 }
642                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
643                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
644         }
645
646         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
647                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
648                                (TCPOPT_NOP << 16) |
649                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
650                                TCPOLEN_SACK_PERM);
651         }
652
653         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
654                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
655                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
656                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
657                                opts->ws);
658         }
659
660         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
661                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
662                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
663                 int this_sack;
664
665                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
666                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
667                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
668                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
669                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
670
671                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
672                      ++this_sack) {
673                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
674                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
675                 }
676
677                 tp->rx_opt.dsack = 0;
678         }
679
680         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
681                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
682                 u8 *p = (u8 *)ptr;
683                 u32 len; /* Fast Open option length */
684
685                 if (foc->exp) {
686                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
687                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
688                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
689                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
690                 } else {
691                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
692                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
693                         *p++ = len;
694                 }
695
696                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
697                 if ((len & 3) == 2) {
698                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
699                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
700                 }
701                 ptr += (len + 3) >> 2;
702         }
703
704         smc_options_write(ptr, &options);
705
706         mptcp_options_write(th, ptr, tp, opts);
707 }
708
709 static void smc_set_option(const struct tcp_sock *tp,
710                            struct tcp_out_options *opts,
711                            unsigned int *remaining)
712 {
713 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
714         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
715                 if (tp->syn_smc) {
716                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
717                                 opts->options |= OPTION_SMC;
718                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
719                         }
720                 }
721         }
722 #endif
723 }
724
725 static void smc_set_option_cond(const struct tcp_sock *tp,
726                                 const struct inet_request_sock *ireq,
727                                 struct tcp_out_options *opts,
728                                 unsigned int *remaining)
729 {
730 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
731         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
732                 if (tp->syn_smc && ireq->smc_ok) {
733                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
734                                 opts->options |= OPTION_SMC;
735                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
736                         }
737                 }
738         }
739 #endif
740 }
741
742 static void mptcp_set_option_cond(const struct request_sock *req,
743                                   struct tcp_out_options *opts,
744                                   unsigned int *remaining)
745 {
746         if (rsk_is_mptcp(req)) {
747                 unsigned int size;
748
749                 if (mptcp_synack_options(req, &size, &opts->mptcp)) {
750                         if (*remaining >= size) {
751                                 opts->options |= OPTION_MPTCP;
752                                 *remaining -= size;
753                         }
754                 }
755         }
756 }
757
758 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
759  * network wire format yet.
760  */
761 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
762                                 struct tcp_out_options *opts,
763                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
764 {
765         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
766         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
767         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
768
769         *md5 = NULL;
770 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
771         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed.key) &&
772             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
773                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
774                 if (*md5) {
775                         opts->options |= OPTION_MD5;
776                         remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
777                 }
778         }
779 #endif
780
781         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
782          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
783          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
784          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
785          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
786          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
787          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
788          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
789          * going out.  */
790         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
791         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
792
793         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps) && !*md5)) {
794                 opts->options |= OPTION_TS;
795                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
796                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
797                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
798         }
799         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling))) {
800                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
801                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
802                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
803         }
804         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_sack))) {
805                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
806                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
807                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
808         }
809
810         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
811                 u32 need = fastopen->cookie.len;
812
813                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
814                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
815                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
816                 if (remaining >= need) {
817                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
818                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
819                         remaining -= need;
820                         tp->syn_fastopen = 1;
821                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
822                 }
823         }
824
825         smc_set_option(tp, opts, &remaining);
826
827         if (sk_is_mptcp(sk)) {
828                 unsigned int size;
829
830                 if (mptcp_syn_options(sk, skb, &size, &opts->mptcp)) {
831                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
832                         remaining -= size;
833                 }
834         }
835
836         bpf_skops_hdr_opt_len(sk, skb, NULL, NULL, 0, opts, &remaining);
837
838         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
839 }
840
841 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
842 static unsigned int tcp_synack_options(const struct sock *sk,
843                                        struct request_sock *req,
844                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
845                                        struct tcp_out_options *opts,
846                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
847                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc,
848                                        enum tcp_synack_type synack_type,
849                                        struct sk_buff *syn_skb)
850 {
851         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
852         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
853
854 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
855         if (md5) {
856                 opts->options |= OPTION_MD5;
857                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
858
859                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
860                  * options. There was discussion about disabling SACK
861                  * rather than TS in order to fit in better with old,
862                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
863                  */
864                 if (synack_type != TCP_SYNACK_COOKIE)
865                         ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
866         }
867 #endif
868
869         /* We always send an MSS option. */
870         opts->mss = mss;
871         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
872
873         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
874                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
875                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
876                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
877         }
878         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
879                 opts->options |= OPTION_TS;
880                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tcp_rsk(req)->ts_off;
881                 opts->tsecr = READ_ONCE(req->ts_recent);
882                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
883         }
884         if (likely(ireq->sack_ok)) {
885                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
886                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
887                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
888         }
889         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
890                 u32 need = foc->len;
891
892                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
893                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
894                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
895                 if (remaining >= need) {
896                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
897                         opts->fastopen_cookie = foc;
898                         remaining -= need;
899                 }
900         }
901
902         mptcp_set_option_cond(req, opts, &remaining);
903
904         smc_set_option_cond(tcp_sk(sk), ireq, opts, &remaining);
905
906         bpf_skops_hdr_opt_len((struct sock *)sk, skb, req, syn_skb,
907                               synack_type, opts, &remaining);
908
909         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
910 }
911
912 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
913  * final wire format yet.
914  */
915 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
916                                         struct tcp_out_options *opts,
917                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
918 {
919         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
920         unsigned int size = 0;
921         unsigned int eff_sacks;
922
923         opts->options = 0;
924
925         *md5 = NULL;
926 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
927         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed.key) &&
928             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
929                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
930                 if (*md5) {
931                         opts->options |= OPTION_MD5;
932                         size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
933                 }
934         }
935 #endif
936
937         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
938                 opts->options |= OPTION_TS;
939                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
940                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
941                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
942         }
943
944         /* MPTCP options have precedence over SACK for the limited TCP
945          * option space because a MPTCP connection would be forced to
946          * fall back to regular TCP if a required multipath option is
947          * missing. SACK still gets a chance to use whatever space is
948          * left.
949          */
950         if (sk_is_mptcp(sk)) {
951                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
952                 unsigned int opt_size = 0;
953
954                 if (mptcp_established_options(sk, skb, &opt_size, remaining,
955                                               &opts->mptcp)) {
956                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
957                         size += opt_size;
958                 }
959         }
960
961         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
962         if (unlikely(eff_sacks)) {
963                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
964                 if (unlikely(remaining < TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
965                                          TCPOLEN_SACK_PERBLOCK))
966                         return size;
967
968                 opts->num_sack_blocks =
969                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
970                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
971                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
972
973                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
974                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
975         }
976
977         if (unlikely(BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp,
978                                             BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB_FLAG))) {
979                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
980
981                 bpf_skops_hdr_opt_len(sk, skb, NULL, NULL, 0, opts, &remaining);
982
983                 size = MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
984         }
985
986         return size;
987 }
988
989
990 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
991  *
992  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
993  * to reduce RTT and bufferbloat.
994  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
995  *
996  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
997  * needs to be reallocated in a driver.
998  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
999  *
1000  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
1001  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
1002  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
1003  */
1004 struct tsq_tasklet {
1005         struct tasklet_struct   tasklet;
1006         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
1007 };
1008 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
1009
1010 static void tcp_tsq_write(struct sock *sk)
1011 {
1012         if ((1 << sk->sk_state) &
1013             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
1014              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
1015                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1016
1017                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
1018                     tcp_snd_cwnd(tp) > tcp_packets_in_flight(tp)) {
1019                         tcp_mstamp_refresh(tp);
1020                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
1021                 }
1022
1023                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
1024                                0, GFP_ATOMIC);
1025         }
1026 }
1027
1028 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
1029 {
1030         bh_lock_sock(sk);
1031         if (!sock_owned_by_user(sk))
1032                 tcp_tsq_write(sk);
1033         else if (!test_and_set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &sk->sk_tsq_flags))
1034                 sock_hold(sk);
1035         bh_unlock_sock(sk);
1036 }
1037 /*
1038  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
1039  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
1040  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
1041  * interrupt us (non NAPI drivers)
1042  */
1043 static void tcp_tasklet_func(struct tasklet_struct *t)
1044 {
1045         struct tsq_tasklet *tsq = from_tasklet(tsq,  t, tasklet);
1046         LIST_HEAD(list);
1047         unsigned long flags;
1048         struct list_head *q, *n;
1049         struct tcp_sock *tp;
1050         struct sock *sk;
1051
1052         local_irq_save(flags);
1053         list_splice_init(&tsq->head, &list);
1054         local_irq_restore(flags);
1055
1056         list_for_each_safe(q, n, &list) {
1057                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
1058                 list_del(&tp->tsq_node);
1059
1060                 sk = (struct sock *)tp;
1061                 smp_mb__before_atomic();
1062                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &sk->sk_tsq_flags);
1063
1064                 tcp_tsq_handler(sk);
1065                 sk_free(sk);
1066         }
1067 }
1068
1069 #define TCP_DEFERRED_ALL (TCPF_TSQ_DEFERRED |           \
1070                           TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED |   \
1071                           TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED |  \
1072                           TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED)
1073 /**
1074  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
1075  * @sk: socket
1076  *
1077  * called from release_sock() to perform protocol dependent
1078  * actions before socket release.
1079  */
1080 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
1081 {
1082         unsigned long flags = smp_load_acquire(&sk->sk_tsq_flags);
1083         unsigned long nflags;
1084
1085         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
1086         do {
1087                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
1088                         return;
1089                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
1090         } while (!try_cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, &flags, nflags));
1091
1092         if (flags & TCPF_TSQ_DEFERRED) {
1093                 tcp_tsq_write(sk);
1094                 __sock_put(sk);
1095         }
1096         /* Here begins the tricky part :
1097          * We are called from release_sock() with :
1098          * 1) BH disabled
1099          * 2) sk_lock.slock spinlock held
1100          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
1101          *
1102          * But following code is meant to be called from BH handlers,
1103          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
1104          */
1105         sock_release_ownership(sk);
1106
1107         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
1108                 tcp_write_timer_handler(sk);
1109                 __sock_put(sk);
1110         }
1111         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
1112                 tcp_delack_timer_handler(sk);
1113                 __sock_put(sk);
1114         }
1115         if (flags & TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED) {
1116                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
1117                 __sock_put(sk);
1118         }
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
1121
1122 void __init tcp_tasklet_init(void)
1123 {
1124         int i;
1125
1126         for_each_possible_cpu(i) {
1127                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
1128
1129                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
1130                 tasklet_setup(&tsq->tasklet, tcp_tasklet_func);
1131         }
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
1136  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
1137  * hold qdisc lock.
