Merge tag 'mvebu-fixes-6.6-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gcleme...
[platform/kernel/linux-starfive.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, u32 rcv_nxt)
181 {
182         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
183
184         if (unlikely(tp->compressed_ack)) {
185                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPACKCOMPRESSED,
186                               tp->compressed_ack);
187                 tp->compressed_ack = 0;
188                 if (hrtimer_try_to_cancel(&tp->compressed_ack_timer) == 1)
189                         __sock_put(sk);
190         }
191
192         if (unlikely(rcv_nxt != tp->rcv_nxt))
193                 return;  /* Special ACK sent by DCTCP to reflect ECN */
194         tcp_dec_quickack_mode(sk);
195         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
196 }
197
198 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
199  * Based on the assumption that the given amount of space
200  * will be offered. Store the results in the tp structure.
201  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
202  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
203  * This MUST be enforced by all callers.
204  */
205 void tcp_select_initial_window(const struct sock *sk, int __space, __u32 mss,
206                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
207                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
208                                __u32 init_rcv_wnd)
209 {
210         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
211
212         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
213         if (*window_clamp == 0)
214                 (*window_clamp) = (U16_MAX << TCP_MAX_WSCALE);
215         space = min(*window_clamp, space);
216
217         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
218         if (space > mss)
219                 space = rounddown(space, mss);
220
221         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
222          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
223          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
224          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
225          * unless the remote has sent us a window scaling option,
226          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
227          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
228          */
229         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows))
230                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
231         else
232                 (*rcv_wnd) = min_t(u32, space, U16_MAX);
233
234         if (init_rcv_wnd)
235                 *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
236
237         *rcv_wscale = 0;
238         if (wscale_ok) {
239                 /* Set window scaling on max possible window */
240                 space = max_t(u32, space, READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_rmem[2]));
241                 space = max_t(u32, space, READ_ONCE(sysctl_rmem_max));
242                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
243                 *rcv_wscale = clamp_t(int, ilog2(space) - 15,
244                                       0, TCP_MAX_WSCALE);
245         }
246         /* Set the clamp no higher than max representable value */
247         (*window_clamp) = min_t(__u32, U16_MAX << (*rcv_wscale), *window_clamp);
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
250
251 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
252  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
253  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
254  * frame.
255  */
256 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
257 {
258         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
259         struct net *net = sock_net(sk);
260         u32 old_win = tp->rcv_wnd;
261         u32 cur_win, new_win;
262
263         /* Make the window 0 if we failed to queue the data because we
264          * are out of memory. The window is temporary, so we don't store
265          * it on the socket.
266          */
267         if (unlikely(inet_csk(sk)->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_NOMEM))
268                 return 0;
269
270         cur_win = tcp_receive_window(tp);
271         new_win = __tcp_select_window(sk);
272         if (new_win < cur_win) {
273                 /* Danger Will Robinson!
274                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
275                  * we will not be able to advertise a zero
276                  * window in time.  --DaveM
277                  *
278                  * Relax Will Robinson.
279                  */
280                 if (!READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_shrink_window) || !tp->rx_opt.rcv_wscale) {
281                         /* Never shrink the offered window */
282                         if (new_win == 0)
283                                 NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPWANTZEROWINDOWADV);
284                         new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
285                 }
286         }
287
288         tp->rcv_wnd = new_win;
289         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
290
291         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
292          * scaled window.