1138  */
1139 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
1140 {
1141         struct sock *sk = skb->sk;
1142         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1143         unsigned long flags, nval, oval;
1144         struct tsq_tasklet *tsq;
1145         bool empty;
1146
1147         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
1148          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
1149          */
1150         WARN_ON(refcount_sub_and_test(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc));
1151
1152         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
1153          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
1154          * This gives :
1155          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
1156          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
1157          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
1158          */
1159         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
1160                 goto out;
1161
1162         oval = smp_load_acquire(&sk->sk_tsq_flags);
1163         do {
1164                 if (!(oval & TSQF_THROTTLED) || (oval & TSQF_QUEUED))
1165                         goto out;
1166
1167                 nval = (oval & ~TSQF_THROTTLED) | TSQF_QUEUED;
1168         } while (!try_cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, &oval, nval));
1169
1170         /* queue this socket to tasklet queue */
1171         local_irq_save(flags);
1172         tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
1173         empty = list_empty(&tsq->head);
1174         list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
1175         if (empty)
1176                 tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
1177         local_irq_restore(flags);
1178         return;
1179 out:
1180         sk_free(sk);
1181 }
1182
1183 /* Note: Called under soft irq.
1184  * We can call TCP stack right away, unless socket is owned by user.
1185  */
1186 enum hrtimer_restart tcp_pace_kick(struct hrtimer *timer)
1187 {
1188         struct tcp_sock *tp = container_of(timer, struct tcp_sock, pacing_timer);
1189         struct sock *sk = (struct sock *)tp;
1190
1191         tcp_tsq_handler(sk);
1192         sock_put(sk);
1193
1194         return HRTIMER_NORESTART;
1195 }
1196
1197 static void tcp_update_skb_after_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1198                                       u64 prior_wstamp)
1199 {
1200         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1201
1202         if (sk->sk_pacing_status != SK_PACING_NONE) {
1203                 unsigned long rate = sk->sk_pacing_rate;
1204
1205                 /* Original sch_fq does not pace first 10 MSS
1206                  * Note that tp->data_segs_out overflows after 2^32 packets,
1207                  * this is a minor annoyance.
1208                  */
1209                 if (rate != ~0UL && rate && tp->data_segs_out >= 10) {
1210                         u64 len_ns = div64_ul((u64)skb->len * NSEC_PER_SEC, rate);
1211                         u64 credit = tp->tcp_wstamp_ns - prior_wstamp;
1212
1213                         /* take into account OS jitter */
1214                         len_ns -= min_t(u64, len_ns / 2, credit);
1215                         tp->tcp_wstamp_ns += len_ns;
1216                 }
1217         }
1218         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
1219 }
1220
1221 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(int ip_queue_xmit(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct flowi *fl));
1222 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(int inet6_csk_xmit(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct flowi *fl));
1223 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(void tcp_v4_send_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb));
1224
1225 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
1226  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
1227  * transmission and possible later retransmissions.
1228  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
1229  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
1230  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
1231  * device.
1232  *
1233  * We are working here with either a clone of the original
1234  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
1235  */
1236 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1237                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
1238 {
1239         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1240         struct inet_sock *inet;
1241         struct tcp_sock *tp;
1242         struct tcp_skb_cb *tcb;
1243         struct tcp_out_options opts;
1244         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
1245         struct sk_buff *oskb = NULL;
1246         struct tcp_md5sig_key *md5;
1247         struct tcphdr *th;
1248         u64 prior_wstamp;
1249         int err;
1250
1251         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
1252         tp = tcp_sk(sk);
1253         prior_wstamp = tp->tcp_wstamp_ns;
1254         tp->tcp_wstamp_ns = max(tp->tcp_wstamp_ns, tp->tcp_clock_cache);
1255         skb_set_delivery_time(skb, tp->tcp_wstamp_ns, true);
1256         if (clone_it) {
1257                 oskb = skb;
1258
1259                 tcp_skb_tsorted_save(oskb) {
1260                         if (unlikely(skb_cloned(oskb)))
1261                                 skb = pskb_copy(oskb, gfp_mask);
1262                         else
1263                                 skb = skb_clone(oskb, gfp_mask);
1264                 } tcp_skb_tsorted_restore(oskb);
1265
1266                 if (unlikely(!skb))
1267                         return -ENOBUFS;
1268                 /* retransmit skbs might have a non zero value in skb->dev
1269                  * because skb->dev is aliased with skb->rbnode.rb_left
1270                  */
1271                 skb->dev = NULL;
1272         }
1273
1274         inet = inet_sk(sk);
1275         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
1276         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
1277
1278         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
1279                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
1280         } else {
1281                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
1282                                                            &md5);
1283                 /* Force a PSH flag on all (GSO) packets to expedite GRO flush
1284                  * at receiver : This slightly improve GRO performance.
1285                  * Note that we do not force the PSH flag for non GSO packets,
1286                  * because they might be sent under high congestion events,
1287                  * and in this case it is better to delay the delivery of 1-MSS
1288                  * packets and thus the corresponding ACK packet that would
1289                  * release the following packet.
1290                  */
1291                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1292                         tcb->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
1293         }
1294         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
1295
1296         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
1297          * another queue. We can be called from tcp_tsq_handler()
1298          * which holds one reference to sk.
1299          *
1300          * TODO: Ideally, in-flight pure ACK packets should not matter here.
1301          * One way to get this would be to set skb->truesize = 2 on them.
1302          */
1303         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1);
1304
1305         /* If we had to use memory reserve to allocate this skb,
1306          * this might cause drops if packet is looped back :
1307          * Other socket might not have SOCK_MEMALLOC.
1308          * Packets not looped back do not care about pfmemalloc.
1309          */
1310         skb->pfmemalloc = 0;
1311
1312         skb_push(skb, tcp_header_size);
1313         skb_reset_transport_header(skb);
1314
1315         skb_orphan(skb);
1316         skb->sk = sk;
1317         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
1318         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
1319
1320         skb_set_dst_pending_confirm(skb, sk->sk_dst_pending_confirm);
1321
1322         /* Build TCP header and checksum it. */
1323         th = (struct tcphdr *)skb->data;
1324         th->source              = inet->inet_sport;
1325         th->dest                = inet->inet_dport;
1326         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
1327         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
1328         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
1329                                         tcb->tcp_flags);
1330
1331         th->check               = 0;
1332         th->urg_ptr             = 0;
1333
1334         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
1335         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
1336                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
1337                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
1338                         th->urg = 1;
1339                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
1340                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
1341                         th->urg = 1;
1342                 }
1343         }
1344
1345         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1346         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1347                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1348                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1349         } else {
1350                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1351                  * is never scaled.
1352                  */
1353                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1354         }
1355
1356         tcp_options_write(th, tp, &opts);
1357
1358 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1359         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1360         if (md5) {
1361                 sk_gso_disable(sk);
1362                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1363                                                md5, sk, skb);
1364         }
1365 #endif
1366
1367         /* BPF prog is the last one writing header option */
1368         bpf_skops_write_hdr_opt(sk, skb, NULL, NULL, 0, &opts);
1369
1370         INDIRECT_CALL_INET(icsk->icsk_af_ops->send_check,
1371                            tcp_v6_send_check, tcp_v4_send_check,
1372                            sk, skb);
1373
1374         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1375                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb), rcv_nxt);
1376
1377         if (skb->len != tcp_header_size) {
1378                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1379                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1380                 tp->bytes_sent += skb->len - tcp_header_size;
1381         }
1382
1383         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1384                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1385                               tcp_skb_pcount(skb));
1386
1387         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1388         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
1389         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1390         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1391         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1392
1393         /* Leave earliest departure time in skb->tstamp (skb->skb_mstamp_ns) */
1394
1395         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1396         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1397                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1398
1399         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
1400
1401         err = INDIRECT_CALL_INET(icsk->icsk_af_ops->queue_xmit,
1402                                  inet6_csk_xmit, ip_queue_xmit,
1403                                  sk, skb, &inet->cork.fl);
1404
1405         if (unlikely(err > 0)) {
1406                 tcp_enter_cwr(sk);
1407                 err = net_xmit_eval(err);
1408         }
1409         if (!err && oskb) {
1410                 tcp_update_skb_after_send(sk, oskb, prior_wstamp);
1411                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1412         }
1413         return err;
1414 }
1415
1416 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1417                             gfp_t gfp_mask)
1418 {
1419         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1420                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1421 }
1422
1423 /* This routine just queues the buffer for sending.
1424  *
1425  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1426  * otherwise socket can stall.
1427  */
1428 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1429 {
1430         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1431
1432         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1433         WRITE_ONCE(tp->write_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1434         __skb_header_release(skb);
1435         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1436         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
1437         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1438 }
1439
1440 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1441 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1442 {
1443         if (skb->len <= mss_now) {
1444                 /* Avoid the costly divide in the normal
1445                  * non-TSO case.
1446                  */
1447                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1448                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1449         } else {
1450                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1451                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1452         }
1453 }
1454
1455 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1456  * tweaks to fix counters
1457  */
1458 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1459 {
1460         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1461
1462         tp->packets_out -= decr;
1463
1464         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1465                 tp->sacked_out -= decr;
1466         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1467                 tp->retrans_out -= decr;
1468         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1469                 tp->lost_out -= decr;
1470
1471         /* Reno case is special. Sigh... */
1472         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1473                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1474
1475         if (tp->lost_skb_hint &&
1476             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1477             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
1478                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1479
1480         tcp_verify_left_out(tp);
1481 }
1482
1483 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1484 {
1485         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1486                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1487 }
1488
1489 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1490 {
1491         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1492
1493         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1494             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1495                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1496                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1497
1498                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1499                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1500                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1501                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1502                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1503         }
1504 }
1505
1506 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1507 {
1508         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1509         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1510 }
1511
1512 /* Insert buff after skb on the write or rtx queue of sk.  */
1513 static void tcp_insert_write_queue_after(struct sk_buff *skb,
1514                                          struct sk_buff *buff,
1515                                          struct sock *sk,
1516                                          enum tcp_queue tcp_queue)
1517 {
1518         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE)
1519                 __skb_queue_after(&sk->sk_write_queue, skb, buff);
1520         else
1521                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
1522 }
1523
1524 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1525  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1526  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1527  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1528  */
1529 int tcp_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1530                  struct sk_buff *skb, u32 len,
1531                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1532 {
1533         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1534         struct sk_buff *buff;
1535         int old_factor;
1536         long limit;
1537         int nlen;
1538         u8 flags;
1539
1540         if (WARN_ON(len > skb->len))
1541                 return -EINVAL;
1542
1543         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb_headlen(skb));
1544
1545         /* tcp_sendmsg() can overshoot sk_wmem_queued by one full size skb.
1546          * We need some allowance to not penalize applications setting small
1547          * SO_SNDBUF values.
1548          * Also allow first and last skb in retransmit queue to be split.
1549          */
1550         limit = sk->sk_sndbuf + 2 * SKB_TRUESIZE(GSO_LEGACY_MAX_SIZE);
1551         if (unlikely((sk->sk_wmem_queued >> 1) > limit &&
1552                      tcp_queue != TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE &&
1553                      skb != tcp_rtx_queue_head(sk) &&
1554                      skb != tcp_rtx_queue_tail(sk))) {
1555                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPWQUEUETOOBIG);
1556                 return -ENOMEM;
1557         }
1558
1559         if (skb_unclone_keeptruesize(skb, gfp))
1560                 return -ENOMEM;
1561
1562         /* Get a new skb... force flag on. */
1563         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, gfp, true);
1564         if (!buff)
1565                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1566         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1567         mptcp_skb_ext_copy(buff, skb);
1568
1569         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1570         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1571         nlen = skb->len - len;
1572         buff->truesize += nlen;
1573         skb->truesize -= nlen;
1574
1575         /* Correct the sequence numbers. */
1576         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1577         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1578         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1579
1580         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1581         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1582         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1583         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1584         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1585         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1586
1587         skb_split(skb, buff, len);
1588
1589         skb_set_delivery_time(buff, skb->tstamp, true);
1590         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1591
1592         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1593
1594         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1595         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1596         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1597
1598         /* Update delivered info for the new segment */
1599         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1600
1601         /* If this packet has been sent out already, we must
1602          * adjust the various packet counters.
1603          */
1604         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1605                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1606                         tcp_skb_pcount(buff);
1607
1608                 if (diff)
1609                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1610         }
1611
1612         /* Link BUFF into the send queue. */
1613         __skb_header_release(buff);
1614         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1615         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE)
1616                 list_add(&buff->tcp_tsorted_anchor, &skb->tcp_tsorted_anchor);
1617
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 /* This is similar to __pskb_pull_tail(). The difference is that pulled
1622  * data is not copied, but immediately discarded.
1623  */
1624 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1625 {
1626         struct skb_shared_info *shinfo;
1627         int i, k, eat;
1628
1629         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb_headlen(skb));
1630         eat = len;
1631         k = 0;
1632         shinfo = skb_shinfo(skb);
1633         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1634                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1635
1636                 if (size <= eat) {
1637                         skb_frag_unref(skb, i);
1638                         eat -= size;
1639                 } else {
1640                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1641                         if (eat) {
1642                                 skb_frag_off_add(&shinfo->frags[k], eat);
1643                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1644                                 eat = 0;
1645                         }
1646                         k++;
1647                 }
1648         }
1649         shinfo->nr_frags = k;
1650
1651         skb->data_len -= len;
1652         skb->len = skb->data_len;
1653         return len;
1654 }
1655
1656 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1657 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1658 {
1659         u32 delta_truesize;
1660
1661         if (skb_unclone_keeptruesize(skb, GFP_ATOMIC))
1662                 return -ENOMEM;
1663
1664         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1665
1666         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1667
1668         skb->truesize      -= delta_truesize;
1669         sk_wmem_queued_add(sk, -delta_truesize);
1670         if (!skb_zcopy_pure(skb))
1671                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1672
1673         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1674         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1675                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1676
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1681 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1682 {
1683         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1684         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1685         int mss_now;
1686
1687         /* Calculate base mss without TCP options:
1688            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1689          */
1690         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1691
1692         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1693         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1694                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1695
1696                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1697                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1698         }
1699
1700         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1701         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1702                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1703
1704         /* Now subtract optional transport overhead */
1705         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1706
1707         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1708         mss_now = max(mss_now,
1709                       READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_snd_mss));
1710         return mss_now;
1711 }
1712
1713 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1714 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1715 {
1716         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1717         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1718                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1719 }
1720 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtu_to_mss);
1721
1722 /* Inverse of above */
1723 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1724 {
1725         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1726         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1727         int mtu;
1728
1729         mtu = mss +
1730               tp->tcp_header_len +
1731               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1732               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1733
1734         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1735         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1736                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1737
1738                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1739                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1740         }
1741         return mtu;
1742 }
1743 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1744
1745 /* MTU probing init per socket */
1746 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1747 {
1748         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1749         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1750         struct net *net = sock_net(sk);
1751
1752         icsk->icsk_mtup.enabled = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing) > 1;
1753         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1754                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1755         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss));
1756         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1757         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1758                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1761
1762 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1763
1764    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1765    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1766
1767    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1768    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1769    It also does not include TCP options.
1770
1771    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1772
1773    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1774    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1775    taking into account current pmtu, but never exceeds
1776    tp->rx_opt.mss_clamp.
1777
1778    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1779    DOES NOT include either tcp or ip options.
1780
1781    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1782    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1783  */
1784 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1785 {
1786         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1787         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1788         int mss_now;
1789
1790         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1791                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1792
1793         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1794         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1795
1796         /* And store cached results */
1797         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1798         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1799                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1800         tp->mss_cache = mss_now;
1801
1802         return mss_now;
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1805
1806 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1807  * and even PMTU discovery events into account.
1808  */
1809 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1810 {
1811         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1812         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1813         u32 mss_now;
1814         unsigned int header_len;
1815         struct tcp_out_options opts;
1816         struct tcp_md5sig_key *md5;
1817
1818         mss_now = tp->mss_cache;
1819
1820         if (dst) {
1821                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1822                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1823                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1824         }
1825
1826         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1827                      sizeof(struct tcphdr);
1828         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1829          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1830          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1831          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1832         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1833                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1834                 mss_now -= delta;
1835         }
1836
1837         return mss_now;
1838 }
1839
1840 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1841  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1842  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1843  */
1844 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1845 {
1846         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1847
1848         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1849             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1850                 /* Limited by application or receiver window. */
1851                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1852                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1853                 if (win_used < tcp_snd_cwnd(tp)) {
1854                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1855                         tcp_snd_cwnd_set(tp, (tcp_snd_cwnd(tp) + win_used) >> 1);
1856                 }
1857                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1858         }
1859         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1860 }
1861
1862 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1863 {
1864         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1865         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1866
1867         /* Track the strongest available signal of the degree to which the cwnd
1868          * is fully utilized. If cwnd-limited then remember that fact for the
1869          * current window. If not cwnd-limited then track the maximum number of
1870          * outstanding packets in the current window. (If cwnd-limited then we
1871          * chose to not update tp->max_packets_out to avoid an extra else
1872          * clause with no functional impact.)
1873          */
1874         if (!before(tp->snd_una, tp->cwnd_usage_seq) ||
1875             is_cwnd_limited ||
1876             (!tp->is_cwnd_limited &&
1877              tp->packets_out > tp->max_packets_out)) {
1878                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1879                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1880                 tp->cwnd_usage_seq = tp->snd_nxt;
1881         }
1882
1883         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1884                 /* Network is feed fully. */
1885                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1886                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1887         } else {
1888                 /* Network starves. */
1889                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1890                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1891
1892                 if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_slow_start_after_idle) &&
1893                     (s32)(tcp_jiffies32 - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto &&
1894                     !ca_ops->cong_control)
1895                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1896
1897                 /* The following conditions together indicate the starvation
1898                  * is caused by insufficient sender buffer:
1899                  * 1) just sent some data (see tcp_write_xmit)
1900                  * 2) not cwnd limited (this else condition)
1901                  * 3) no more data to send (tcp_write_queue_empty())
1902                  * 4) application is hitting buffer limit (SOCK_NOSPACE)
1903                  */
1904                 if (tcp_write_queue_empty(sk) && sk->sk_socket &&
1905                     test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags) &&
1906                     (1 << sk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))
1907                         tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_SNDBUF_LIMITED);
1908         }
1909 }
1910
1911 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1912 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1913 {
1914         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1915                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1916 }
1917
1918 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1919  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1920  * The test is really :
1921  * if ((skb->len % mss) != 0)
1922  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1923  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1924  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1925  */
1926 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1927                                 const struct sk_buff *skb)
1928 {
1929         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1930                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1931 }
1932
1933 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1934  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1935  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1936  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1937  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1938  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1939  */
1940 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1941                             int nonagle)
1942 {
1943         return partial &&
1944                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1945                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1946 }
1947
1948 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1949  * depending on current pacing rate, and how close the peer is.
1950  *
1951  * Rationale is:
1952  * - For close peers, we rather send bigger packets to reduce
1953  *   cpu costs, because occasional losses will be repaired fast.
1954  * - For long distance/rtt flows, we would like to get ACK clocking
1955  *   with 1 ACK per ms.
1956  *
1957  * Use min_rtt to help adapt TSO burst size, with smaller min_rtt resulting
1958  * in bigger TSO bursts. We we cut the RTT-based allowance in half
1959  * for every 2^9 usec (aka 512 us) of RTT, so that the RTT-based allowance
1960  * is below 1500 bytes after 6 * ~500 usec = 3ms.
1961  */
1962 static u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1963                             int min_tso_segs)
1964 {
1965         unsigned long bytes;
1966         u32 r;
1967
1968         bytes = sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift);
1969
1970         r = tcp_min_rtt(tcp_sk(sk)) >> READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_rtt_log);
1971         if (r < BITS_PER_TYPE(sk->sk_gso_max_size))
1972                 bytes += sk->sk_gso_max_size >> r;
1973
1974         bytes = min_t(unsigned long, bytes, sk->sk_gso_max_size);
1975
1976         return max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1977 }
1978
1979 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1980  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1981  */
1982 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1983 {
1984         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1985         u32 min_tso, tso_segs;
1986
1987         min_tso = ca_ops->min_tso_segs ?
1988                         ca_ops->min_tso_segs(sk) :
1989                         READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_tso_segs);
1990
1991         tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now, min_tso);
1992         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
1993 }
1994
1995 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
1996 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
1997                                         const struct sk_buff *skb,
1998                                         unsigned int mss_now,
1999                                         unsigned int max_segs,
2000                                         int nonagle)
2001 {
2002         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2003         u32 partial, needed, window, max_len;
2004
2005         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2006         max_len = mss_now * max_segs;
2007
2008         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
2009                 return max_len;
2010
2011         needed = min(skb->len, window);
2012
2013         if (max_len <= needed)
2014                 return max_len;
2015
2016         partial = needed % mss_now;
2017         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
2018          * to include this last segment in this skb.