293          */
294         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale &&
295             READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_workaround_signed_windows))
296                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
297         else
298                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
299
300         /* RFC1323 scaling applied */
301         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
302
303         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
304         if (new_win == 0) {
305                 tp->pred_flags = 0;
306                 if (old_win)
307                         NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPTOZEROWINDOWADV);
308         } else if (old_win == 0) {
309                 NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_TCPFROMZEROWINDOWADV);
310         }
311
312         return new_win;
313 }
314
315 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
316 static void tcp_ecn_send_synack(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
317 {
318         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
319
320         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
321         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
322                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
323         else if (tcp_ca_needs_ecn(sk) ||
324                  tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk))
325                 INET_ECN_xmit(sk);
326 }
327
328 /* Packet ECN state for a SYN.  */
329 static void tcp_ecn_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
330 {
331         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
332         bool bpf_needs_ecn = tcp_bpf_ca_needs_ecn(sk);
333         bool use_ecn = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn) == 1 ||
334                 tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn;
335
336         if (!use_ecn) {
337                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
338
339                 if (dst && dst_feature(dst, RTAX_FEATURE_ECN))
340                         use_ecn = true;
341         }
342
343         tp->ecn_flags = 0;
344
345         if (use_ecn) {
346                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
347                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
348                 if (tcp_ca_needs_ecn(sk) || bpf_needs_ecn)
349                         INET_ECN_xmit(sk);
350         }
351 }
352
353 static void tcp_ecn_clear_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
354 {
355         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn_fallback))
356                 /* tp->ecn_flags are cleared at a later point in time when
357                  * SYN ACK is ultimatively being received.
358                  */
359                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~(TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR);
360 }
361
362 static void
363 tcp_ecn_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
364 {
365         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
366                 th->ece = 1;
367 }
368
369 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
370  * be sent.
371  */
372 static void tcp_ecn_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
373                          struct tcphdr *th, int tcp_header_len)
374 {
375         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
376
377         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
378                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
379                 if (skb->len != tcp_header_len &&
380                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
381                         INET_ECN_xmit(sk);
382                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
383                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
384                                 th->cwr = 1;
385                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
386                         }
387                 } else if (!tcp_ca_needs_ecn(sk)) {
388                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
389                         INET_ECN_dontxmit(sk);
390                 }
391                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
392                         th->ece = 1;
393         }
394 }
395
396 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
397  * auto increment end seqno.
398  */
399 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
400 {
401         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
402
403         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
404
405         tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
406
407         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
408         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
409                 seq++;
410         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
411 }
412
413 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
414 {
415         return tp->snd_una != tp->snd_up;
416 }
417
418 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   BIT(0)
419 #define OPTION_TS               BIT(1)
420 #define OPTION_MD5              BIT(2)
421 #define OPTION_WSCALE           BIT(3)
422 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE BIT(8)
423 #define OPTION_SMC              BIT(9)
424 #define OPTION_MPTCP            BIT(10)
425
426 static void smc_options_write(__be32 *ptr, u16 *options)
427 {
428 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
429         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
430                 if (unlikely(OPTION_SMC & *options)) {
431                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
432                                        (TCPOPT_NOP  << 16) |
433                                        (TCPOPT_EXP <<  8) |
434                                        (TCPOLEN_EXP_SMC_BASE));
435                         *ptr++ = htonl(TCPOPT_SMC_MAGIC);
436                 }
437         }
438 #endif
439 }
440
441 struct tcp_out_options {
442         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
443         u16 mss;                /* 0 to disable */
444         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
445         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
446         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
447         u8 bpf_opt_len;         /* length of BPF hdr option */
448         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
449         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
450         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
451         struct mptcp_out_options mptcp;
452 };
453
454 static void mptcp_options_write(struct tcphdr *th, __be32 *ptr,
455                                 struct tcp_sock *tp,
456                                 struct tcp_out_options *opts)
457 {
458 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP)
459         if (unlikely(OPTION_MPTCP & opts->options))
460                 mptcp_write_options(th, ptr, tp, &opts->mptcp);
461 #endif
462 }
463
464 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
465 static int bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(struct sk_buff *skb,
466                                         enum tcp_synack_type synack_type)
467 {
468         if (unlikely(!skb))
469                 return BPF_WRITE_HDR_TCP_CURRENT_MSS;
470
471         if (unlikely(synack_type == TCP_SYNACK_COOKIE))
472                 return BPF_WRITE_HDR_TCP_SYNACK_COOKIE;
473
474         return 0;
475 }
476
477 /* req, syn_skb and synack_type are used when writing synack */
478 static void bpf_skops_hdr_opt_len(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
479                                   struct request_sock *req,
480                                   struct sk_buff *syn_skb,
481                                   enum tcp_synack_type synack_type,
482                                   struct tcp_out_options *opts,
483                                   unsigned int *remaining)
484 {
485         struct bpf_sock_ops_kern sock_ops;
486         int err;
487
488         if (likely(!BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tcp_sk(sk),
489                                            BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB_FLAG)) ||
490             !*remaining)
491                 return;
492
493         /* *remaining has already been aligned to 4 bytes, so *remaining >= 4 */
494
495         /* init sock_ops */
496         memset(&sock_ops, 0, offsetof(struct bpf_sock_ops_kern, temp));
497
498         sock_ops.op = BPF_SOCK_OPS_HDR_OPT_LEN_CB;
499
500         if (req) {
501                 /* The listen "sk" cannot be passed here because
502                  * it is not locked.  It would not make too much
503                  * sense to do bpf_setsockopt(listen_sk) based
504                  * on individual connection request also.