2019          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
2020          */
2021         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
2022                 return needed - partial;
2023
2024         return needed;
2025 }
2026
2027 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
2028  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
2029  */
2030 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
2031                                          const struct sk_buff *skb)
2032 {
2033         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
2034
2035         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
2036         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
2037             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
2038                 return 1;
2039
2040         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2041         cwnd = tcp_snd_cwnd(tp);
2042         if (in_flight >= cwnd)
2043                 return 0;
2044
2045         /* For better scheduling, ensure we have at least
2046          * 2 GSO packets in flight.
2047          */
2048         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
2049         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
2050 }
2051
2052 /* Initialize TSO state of a skb.
2053  * This must be invoked the first time we consider transmitting
2054  * SKB onto the wire.
2055  */
2056 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
2057 {
2058         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
2059
2060         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
2061                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2062                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
2063         }
2064         return tso_segs;
2065 }
2066
2067
2068 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
2069  * sent now.
2070  */
2071 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
2072                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
2073 {
2074         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
2075          * write_queue (they have no chances to get new data).
2076          *
2077          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
2078          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
2079          */
2080         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
2081                 return true;
2082
2083         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
2084         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
2085                 return true;
2086
2087         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
2088                 return true;
2089
2090         return false;
2091 }
2092
2093 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
2094 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
2095                              const struct sk_buff *skb,
2096                              unsigned int cur_mss)
2097 {
2098         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2099
2100         if (skb->len > cur_mss)
2101                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
2102
2103         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
2104 }
2105
2106 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
2107  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
2108  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
2109  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
2110  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
2111  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
2112  */
2113 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
2114                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
2115 {
2116         int nlen = skb->len - len;
2117         struct sk_buff *buff;
2118         u8 flags;
2119
2120         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
2121         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb->len != skb->data_len);
2122
2123         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, gfp, true);
2124         if (unlikely(!buff))
2125                 return -ENOMEM;
2126         skb_copy_decrypted(buff, skb);
2127         mptcp_skb_ext_copy(buff, skb);
2128
2129         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
2130         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
2131         buff->truesize += nlen;
2132         skb->truesize -= nlen;
2133
2134         /* Correct the sequence numbers. */
2135         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
2136         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2137         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
2138
2139         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
2140         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2141         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
2142         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
2143
2144         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
2145
2146         skb_split(skb, buff, len);
2147         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
2148
2149         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
2150         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2151         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
2152
2153         /* Link BUFF into the send queue. */
2154         __skb_header_release(buff);
2155         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE);
2156
2157         return 0;
2158 }
2159
2160 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
2161  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
2162  *
2163  * This algorithm is from John Heffner.
2164  */
2165 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
2166                                  bool *is_cwnd_limited,
2167                                  bool *is_rwnd_limited,
2168                                  u32 max_segs)
2169 {
2170         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2171         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
2172         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2173         struct sk_buff *head;
2174         int win_divisor;
2175         s64 delta;
2176
2177         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
2178                 goto send_now;
2179
2180         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
2181          * only if the last write was recent (1 ms).
2182          * Note that tp->tcp_wstamp_ns can be in the future if we have
2183          * packets waiting in a qdisc or device for EDT delivery.
2184          */
2185         delta = tp->tcp_clock_cache - tp->tcp_wstamp_ns - NSEC_PER_MSEC;
2186         if (delta > 0)
2187                 goto send_now;
2188
2189         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2190
2191         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1);
2192         BUG_ON(tcp_snd_cwnd(tp) <= in_flight);
2193
2194         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2195
2196         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
2197         cong_win = (tcp_snd_cwnd(tp) - in_flight) * tp->mss_cache;
2198
2199         limit = min(send_win, cong_win);
2200
2201         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
2202         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
2203                 goto send_now;
2204
2205         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
2206         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
2207                 goto send_now;
2208
2209         win_divisor = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_win_divisor);
2210         if (win_divisor) {
2211                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tcp_snd_cwnd(tp) * tp->mss_cache);
2212
2213                 /* If at least some fraction of a window is available,
2214                  * just use it.
2215                  */
2216                 chunk /= win_divisor;
2217                 if (limit >= chunk)
2218                         goto send_now;
2219         } else {
2220                 /* Different approach, try not to defer past a single
2221                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
2222                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
2223                  * then send now.
2224                  */
2225                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
2226                         goto send_now;
2227         }
2228
2229         /* TODO : use tsorted_sent_queue ? */
2230         head = tcp_rtx_queue_head(sk);
2231         if (!head)
2232                 goto send_now;
2233         delta = tp->tcp_clock_cache - head->tstamp;
2234         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
2235         if ((s64)(delta - (u64)NSEC_PER_USEC * (tp->srtt_us >> 4)) < 0)
2236                 goto send_now;
2237
2238         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
2239          * Three cases are tracked :
2240          * 1) We are cwnd-limited
2241          * 2) We are rwnd-limited
2242          * 3) We are application limited.
2243          */
2244         if (cong_win < send_win) {
2245                 if (cong_win <= skb->len) {
2246                         *is_cwnd_limited = true;
2247                         return true;
2248                 }
2249         } else {
2250                 if (send_win <= skb->len) {
2251                         *is_rwnd_limited = true;
2252                         return true;
2253                 }
2254         }
2255
2256         /* If this packet won't get more data, do not wait. */
2257         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) ||
2258             TCP_SKB_CB(skb)->eor)
2259                 goto send_now;
2260
2261         return true;
2262
2263 send_now:
2264         return false;
2265 }
2266
2267 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
2268 {
2269         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2270         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2271         struct net *net = sock_net(sk);
2272         u32 interval;
2273         s32 delta;
2274
2275         interval = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval);
2276         delta = tcp_jiffies32 - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
2277         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
2278                 int mss = tcp_current_mss(sk);
2279
2280                 /* Update current search range */
2281                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2282                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
2283                         sizeof(struct tcphdr) +
2284                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
2285                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
2286
2287                 /* Update probe time stamp */
2288                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
2289         }
2290 }
2291
2292 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
2293 {
2294         struct sk_buff *skb, *next;
2295
2296         skb = tcp_send_head(sk);
2297         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2298                 if (len <= skb->len)
2299                         break;
2300
2301                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor) ||
2302                     tcp_has_tx_tstamp(skb) ||
2303                     !skb_pure_zcopy_same(skb, next))
2304                         return false;
2305
2306                 len -= skb->len;
2307         }
2308
2309         return true;
2310 }
2311
2312 static int tcp_clone_payload(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2313                              int probe_size)
2314 {
2315         skb_frag_t *lastfrag = NULL, *fragto = skb_shinfo(to)->frags;
2316         int i, todo, len = 0, nr_frags = 0;
2317         const struct sk_buff *skb;
2318
2319         if (!sk_wmem_schedule(sk, to->truesize + probe_size))
2320                 return -ENOMEM;
2321
2322         skb_queue_walk(&sk->sk_write_queue, skb) {
2323                 const skb_frag_t *fragfrom = skb_shinfo(skb)->frags;
2324
2325                 if (skb_headlen(skb))
2326                         return -EINVAL;
2327
2328                 for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++, fragfrom++) {
2329                         if (len >= probe_size)
2330                                 goto commit;
2331                         todo = min_t(int, skb_frag_size(fragfrom),
2332                                      probe_size - len);
2333                         len += todo;
2334                         if (lastfrag &&
2335                             skb_frag_page(fragfrom) == skb_frag_page(lastfrag) &&
2336                             skb_frag_off(fragfrom) == skb_frag_off(lastfrag) +
2337                                                       skb_frag_size(lastfrag)) {
2338                                 skb_frag_size_add(lastfrag, todo);
2339                                 continue;
2340                         }
2341                         if (unlikely(nr_frags == MAX_SKB_FRAGS))
2342                                 return -E2BIG;
2343                         skb_frag_page_copy(fragto, fragfrom);
2344                         skb_frag_off_copy(fragto, fragfrom);
2345                         skb_frag_size_set(fragto, todo);
2346                         nr_frags++;
2347                         lastfrag = fragto++;
2348                 }
2349         }
2350 commit:
2351         WARN_ON_ONCE(len != probe_size);
2352         for (i = 0; i < nr_frags; i++)
2353                 skb_frag_ref(to, i);
2354
2355         skb_shinfo(to)->nr_frags = nr_frags;
2356         to->truesize += probe_size;
2357         to->len += probe_size;
2358         to->data_len += probe_size;
2359         __skb_header_release(to);
2360         return 0;
2361 }
2362
2363 /* Create a new MTU probe if we are ready.
2364  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
2365  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
2366  * changes resulting in larger path MTUs.
2367  *
2368  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
2369  *         1 if a probe was sent,
2370  *         -1 otherwise
2371  */
2372 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
2373 {
2374         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2375         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2376         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
2377         struct net *net = sock_net(sk);
2378         int probe_size;
2379         int size_needed;
2380         int copy, len;
2381         int mss_now;
2382         int interval;
2383
2384         /* Not currently probing/verifying,
2385          * not in recovery,
2386          * have enough cwnd, and
2387          * not SACKing (the variable headers throw things off)
2388          */
2389         if (likely(!icsk->icsk_mtup.enabled ||
2390                    icsk->icsk_mtup.probe_size ||
2391                    inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
2392                    tcp_snd_cwnd(tp) < 11 ||
2393                    tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack))
2394                 return -1;
2395
2396         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
2397          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
2398          * smaller than a threshold, backoff from probing.
2399          */
2400         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2401         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
2402                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2403         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2404         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2405         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2406          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2407          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2408          */
2409         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2410             interval < READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold)) {
2411                 /* Check whether enough time has elaplased for
2412                  * another round of probing.
2413                  */
2414                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2415                 return -1;
2416         }
2417
2418         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2419         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2420                 return -1;
2421
2422         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2423                 return -1;
2424         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2425                 return 0;
2426
2427         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2428         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tcp_snd_cwnd(tp)) {
2429                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2430                         return -1;
2431                 else
2432                         return 0;
2433         }
2434
2435         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2436                 return -1;
2437
2438         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2439         nskb = tcp_stream_alloc_skb(sk, GFP_ATOMIC, false);
2440         if (!nskb)
2441                 return -1;
2442
2443         /* build the payload, and be prepared to abort if this fails. */
2444         if (tcp_clone_payload(sk, nskb, probe_size)) {
2445                 consume_skb(nskb);
2446                 return -1;
2447         }
2448         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
2449         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2450
2451         skb = tcp_send_head(sk);
2452         skb_copy_decrypted(nskb, skb);
2453         mptcp_skb_ext_copy(nskb, skb);
2454
2455         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2456         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2457         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2458
2459         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2460         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2461
2462         len = 0;
2463         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2464                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2465
2466                 if (skb->len <= copy) {
2467                         /* We've eaten all the data from this skb.
2468                          * Throw it away. */
2469                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2470                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2471                          * we need to propagate it to the new skb.
2472                          */
2473                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2474                         tcp_skb_collapse_tstamp(nskb, skb);
2475                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2476                         tcp_wmem_free_skb(sk, skb);
2477                 } else {
2478                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2479                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2480                         __pskb_trim_head(skb, copy);
2481                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2482                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2483                 }
2484
2485                 len += copy;
2486
2487                 if (len >= probe_size)
2488                         break;
2489         }
2490         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2491
2492         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2493          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2494          */
2495         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2496                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2497                  * effectively two packets. */
2498                 tcp_snd_cwnd_set(tp, tcp_snd_cwnd(tp) - 1);
2499                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2500
2501                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2502                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2503                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2504
2505                 return 1;
2506         }
2507
2508         return -1;
2509 }
2510
2511 static bool tcp_pacing_check(struct sock *sk)
2512 {
2513         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2514
2515         if (!tcp_needs_internal_pacing(sk))
2516                 return false;
2517
2518         if (tp->tcp_wstamp_ns <= tp->tcp_clock_cache)
2519                 return false;
2520
2521         if (!hrtimer_is_queued(&tp->pacing_timer)) {
2522                 hrtimer_start(&tp->pacing_timer,
2523                               ns_to_ktime(tp->tcp_wstamp_ns),
2524                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_SOFT);
2525                 sock_hold(sk);
2526         }
2527         return true;
2528 }
2529
2530 /* TCP Small Queues :
2531  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2532  * (These limits are doubled for retransmits)
2533  * This allows for :
2534  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2535  *  - faster recovery
2536  *  - high rates
2537  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2538  * of queued bytes to ensure line rate.
2539  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2540  */
2541 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2542                                   unsigned int factor)
2543 {
2544         unsigned long limit;
2545
2546         limit = max_t(unsigned long,
2547                       2 * skb->truesize,
2548                       sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift));
2549         if (sk->sk_pacing_status == SK_PACING_NONE)
2550                 limit = min_t(unsigned long, limit,
2551                               READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_limit_output_bytes));
2552         limit <<= factor;
2553
2554         if (static_branch_unlikely(&tcp_tx_delay_enabled) &&
2555             tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay) {
2556                 u64 extra_bytes = (u64)sk->sk_pacing_rate * tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay;
2557
2558                 /* TSQ is based on skb truesize sum (sk_wmem_alloc), so we
2559                  * approximate our needs assuming an ~100% skb->truesize overhead.
2560                  * USEC_PER_SEC is approximated by 2^20.
2561                  * do_div(extra_bytes, USEC_PER_SEC/2) is replaced by a right shift.
2562                  */
2563                 extra_bytes >>= (20 - 1);
2564                 limit += extra_bytes;
2565         }
2566         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2567                 /* Always send skb if rtx queue is empty.
2568                  * No need to wait for TX completion to call us back,
2569                  * after softirq/tasklet schedule.
2570                  * This helps when TX completions are delayed too much.
2571                  */
2572                 if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
2573                         return false;
2574
2575                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2576                 /* It is possible TX completion already happened
2577                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2578                  * test again the condition.
2579                  */
2580                 smp_mb__after_atomic();
2581                 if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2582                         return true;
2583         }
2584         return false;
2585 }
2586
2587 static void tcp_chrono_set(struct tcp_sock *tp, const enum tcp_chrono new)
2588 {
2589         const u32 now = tcp_jiffies32;
2590         enum tcp_chrono old = tp->chrono_type;
2591
2592         if (old > TCP_CHRONO_UNSPEC)
2593                 tp->chrono_stat[old - 1] += now - tp->chrono_start;
2594         tp->chrono_start = now;
2595         tp->chrono_type = new;
2596 }
2597
2598 void tcp_chrono_start(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2599 {
2600         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2601
2602         /* If there are multiple conditions worthy of tracking in a
2603          * chronograph then the highest priority enum takes precedence
2604          * over the other conditions. So that if something "more interesting"
2605          * starts happening, stop the previous chrono and start a new one.
2606          */
2607         if (type > tp->chrono_type)
2608                 tcp_chrono_set(tp, type);
2609 }
2610
2611 void tcp_chrono_stop(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2612 {
2613         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2614
2615
2616         /* There are multiple conditions worthy of tracking in a
2617          * chronograph, so that the highest priority enum takes
2618          * precedence over the other conditions (see tcp_chrono_start).
2619          * If a condition stops, we only stop chrono tracking if
2620          * it's the "most interesting" or current chrono we are
2621          * tracking and starts busy chrono if we have pending data.
2622          */
2623         if (tcp_rtx_and_write_queues_empty(sk))
2624                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_UNSPEC);
2625         else if (type == tp->chrono_type)
2626                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_BUSY);
2627 }
2628
2629 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2630  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2631  * window for us.
2632  *
2633  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2634  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2635  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2636  *
2637  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2638  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2639
2640  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2641  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2642  */
2643 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2644                            int push_one, gfp_t gfp)
2645 {
2646         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2647         struct sk_buff *skb;
2648         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2649         int cwnd_quota;
2650         int result;
2651         bool is_cwnd_limited = false, is_rwnd_limited = false;
2652         u32 max_segs;
2653
2654         sent_pkts = 0;
2655
2656         tcp_mstamp_refresh(tp);
2657         if (!push_one) {
2658                 /* Do MTU probing. */
2659                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2660                 if (!result) {
2661                         return false;
2662                 } else if (result > 0) {
2663                         sent_pkts = 1;
2664                 }
2665         }
2666
2667         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2668         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2669                 unsigned int limit;
2670
2671                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2672                         /* "skb_mstamp_ns" is used as a start point for the retransmit timer */
2673                         tp->tcp_wstamp_ns = tp->tcp_clock_cache;
2674                         skb_set_delivery_time(skb, tp->tcp_wstamp_ns, true);
2675                         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
2676                         tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2677                         goto repair; /* Skip network transmission */
2678                 }
2679
2680                 if (tcp_pacing_check(sk))
2681                         break;
2682
2683                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2684                 BUG_ON(!tso_segs);
2685
2686                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2687                 if (!cwnd_quota) {
2688                         if (push_one == 2)
2689                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2690                                 cwnd_quota = 1;
2691                         else
2692                                 break;
2693                 }
2694
2695                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now))) {
2696                         is_rwnd_limited = true;
2697                         break;
2698                 }
2699
2700                 if (tso_segs == 1) {
2701                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2702                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2703                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2704                                 break;
2705                 } else {
2706                         if (!push_one &&
2707                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2708                                                  &is_rwnd_limited, max_segs))
2709                                 break;
2710                 }
2711
2712                 limit = mss_now;
2713                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2714                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2715                                                     min_t(unsigned int,
2716                                                           cwnd_quota,
2717                                                           max_segs),
2718                                                     nonagle);
2719
2720                 if (skb->len > limit &&
2721                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
2722                         break;
2723
2724                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2725                         break;
2726
2727                 /* Argh, we hit an empty skb(), presumably a thread
2728                  * is sleeping in sendmsg()/sk_stream_wait_memory().
2729                  * We do not want to send a pure-ack packet and have
2730                  * a strange looking rtx queue with empty packet(s).
2731                  */
2732                 if (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq == TCP_SKB_CB(skb)->seq)
2733                         break;
2734
2735                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2736                         break;
2737
2738 repair:
2739                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2740                  * This call will increment packets_out.
2741                  */
2742                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2743
2744                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2745                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2746
2747                 if (push_one)
2748                         break;
2749         }
2750
2751         if (is_rwnd_limited)
2752                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2753         else
2754                 tcp_chrono_stop(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2755
2756         is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tcp_snd_cwnd(tp));
2757         if (likely(sent_pkts || is_cwnd_limited))
2758                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2759
2760         if (likely(sent_pkts)) {
2761                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2762                         tp->prr_out += sent_pkts;
2763
2764                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2765                 if (push_one != 2)
2766                         tcp_schedule_loss_probe(sk, false);
2767                 return false;
2768         }
2769         return !tp->packets_out && !tcp_write_queue_empty(sk);
2770 }
2771
2772 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk, bool advancing_rto)
2773 {
2774         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2775         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2776         u32 timeout, rto_delta_us;
2777         int early_retrans;
2778
2779         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2780          * finishes.
2781          */
2782         if (rcu_access_pointer(tp->fastopen_rsk))
2783                 return false;
2784
2785         early_retrans = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_early_retrans);
2786         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2787          * not in loss recovery, that are either limited by cwnd or application.
2788          */
2789         if ((early_retrans != 3 && early_retrans != 4) ||
2790             !tp->packets_out || !tcp_is_sack(tp) ||
2791             (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
2792              icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR))
2793                 return false;
2794
2795         /* Probe timeout is 2*rtt. Add minimum RTO to account
2796          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2797          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2798          */
2799         if (tp->srtt_us) {
2800                 timeout = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 2);
2801                 if (tp->packets_out == 1)
2802                         timeout += TCP_RTO_MIN;
2803                 else
2804                         timeout += TCP_TIMEOUT_MIN;
2805         } else {
2806                 timeout = TCP_TIMEOUT_INIT;
2807         }
2808
2809         /* If the RTO formula yields an earlier time, then use that time. */
2810         rto_delta_us = advancing_rto ?
2811                         jiffies_to_usecs(inet_csk(sk)->icsk_rto) :
2812                         tcp_rto_delta_us(sk);  /* How far in future is RTO? */
2813         if (rto_delta_us > 0)
2814                 timeout = min_t(u32, timeout, usecs_to_jiffies(rto_delta_us));
2815
2816         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout, TCP_RTO_MAX);
2817         return true;
2818 }
2819
2820 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2821  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2822  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2823  */
2824 static bool skb_still_in_host_queue(struct sock *sk,
2825                                     const struct sk_buff *skb)
2826 {
2827         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2828                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2829                 smp_mb__after_atomic();
2830                 if (skb_fclone_busy(sk, skb)) {
2831                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2832                                       LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2833                         return true;
2834                 }
2835         }
2836         return false;
2837 }
2838
2839 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2840  * retransmit the last segment.