505                  *
506                  * Thus, "req" is passed here and the cgroup-bpf-progs
507                  * of the listen "sk" will be run.
508                  *
509                  * "req" is also used here for fastopen even the "sk" here is
510                  * a fullsock "child" sk.  It is to keep the behavior
511                  * consistent between fastopen and non-fastopen on
512                  * the bpf programming side.
513                  */
514                 sock_ops.sk = (struct sock *)req;
515                 sock_ops.syn_skb = syn_skb;
516         } else {
517                 sock_owned_by_me(sk);
518
519                 sock_ops.is_fullsock = 1;
520                 sock_ops.sk = sk;
521         }
522
523         sock_ops.args[0] = bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(skb, synack_type);
524         sock_ops.remaining_opt_len = *remaining;
525         /* tcp_current_mss() does not pass a skb */
526         if (skb)
527                 bpf_skops_init_skb(&sock_ops, skb, 0);
528
529         err = BPF_CGROUP_RUN_PROG_SOCK_OPS_SK(&sock_ops, sk);
530
531         if (err || sock_ops.remaining_opt_len == *remaining)
532                 return;
533
534         opts->bpf_opt_len = *remaining - sock_ops.remaining_opt_len;
535         /* round up to 4 bytes */
536         opts->bpf_opt_len = (opts->bpf_opt_len + 3) & ~3;
537
538         *remaining -= opts->bpf_opt_len;
539 }
540
541 static void bpf_skops_write_hdr_opt(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
542                                     struct request_sock *req,
543                                     struct sk_buff *syn_skb,
544                                     enum tcp_synack_type synack_type,
545                                     struct tcp_out_options *opts)
546 {
547         u8 first_opt_off, nr_written, max_opt_len = opts->bpf_opt_len;
548         struct bpf_sock_ops_kern sock_ops;
549         int err;
550
551         if (likely(!max_opt_len))
552                 return;
553
554         memset(&sock_ops, 0, offsetof(struct bpf_sock_ops_kern, temp));
555
556         sock_ops.op = BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB;
557
558         if (req) {
559                 sock_ops.sk = (struct sock *)req;
560                 sock_ops.syn_skb = syn_skb;
561         } else {
562                 sock_owned_by_me(sk);
563
564                 sock_ops.is_fullsock = 1;
565                 sock_ops.sk = sk;
566         }
567
568         sock_ops.args[0] = bpf_skops_write_hdr_opt_arg0(skb, synack_type);
569         sock_ops.remaining_opt_len = max_opt_len;
570         first_opt_off = tcp_hdrlen(skb) - max_opt_len;
571         bpf_skops_init_skb(&sock_ops, skb, first_opt_off);
572
573         err = BPF_CGROUP_RUN_PROG_SOCK_OPS_SK(&sock_ops, sk);
574
575         if (err)
576                 nr_written = 0;
577         else
578                 nr_written = max_opt_len - sock_ops.remaining_opt_len;
579
580         if (nr_written < max_opt_len)
581                 memset(skb->data + first_opt_off + nr_written, TCPOPT_NOP,
582                        max_opt_len - nr_written);
583 }
584 #else
585 static void bpf_skops_hdr_opt_len(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
586                                   struct request_sock *req,
587                                   struct sk_buff *syn_skb,
588                                   enum tcp_synack_type synack_type,
589                                   struct tcp_out_options *opts,
590                                   unsigned int *remaining)
591 {
592 }
593
594 static void bpf_skops_write_hdr_opt(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
595                                     struct request_sock *req,
596                                     struct sk_buff *syn_skb,
597                                     enum tcp_synack_type synack_type,
598                                     struct tcp_out_options *opts)
599 {
600 }
601 #endif
602
603 /* Write previously computed TCP options to the packet.