2841  */
2842 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2843 {
2844         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2845         struct sk_buff *skb;
2846         int pcount;
2847         int mss = tcp_current_mss(sk);
2848
2849         /* At most one outstanding TLP */
2850         if (tp->tlp_high_seq)
2851                 goto rearm_timer;
2852
2853         tp->tlp_retrans = 0;
2854         skb = tcp_send_head(sk);
2855         if (skb && tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2856                 pcount = tp->packets_out;
2857                 tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2858                 if (tp->packets_out > pcount)
2859                         goto probe_sent;
2860                 goto rearm_timer;
2861         }
2862         skb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
2863         if (unlikely(!skb)) {
2864                 WARN_ONCE(tp->packets_out,
2865                           "invalid inflight: %u state %u cwnd %u mss %d\n",
2866                           tp->packets_out, sk->sk_state, tcp_snd_cwnd(tp), mss);
2867                 inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2868                 return;
2869         }
2870
2871         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2872                 goto rearm_timer;
2873
2874         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2875         if (WARN_ON(!pcount))
2876                 goto rearm_timer;
2877
2878         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2879                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
2880                                           (pcount - 1) * mss, mss,
2881                                           GFP_ATOMIC)))
2882                         goto rearm_timer;
2883                 skb = skb_rb_next(skb);
2884         }
2885
2886         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2887                 goto rearm_timer;
2888
2889         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2890                 goto rearm_timer;
2891
2892         tp->tlp_retrans = 1;
2893
2894 probe_sent:
2895         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2896         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2897
2898         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2899         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2900         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2901 rearm_timer:
2902         tcp_rearm_rto(sk);
2903 }
2904
2905 /* Push out any pending frames which were held back due to
2906  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2907  * The socket must be locked by the caller.
2908  */
2909 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2910                                int nonagle)
2911 {
2912         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2913          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2914          * all will be happy.
2915          */
2916         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2917                 return;
2918
2919         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2920                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2921                 tcp_check_probe_timer(sk);
2922 }
2923
2924 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2925  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2926  */
2927 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2928 {
2929         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2930
2931         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2932
2933         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2934 }
2935
2936 /* This function returns the amount that we can raise the
2937  * usable window based on the following constraints
2938  *
2939  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2940  * 2. We limit memory per socket
2941  *
2942  * RFC 1122:
2943  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2944  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2945  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2946  *
2947  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2948  * it at least MSS bytes.
2949  *
2950  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2951  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2952  *
2953  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2954  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2955  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2956  * window to always advance by a single byte.
2957  *
2958  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2959  * then this will not be a problem.
2960  *
2961  * BSD seems to make the following compromise:
2962  *
2963  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2964  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2965  *      then set the window to 0.
2966  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2967  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2968  *      and from being larger than the largest representable value.
2969  *
2970  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2971  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2972  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2973  * those cases where the window is constrained on the sender side
2974  * because the pipeline is full.
2975  *
2976  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2977  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2978  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2979  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2980  * of having a fixed window size at almost all times.
2981  *
2982  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2983  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2984  *
2985  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2986  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2987  */
2988 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2989 {
2990         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2991         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2992         struct net *net = sock_net(sk);
2993         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2994          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2995          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2996          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2997          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2998          */
2999         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
3000         int free_space = tcp_space(sk);
3001         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
3002         int full_space, window;
3003
3004         if (sk_is_mptcp(sk))
3005                 mptcp_space(sk, &free_space, &allowed_space);
3006
3007         full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
3008
3009         if (unlikely(mss > full_space)) {
3010                 mss = full_space;
3011                 if (mss <= 0)
3012                         return 0;
3013         }
3014
3015         /* Only allow window shrink if the sysctl is enabled and we have
3016          * a non-zero scaling factor in effect.
3017          */
3018         if (READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_shrink_window) && tp->rx_opt.rcv_wscale)
3019                 goto shrink_window_allowed;
3020
3021         /* do not allow window to shrink */
3022
3023         if (free_space < (full_space >> 1)) {
3024                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
3025
3026                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
3027                         tcp_adjust_rcv_ssthresh(sk);
3028
3029                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
3030                  * increase it due to wscale.
3031                  */
3032                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
3033
3034                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
3035                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
3036                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
3037                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
3038                  * With large window, mss test triggers way too late in order
3039                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
3040                  */
3041                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
3042                         return 0;
3043         }
3044
3045         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
3046                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
3047
3048         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
3049          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
3050          */
3051         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
3052                 window = free_space;
3053
3054                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
3055                  * Import case: prevent zero window announcement if
3056                  * 1<<rcv_wscale > mss.
3057                  */
3058                 window = ALIGN(window, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
3059         } else {
3060                 window = tp->rcv_wnd;
3061                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
3062                  * Window clamp already applied above.
3063                  * If our current window offering is within 1 mss of the
3064                  * free space we just keep it. This prevents the divide
3065                  * and multiply from happening most of the time.
3066                  * We also don't do any window rounding when the free space
3067                  * is too small.
3068                  */
3069                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
3070                         window = rounddown(free_space, mss);
3071                 else if (mss == full_space &&
3072                          free_space > window + (full_space >> 1))
3073                         window = free_space;
3074         }
3075
3076         return window;
3077
3078 shrink_window_allowed:
3079         /* new window should always be an exact multiple of scaling factor */
3080         free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
3081
3082         if (free_space < (full_space >> 1)) {
3083                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
3084
3085                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
3086                         tcp_adjust_rcv_ssthresh(sk);
3087
3088                 /* if free space is too low, return a zero window */
3089                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss ||
3090                         free_space < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))
3091                         return 0;
3092         }
3093
3094         if (free_space > tp->rcv_ssthresh) {
3095                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
3096                 /* new window should always be an exact multiple of scaling factor
3097                  *
3098                  * For this case, we ALIGN "up" (increase free_space) because
3099                  * we know free_space is not zero here, it has been reduced from
3100                  * the memory-based limit, and rcv_ssthresh is not a hard limit
3101                  * (unlike sk_rcvbuf).
3102                  */
3103                 free_space = ALIGN(free_space, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
3104         }
3105
3106         return free_space;
3107 }
3108
3109 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
3110                              const struct sk_buff *next_skb)
3111 {
3112         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
3113                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
3114                         skb_shinfo(next_skb);
3115                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
3116
3117                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
3118                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
3119                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
3120                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
3121         }
3122 }
3123
3124 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
3125 static bool tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3126 {
3127         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3128         struct sk_buff *next_skb = skb_rb_next(skb);
3129         int next_skb_size;
3130
3131         next_skb_size = next_skb->len;
3132
3133         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
3134
3135         if (next_skb_size && !tcp_skb_shift(skb, next_skb, 1, next_skb_size))
3136                 return false;
3137
3138         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
3139
3140         /* Update sequence range on original skb. */
3141         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
3142
3143         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
3144         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
3145
3146         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
3147          * packet counting does not break.
3148          */
3149         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
3150         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
3151
3152         /* changed transmit queue under us so clear hints */
3153         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
3154         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
3155                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
3156
3157         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
3158
3159         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
3160
3161         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(next_skb, sk);
3162         return true;
3163 }
3164
3165 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
3166 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
3167 {
3168         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
3169                 return false;
3170         if (skb_cloned(skb))
3171                 return false;
3172         /* Some heuristics for collapsing over SACK'd could be invented */
3173         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
3174                 return false;
3175
3176         return true;
3177 }
3178
3179 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
3180  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
3181  */
3182 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
3183                                      int space)
3184 {
3185         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3186         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
3187         bool first = true;
3188
3189         if (!READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse))
3190                 return;
3191         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3192                 return;
3193
3194         skb_rbtree_walk_from_safe(skb, tmp) {
3195                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
3196                         break;
3197
3198                 if (!tcp_skb_can_collapse(to, skb))
3199                         break;
3200
3201                 space -= skb->len;
3202
3203                 if (first) {
3204                         first = false;
3205                         continue;
3206                 }
3207
3208                 if (space < 0)
3209                         break;
3210
3211                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
3212                         break;
3213
3214                 if (!tcp_collapse_retrans(sk, to))
3215                         break;
3216         }
3217 }
3218
3219 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
3220  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
3221  * error occurred which prevented the send.
3222  */
3223 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3224 {
3225         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3226         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3227         unsigned int cur_mss;
3228         int diff, len, err;
3229         int avail_wnd;
3230
3231         /* Inconclusive MTU probe */
3232         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
3233                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
3234
3235         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
3236                 return -EBUSY;
3237
3238         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
3239                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
3240                         WARN_ON_ONCE(1);
3241                         return -EINVAL;
3242                 }
3243                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
3244                         return -ENOMEM;
3245         }
3246
3247         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3248                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3249
3250         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
3251         avail_wnd = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3252
3253         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
3254          * new window, do not retransmit it. The exception is the
3255          * case, when window is shrunk to zero. In this case
3256          * our retransmit of one segment serves as a zero window probe.
3257          */
3258         if (avail_wnd <= 0) {
3259                 if (TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
3260                         return -EAGAIN;
3261                 avail_wnd = cur_mss;
3262         }
3263
3264         len = cur_mss * segs;
3265         if (len > avail_wnd) {
3266                 len = rounddown(avail_wnd, cur_mss);
3267                 if (!len)
3268                         len = avail_wnd;
3269         }
3270         if (skb->len > len) {
3271                 if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb, len,
3272                                  cur_mss, GFP_ATOMIC))
3273                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
3274         } else {
3275                 if (skb_unclone_keeptruesize(skb, GFP_ATOMIC))
3276                         return -ENOMEM;
3277
3278                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
3279                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
3280                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
3281                 if (diff)
3282                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
3283                 avail_wnd = min_t(int, avail_wnd, cur_mss);
3284                 if (skb->len < avail_wnd)
3285                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, avail_wnd);
3286         }
3287
3288         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
3289         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
3290                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
3291
3292         /* Update global and local TCP statistics. */
3293         segs = tcp_skb_pcount(skb);
3294         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
3295         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3296                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3297         tp->total_retrans += segs;
3298         tp->bytes_retrans += skb->len;
3299
3300         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
3301          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
3302          * beyond what csum_start can cover.
3303          */
3304         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
3305                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
3306                 struct sk_buff *nskb;
3307
3308                 tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3309                         nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3310                         if (nskb) {
3311                                 nskb->dev = NULL;
3312                                 err = tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC);
3313                         } else {
3314                                 err = -ENOBUFS;
3315                         }
3316                 } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3317
3318                 if (!err) {
3319                         tcp_update_skb_after_send(sk, skb, tp->tcp_wstamp_ns);
3320                         tcp_rate_skb_sent(sk, skb);
3321                 }
3322         } else {
3323                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3324         }
3325
3326         /* To avoid taking spuriously low RTT samples based on a timestamp
3327          * for a transmit that never happened, always mark EVER_RETRANS
3328          */
3329         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
3330
3331         if (BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB_FLAG))
3332                 tcp_call_bpf_3arg(sk, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB,
3333                                   TCP_SKB_CB(skb)->seq, segs, err);
3334
3335         if (likely(!err)) {
3336                 trace_tcp_retransmit_skb(sk, skb);
3337         } else if (err != -EBUSY) {
3338                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL, segs);
3339         }
3340         return err;
3341 }
3342
3343 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3344 {
3345         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3346         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
3347
3348         if (err == 0) {
3349 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
3350                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
3351                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
3352                 }
3353 #endif
3354                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
3355                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
3356         }
3357
3358         /* Save stamp of the first (attempted) retransmit. */
3359         if (!tp->retrans_stamp)
3360                 tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
3361
3362         if (tp->undo_retrans < 0)
3363                 tp->undo_retrans = 0;
3364         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
3365         return err;
3366 }
3367
3368 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
3369  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
3370  * resending the rest of the retransmit queue, until either
3371  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
3372  */
3373 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
3374 {
3375         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3376         struct sk_buff *skb, *rtx_head, *hole = NULL;
3377         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3378         bool rearm_timer = false;
3379         u32 max_segs;
3380         int mib_idx;
3381
3382         if (!tp->packets_out)
3383                 return;
3384
3385         rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);
3386         skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;
3387         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
3388         skb_rbtree_walk_from(skb) {
3389                 __u8 sacked;
3390                 int segs;
3391
3392                 if (tcp_pacing_check(sk))
3393                         break;
3394
3395                 /* we could do better than to assign each time */
3396                 if (!hole)
3397                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
3398
3399                 segs = tcp_snd_cwnd(tp) - tcp_packets_in_flight(tp);
3400                 if (segs <= 0)
3401                         break;
3402                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
3403                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
3404                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
3405                  */
3406                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
3407
3408                 if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {
3409                         break;
3410                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
3411                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
3412                                 hole = skb;
3413                         continue;
3414
3415                 } else {
3416                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
3417                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
3418                         else
3419                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
3420                 }
3421
3422                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
3423                         continue;
3424
3425                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
3426                         break;
3427
3428                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
3429                         break;
3430
3431                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
3432
3433                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
3434                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
3435
3436                 if (skb == rtx_head &&
3437                     icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_REO_TIMEOUT)
3438                         rearm_timer = true;
3439
3440         }
3441         if (rearm_timer)
3442                 tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3443                                      inet_csk(sk)->icsk_rto,
3444                                      TCP_RTO_MAX);
3445 }
3446
3447 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
3448  * connection tear down and (memory) recovery.
3449  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
3450  * or even be forced to close flow without any FIN.
3451  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
3452  * with edge trigger epoll()
3453  */
3454 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
3455 {
3456         int delta, amt;
3457
3458         delta = size - sk->sk_forward_alloc;
3459         if (delta <= 0)
3460                 return;
3461         amt = sk_mem_pages(delta);
3462         sk->sk_forward_alloc += amt << PAGE_SHIFT;
3463         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
3464
3465         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
3466                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt,
3467                                         gfp_memcg_charge() | __GFP_NOFAIL);
3468 }
3469
3470 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3471  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3472  */
3473 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3474 {
3475         struct sk_buff *skb, *tskb, *tail = tcp_write_queue_tail(sk);
3476         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3477
3478         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3479          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3480          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3481          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3482          */
3483         tskb = tail;
3484         if (!tskb && tcp_under_memory_pressure(sk))
3485                 tskb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
3486
3487         if (tskb) {
3488                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3489                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3490                 tp->write_seq++;
3491                 if (!tail) {
3492                         /* This means tskb was already sent.
3493                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3494                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3495                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3496                          * does not change tp->snd_nxt.
3497                          */
3498                         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->snd_nxt + 1);
3499                         return;
3500                 }
3501         } else {
3502                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3503                 if (unlikely(!skb))
3504                         return;
3505
3506                 INIT_LIST_HEAD(&skb->tcp_tsorted_anchor);
3507                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3508                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3509                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3510                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3511                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3512                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3513         }
3514         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3515 }
3516
3517 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3518  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3519  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3520  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3521  */
3522 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3523 {
3524         struct sk_buff *skb;
3525
3526         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3527
3528         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3529         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3530         if (!skb) {
3531                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3532                 return;
3533         }
3534
3535         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3536         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3537         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3538                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3539         tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3540         /* Send it off. */
3541         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3542                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3543
3544         /* skb of trace_tcp_send_reset() keeps the skb that caused RST,
3545          * skb here is different to the troublesome skb, so use NULL
3546          */
3547         trace_tcp_send_reset(sk, NULL);
3548 }
3549
3550 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3551  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3552  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3553  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3554  * and rcv_wscale values will not be correct.
3555  */
3556 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3557 {
3558         struct sk_buff *skb;
3559
3560         skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
3561         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3562                 pr_err("%s: wrong queue state\n", __func__);
3563                 return -EFAULT;
3564         }
3565         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3566                 if (skb_cloned(skb)) {
3567                         struct sk_buff *nskb;
3568
3569                         tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3570                                 nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3571                         } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3572                         if (!nskb)
3573                                 return -ENOMEM;
3574                         INIT_LIST_HEAD(&nskb->tcp_tsorted_anchor);
3575                         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
3576                         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(skb, sk);
3577                         __skb_header_release(nskb);
3578                         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, nskb);
3579                         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
3580                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3581                         skb = nskb;
3582                 }
3583
3584                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3585                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3586         }
3587         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3588 }
3589
3590 /**
3591  * tcp_make_synack - Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3592  * @sk: listener socket
3593  * @dst: dst entry attached to the SYNACK. It is consumed and caller
3594  *       should not use it again.
3595  * @req: request_sock pointer
3596  * @foc: cookie for tcp fast open
3597  * @synack_type: Type of synack to prepare
3598  * @syn_skb: SYN packet just received.  It could be NULL for rtx case.
3599  */
3600 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3601                                 struct request_sock *req,
3602                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3603                                 enum tcp_synack_type synack_type,
3604                                 struct sk_buff *syn_skb)
3605 {
3606         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3607         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3608         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3609         struct tcp_out_options opts;
3610         struct sk_buff *skb;
3611         int tcp_header_size;
3612         struct tcphdr *th;
3613         int mss;
3614         u64 now;
3615
3616         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3617         if (unlikely(!skb)) {
3618                 dst_release(dst);
3619                 return NULL;
3620         }
3621         /* Reserve space for headers. */
3622         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3623
3624         switch (synack_type) {
3625         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3626                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3627                 break;
3628         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3629                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3630                  * to avoid false sharing.
3631                  */
3632                 break;
3633         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3634                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3635                  * cpu might call us concurrently.
3636                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3637                  */
3638                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3639                 break;
3640         }
3641         skb_dst_set(skb, dst);
3642
3643         mss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3644
3645         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3646         now = tcp_clock_ns();
3647 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3648         if (unlikely(synack_type == TCP_SYNACK_COOKIE && ireq->tstamp_ok))
3649                 skb_set_delivery_time(skb, cookie_init_timestamp(req, now),
3650                                       true);
3651         else
3652 #endif
3653         {
3654                 skb_set_delivery_time(skb, now, true);
3655                 if (!tcp_rsk(req)->snt_synack) /* Timestamp first SYNACK */
3656                         tcp_rsk(req)->snt_synack = tcp_skb_timestamp_us(skb);
3657         }
3658
3659 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3660         rcu_read_lock();
3661         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3662 #endif
3663         skb_set_hash(skb, READ_ONCE(tcp_rsk(req)->txhash), PKT_HASH_TYPE_L4);
3664         /* bpf program will be interested in the tcp_flags */
3665         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = TCPHDR_SYN | TCPHDR_ACK;
3666         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, md5,
3667                                              foc, synack_type,
3668                                              syn_skb) + sizeof(*th);
3669
3670         skb_push(skb, tcp_header_size);
3671         skb_reset_transport_header(skb);
3672
3673         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3674         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3675         th->syn = 1;
3676         th->ack = 1;
3677         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3678         th->source = htons(ireq->ir_num);
3679         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3680         skb->mark = ireq->ir_mark;
3681         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3682         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3683         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3684         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3685
3686         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3687         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3688         tcp_options_write(th, NULL, &opts);
3689         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3690         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3691
3692 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3693         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3694         if (md5)
3695                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3696                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3697         rcu_read_unlock();
3698 #endif
3699
3700         bpf_skops_write_hdr_opt((struct sock *)sk, skb, req, syn_skb,
3701                                 synack_type, &opts);
3702
3703         skb_set_delivery_time(skb, now, true);
3704         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
3705
3706         return skb;
3707 }
3708 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3709
3710 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3711 {
3712         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3713         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3714         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3715
3716         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3717                 return;
3718
3719         rcu_read_lock();
3720         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3721         if (likely(ca && bpf_try_module_get(ca, ca->owner))) {
3722                 bpf_module_put(icsk->icsk_ca_ops, icsk->icsk_ca_ops->owner);
3723                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3724                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3725         }
3726         rcu_read_unlock();
3727 }
3728
3729 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3730 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3731 {
3732         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3733         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3734         __u8 rcv_wscale;
3735         u32 rcv_wnd;
3736
3737         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3738          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3739          */
3740         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr);
3741         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps))
3742                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
3743
3744         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3745         if (tp->rx_opt.user_mss)
3746                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3747         tp->max_window = 0;
3748         tcp_mtup_init(sk);
3749         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3750
3751         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3752
3753         if (!tp->window_clamp)
3754                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3755         tp->advmss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3756
3757         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3758
3759         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3760         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3761             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3762                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3763