604  *
605  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
606  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
607  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
608  * inter-operability perspective it seems that we're somewhat stuck with
609  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
610  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
611  * particular reason why the ordering would need to be changed).
612  *
613  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
614  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
615  */
616 static void tcp_options_write(struct tcphdr *th, struct tcp_sock *tp,
617                               struct tcp_out_options *opts)
618 {
619         __be32 *ptr = (__be32 *)(th + 1);
620         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
621
622         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
623                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
624                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
625                 /* overload cookie hash location */
626                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
627                 ptr += 4;
628         }
629
630         if (unlikely(opts->mss)) {
631                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
632                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
633                                opts->mss);
634         }
635
636         if (likely(OPTION_TS & options)) {
637                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
638                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
639                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
640                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
641                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
642                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
643                 } else {
644                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
645                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
646                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
647                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
648                 }
649                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
650                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
651         }
652
653         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
654                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
655                                (TCPOPT_NOP << 16) |
656                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
657                                TCPOLEN_SACK_PERM);
658         }
659
660         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
661                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
662                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
663                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
664                                opts->ws);
665         }
666
667         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
668                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
669                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
670                 int this_sack;
671
672                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
673                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
674                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
675                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
676                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
677
678                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
679                      ++this_sack) {
680                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
681                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
682                 }
683
684                 tp->rx_opt.dsack = 0;
685         }
686
687         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
688                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
689                 u8 *p = (u8 *)ptr;
690                 u32 len; /* Fast Open option length */
691
692                 if (foc->exp) {
693                         len = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
694                         *ptr = htonl((TCPOPT_EXP << 24) | (len << 16) |
695                                      TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
696                         p += TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE;
697                 } else {
698                         len = TCPOLEN_FASTOPEN_BASE + foc->len;
699                         *p++ = TCPOPT_FASTOPEN;
700                         *p++ = len;
701                 }
702
703                 memcpy(p, foc->val, foc->len);
704                 if ((len & 3) == 2) {
705                         p[foc->len] = TCPOPT_NOP;
706                         p[foc->len + 1] = TCPOPT_NOP;
707                 }
708                 ptr += (len + 3) >> 2;
709         }
710
711         smc_options_write(ptr, &options);
712
713         mptcp_options_write(th, ptr, tp, opts);
714 }
715
716 static void smc_set_option(const struct tcp_sock *tp,
717                            struct tcp_out_options *opts,
718                            unsigned int *remaining)
719 {
720 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
721         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
722                 if (tp->syn_smc) {
723                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
724                                 opts->options |= OPTION_SMC;
725                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
726                         }
727                 }
728         }
729 #endif
730 }
731
732 static void smc_set_option_cond(const struct tcp_sock *tp,
733                                 const struct inet_request_sock *ireq,
734                                 struct tcp_out_options *opts,
735                                 unsigned int *remaining)
736 {
737 #if IS_ENABLED(CONFIG_SMC)
738         if (static_branch_unlikely(&tcp_have_smc)) {
739                 if (tp->syn_smc && ireq->smc_ok) {
740                         if (*remaining >= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED) {
741                                 opts->options |= OPTION_SMC;
742                                 *remaining -= TCPOLEN_EXP_SMC_BASE_ALIGNED;
743                         }
744                 }
745         }
746 #endif
747 }
748
749 static void mptcp_set_option_cond(const struct request_sock *req,
750                                   struct tcp_out_options *opts,
751                                   unsigned int *remaining)
752 {
753         if (rsk_is_mptcp(req)) {
754                 unsigned int size;
755
756                 if (mptcp_synack_options(req, &size, &opts->mptcp)) {
757                         if (*remaining >= size) {
758                                 opts->options |= OPTION_MPTCP;
759                                 *remaining -= size;
760                         }
761                 }
762         }
763 }
764
765 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
766  * network wire format yet.
767  */
768 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
769                                 struct tcp_out_options *opts,
770                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
771 {
772         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
773         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
774         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
775
776         *md5 = NULL;
777 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
778         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed.key) &&
779             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
780                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
781                 if (*md5) {
782                         opts->options |= OPTION_MD5;
783                         remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
784                 }
785         }
786 #endif
787
788         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
789          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
790          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
791          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
792          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
793          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
794          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
795          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
796          * going out.  */
797         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
798         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
799
800         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps) && !*md5)) {
801                 opts->options |= OPTION_TS;
802                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset;
803                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
804                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
805         }
806         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling))) {
807                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
808                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
809                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
810         }
811         if (likely(READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_sack))) {
812                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
813                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
814                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
815         }
816
817         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
818                 u32 need = fastopen->cookie.len;
819
820                 need += fastopen->cookie.exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
821                                                TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
822                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
823                 if (remaining >= need) {
824                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
825                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
826                         remaining -= need;
827                         tp->syn_fastopen = 1;
828                         tp->syn_fastopen_exp = fastopen->cookie.exp ? 1 : 0;
829                 }
830         }
831
832         smc_set_option(tp, opts, &remaining);
833
834         if (sk_is_mptcp(sk)) {
835                 unsigned int size;
836
837                 if (mptcp_syn_options(sk, skb, &size, &opts->mptcp)) {
838                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
839                         remaining -= size;
840                 }
841         }
842
843         bpf_skops_hdr_opt_len(sk, skb, NULL, NULL, 0, opts, &remaining);
844
845         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
846 }
847
848 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
849 static unsigned int tcp_synack_options(const struct sock *sk,
850                                        struct request_sock *req,
851                                        unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
852                                        struct tcp_out_options *opts,
853                                        const struct tcp_md5sig_key *md5,
854                                        struct tcp_fastopen_cookie *foc,
855                                        enum tcp_synack_type synack_type,
856                                        struct sk_buff *syn_skb)
857 {
858         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
859         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
860
861 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
862         if (md5) {
863                 opts->options |= OPTION_MD5;
864                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
865
866                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
867                  * options. There was discussion about disabling SACK
868                  * rather than TS in order to fit in better with old,
869                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
870                  */
871                 if (synack_type != TCP_SYNACK_COOKIE)
872                         ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
873         }
874 #endif
875
876         /* We always send an MSS option. */
877         opts->mss = mss;
878         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
879
880         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
881                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
882                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
883                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
884         }
885         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
886                 opts->options |= OPTION_TS;
887                 opts->tsval = tcp_skb_timestamp(skb) + tcp_rsk(req)->ts_off;
888                 opts->tsecr = READ_ONCE(req->ts_recent);
889                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
890         }
891         if (likely(ireq->sack_ok)) {
892                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
893                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
894                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
895         }
896         if (foc != NULL && foc->len >= 0) {
897                 u32 need = foc->len;
898
899                 need += foc->exp ? TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE :
900                                    TCPOLEN_FASTOPEN_BASE;
901                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
902                 if (remaining >= need) {
903                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
904                         opts->fastopen_cookie = foc;
905                         remaining -= need;
906                 }
907         }
908
909         mptcp_set_option_cond(req, opts, &remaining);
910
911         smc_set_option_cond(tcp_sk(sk), ireq, opts, &remaining);
912
913         bpf_skops_hdr_opt_len((struct sock *)sk, skb, req, syn_skb,
914                               synack_type, opts, &remaining);
915
916         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
917 }
918
919 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
920  * final wire format yet.