3764         rcv_wnd = tcp_rwnd_init_bpf(sk);
3765         if (rcv_wnd == 0)
3766                 rcv_wnd = dst_metric(dst, RTAX_INITRWND);
3767
3768         tcp_select_initial_window(sk, tcp_full_space(sk),
3769                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3770                                   &tp->rcv_wnd,
3771                                   &tp->window_clamp,
3772                                   READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling),
3773                                   &rcv_wscale,
3774                                   rcv_wnd);
3775
3776         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3777         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3778
3779         WRITE_ONCE(sk->sk_err, 0);
3780         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3781         tp->snd_wnd = 0;
3782         tcp_init_wl(tp, 0);
3783         tcp_write_queue_purge(sk);
3784         tp->snd_una = tp->write_seq;
3785         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3786         tp->snd_up = tp->write_seq;
3787         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3788
3789         if (likely(!tp->repair))
3790                 tp->rcv_nxt = 0;
3791         else
3792                 tp->rcv_tstamp = tcp_jiffies32;
3793         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3794         WRITE_ONCE(tp->copied_seq, tp->rcv_nxt);
3795
3796         inet_csk(sk)->icsk_rto = tcp_timeout_init(sk);
3797         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3798         tcp_clear_retrans(tp);
3799 }
3800
3801 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3802 {
3803         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3804         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3805
3806         tcb->end_seq += skb->len;
3807         __skb_header_release(skb);
3808         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
3809         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3810         WRITE_ONCE(tp->write_seq, tcb->end_seq);
3811         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3812 }
3813
3814 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3815  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3816  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3817  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3818  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3819  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3820  */
3821 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3822 {
3823         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3824         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3825         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3826         struct page_frag *pfrag = sk_page_frag(sk);
3827         struct sk_buff *syn_data;
3828         int space, err = 0;
3829
3830         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3831         if (!tcp_fastopen_cookie_check(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie))
3832                 goto fallback;
3833
3834         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3835          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3836          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3837          */
3838         tp->rx_opt.mss_clamp = tcp_mss_clamp(tp, tp->rx_opt.mss_clamp);
3839         /* Sync mss_cache after updating the mss_clamp */
3840         tcp_sync_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie);
3841
3842         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie) -
3843                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3844
3845         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3846
3847         if (space &&
3848             !skb_page_frag_refill(min_t(size_t, space, PAGE_SIZE),
3849                                   pfrag, sk->sk_allocation))
3850                 goto fallback;
3851         syn_data = tcp_stream_alloc_skb(sk, sk->sk_allocation, false);
3852         if (!syn_data)
3853                 goto fallback;
3854         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3855         if (space) {
3856                 space = min_t(size_t, space, pfrag->size - pfrag->offset);
3857                 space = tcp_wmem_schedule(sk, space);
3858         }
3859         if (space) {
3860                 space = copy_page_from_iter(pfrag->page, pfrag->offset,
3861                                             space, &fo->data->msg_iter);
3862                 if (unlikely(!space)) {
3863                         tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(syn_data);
3864                         kfree_skb(syn_data);
3865                         goto fallback;
3866                 }
3867                 skb_fill_page_desc(syn_data, 0, pfrag->page,
3868                                    pfrag->offset, space);
3869                 page_ref_inc(pfrag->page);
3870                 pfrag->offset += space;
3871                 skb_len_add(syn_data, space);
3872                 skb_zcopy_set(syn_data, fo->uarg, NULL);
3873         }
3874         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3875         if (space == fo->size)
3876                 fo->data = NULL;
3877         fo->copied = space;
3878
3879         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3880         if (syn_data->len)
3881                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_BUSY);
3882
3883         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3884
3885         skb_set_delivery_time(syn, syn_data->skb_mstamp_ns, true);
3886
3887         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3888          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3889          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3890          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3891          */
3892         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3893         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3894         if (!err) {
3895                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3896                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, syn_data);
3897                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3898                 goto done;
3899         }
3900
3901         /* data was not sent, put it in write_queue */
3902         __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, syn_data);
3903         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3904
3905 fallback:
3906         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3907         if (fo->cookie.len > 0)
3908                 fo->cookie.len = 0;
3909         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3910         if (err)
3911                 tp->syn_fastopen = 0;
3912 done:
3913         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3914         return err;
3915 }
3916
3917 /* Build a SYN and send it off. */
3918 int tcp_connect(struct sock *sk)
3919 {
3920         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3921         struct sk_buff *buff;
3922         int err;
3923
3924         tcp_call_bpf(sk, BPF_SOCK_OPS_TCP_CONNECT_CB, 0, NULL);
3925
3926         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3927                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3928
3929         tcp_connect_init(sk);
3930
3931         if (unlikely(tp->repair)) {
3932                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3933                 return 0;
3934         }
3935
3936         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, sk->sk_allocation, true);
3937         if (unlikely(!buff))
3938                 return -ENOBUFS;
3939
3940         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3941         tcp_mstamp_refresh(tp);
3942         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp(tp);
3943         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3944         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3945         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
3946
3947         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3948         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3949               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3950         if (err == -ECONNREFUSED)
3951                 return err;
3952
3953         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3954          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3955          */
3956         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3957         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3958         buff = tcp_send_head(sk);
3959         if (unlikely(buff)) {
3960                 WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->seq);
3961                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3962         }
3963         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3964
3965         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3966         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3967                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3968         return 0;
3969 }
3970 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3971
3972 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3973  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3974  * for details.
3975  */
3976 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3977 {
3978         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3979         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3980         unsigned long timeout;
3981
3982         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3983                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3984                 int max_ato = HZ / 2;
3985
3986                 if (inet_csk_in_pingpong_mode(sk) ||
3987                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3988                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3989
3990                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3991
3992                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3993                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3994                  * directly.
3995                  */
3996                 if (tp->srtt_us) {
3997                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
3998                                         TCP_DELACK_MIN);
3999
4000                         if (rtt < max_ato)
4001                                 max_ato = rtt;
4002                 }
4003
4004                 ato = min(ato, max_ato);
4005         }
4006
4007         ato = min_t(u32, ato, inet_csk(sk)->icsk_delack_max);
4008
4009         /* Stay within the limit we were given */
4010         timeout = jiffies + ato;
4011
4012         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
4013         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
4014                 /* If delack timer is about to expire, send ACK now. */
4015                 if (time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
4016                         tcp_send_ack(sk);
4017                         return;
4018                 }
4019
4020                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
4021                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
4022         }
4023         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
4024         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
4025         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
4026 }
4027
4028 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
4029 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
4030 {
4031         struct sk_buff *buff;
4032
4033         /* If we have been reset, we may not send again. */
4034         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
4035                 return;
4036
4037         /* We are not putting this on the write queue, so
4038          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
4039          * sock.
4040          */
4041         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
4042                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
4043         if (unlikely(!buff)) {
4044                 struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
4045                 unsigned long delay;
4046
4047                 delay = TCP_DELACK_MAX << icsk->icsk_ack.retry;
4048                 if (delay < TCP_RTO_MAX)
4049                         icsk->icsk_ack.retry++;
4050                 inet_csk_schedule_ack(sk);
4051                 icsk->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
4052                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK, delay, TCP_RTO_MAX);
4053                 return;
4054         }
4055
4056         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
4057         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
4058         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
4059
4060         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
4061          * too much.
4062          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
4063          */
4064         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
4065
4066         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
4067         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
4068 }
4069 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
4070
4071 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
4072 {
4073         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
4074 }
4075
4076 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
4077  * number. It assumes the other end will try to ack it.
4078  *
4079  * Question: what should we make while urgent mode?
4080  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
4081  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
4082  *
4083  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
4084  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
4085  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
4086  */
4087 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
4088 {
4089         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4090         struct sk_buff *skb;
4091
4092         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
4093         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
4094                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
4095         if (!skb)
4096                 return -1;
4097
4098         /* Reserve space for headers and set control bits. */
4099         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
4100         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
4101          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
4102          * send it.
4103          */
4104         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
4105         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
4106         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
4107 }
4108
4109 /* Called from setsockopt( ... TCP_REPAIR ) */
4110 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
4111 {
4112         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
4113                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
4114                 tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
4115                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
4116         }
4117 }
4118
4119 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
4120 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
4121 {
4122         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4123         struct sk_buff *skb;
4124
4125         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
4126                 return -1;
4127
4128         skb = tcp_send_head(sk);
4129         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
4130                 int err;
4131                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
4132                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
4133
4134                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
4135                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
4136
4137                 /* We are probing the opening of a window
4138                  * but the window size is != 0
4139                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
4140                  */
4141                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
4142                     skb->len > mss) {
4143                         seg_size = min(seg_size, mss);
4144                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
4145                         if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
4146                                          skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
4147                                 return -1;
4148                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
4149                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
4150
4151                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
4152                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
4153                 if (!err)
4154                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
4155                 return err;
4156         } else {
4157                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
4158                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
4159                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
4160         }
4161 }
4162
4163 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
4164  * a partial packet else a zero probe.
4165  */
4166 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
4167 {
4168         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
4169         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4170         struct net *net = sock_net(sk);
4171         unsigned long timeout;
4172         int err;
4173
4174         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
4175
4176         if (tp->packets_out || tcp_write_queue_empty(sk)) {
4177                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
4178                 icsk->icsk_probes_out = 0;
4179                 icsk->icsk_backoff = 0;
4180                 icsk->icsk_probes_tstamp = 0;
4181                 return;
4182         }
4183
4184         icsk->icsk_probes_out++;
4185         if (err <= 0) {
4186                 if (icsk->icsk_backoff < READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_retries2))
4187                         icsk->icsk_backoff++;
4188                 timeout = tcp_probe0_when(sk, TCP_RTO_MAX);
4189         } else {
4190                 /* If packet was not sent due to local congestion,
4191                  * Let senders fight for local resources conservatively.
4192                  */
4193                 timeout = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
4194         }
4195
4196         timeout = tcp_clamp_probe0_to_user_timeout(sk, timeout);
4197         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0, timeout, TCP_RTO_MAX);
4198 }
4199
4200 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
4201 {
4202         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
4203         struct flowi fl;
4204         int res;
4205
4206         /* Paired with WRITE_ONCE() in sock_setsockopt() */
4207         if (READ_ONCE(sk->sk_txrehash) == SOCK_TXREHASH_ENABLED)
4208                 WRITE_ONCE(tcp_rsk(req)->txhash, net_tx_rndhash());
4209         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL,
4210                                   NULL);
4211         if (!res) {
4212                 TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
4213                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
4214                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk))) {
4215                         /* sk has const attribute because listeners are lockless.
4216                          * However in this case, we are dealing with a passive fastopen
4217                          * socket thus we can change total_retrans value.
4218                          */
4219                         tcp_sk_rw(sk)->total_retrans++;
4220                 }
4221                 trace_tcp_retransmit_synack(sk, req);
4222         }
4223         return res;
4224 }
4225 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);