921  */
922 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
923                                         struct tcp_out_options *opts,
924                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
925 {
926         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
927         unsigned int size = 0;
928         unsigned int eff_sacks;
929
930         opts->options = 0;
931
932         *md5 = NULL;
933 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
934         if (static_branch_unlikely(&tcp_md5_needed.key) &&
935             rcu_access_pointer(tp->md5sig_info)) {
936                 *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
937                 if (*md5) {
938                         opts->options |= OPTION_MD5;
939                         size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
940                 }
941         }
942 #endif
943
944         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
945                 opts->options |= OPTION_TS;
946                 opts->tsval = skb ? tcp_skb_timestamp(skb) + tp->tsoffset : 0;
947                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
948                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
949         }
950
951         /* MPTCP options have precedence over SACK for the limited TCP
952          * option space because a MPTCP connection would be forced to
953          * fall back to regular TCP if a required multipath option is
954          * missing. SACK still gets a chance to use whatever space is
955          * left.
956          */
957         if (sk_is_mptcp(sk)) {
958                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
959                 unsigned int opt_size = 0;
960
961                 if (mptcp_established_options(sk, skb, &opt_size, remaining,
962                                               &opts->mptcp)) {
963                         opts->options |= OPTION_MPTCP;
964                         size += opt_size;
965                 }
966         }
967
968         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
969         if (unlikely(eff_sacks)) {
970                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
971                 if (unlikely(remaining < TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
972                                          TCPOLEN_SACK_PERBLOCK))
973                         return size;
974
975                 opts->num_sack_blocks =
976                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
977                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
978                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
979
980                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
981                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
982         }
983
984         if (unlikely(BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp,
985                                             BPF_SOCK_OPS_WRITE_HDR_OPT_CB_FLAG))) {
986                 unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
987
988                 bpf_skops_hdr_opt_len(sk, skb, NULL, NULL, 0, opts, &remaining);
989
990                 size = MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
991         }
992
993         return size;
994 }
995
996
997 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
998  *
999  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
1000  * to reduce RTT and bufferbloat.
1001  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
1002  *
1003  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
1004  * needs to be reallocated in a driver.
1005  * The invariant being skb->truesize subtracted from sk->sk_wmem_alloc
1006  *
1007  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
1008  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
1009  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
1010  */
1011 struct tsq_tasklet {
1012         struct tasklet_struct   tasklet;
1013         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
1014 };
1015 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
1016
1017 static void tcp_tsq_write(struct sock *sk)
1018 {
1019         if ((1 << sk->sk_state) &
1020             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
1021              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK)) {
1022                 struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1023
1024                 if (tp->lost_out > tp->retrans_out &&
1025                     tcp_snd_cwnd(tp) > tcp_packets_in_flight(tp)) {
1026                         tcp_mstamp_refresh(tp);
1027                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);
1028                 }
1029
1030                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tp->nonagle,
1031                                0, GFP_ATOMIC);
1032         }
1033 }
1034
1035 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
1036 {
1037         bh_lock_sock(sk);
1038         if (!sock_owned_by_user(sk))
1039                 tcp_tsq_write(sk);
1040         else if (!test_and_set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &sk->sk_tsq_flags))
1041                 sock_hold(sk);
1042         bh_unlock_sock(sk);
1043 }
1044 /*
1045  * One tasklet per cpu tries to send more skbs.
1046  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
1047  * transferring tsq->head because tcp_wfree() might
1048  * interrupt us (non NAPI drivers)
1049  */
1050 static void tcp_tasklet_func(struct tasklet_struct *t)
1051 {
1052         struct tsq_tasklet *tsq = from_tasklet(tsq,  t, tasklet);
1053         LIST_HEAD(list);
1054         unsigned long flags;
1055         struct list_head *q, *n;
1056         struct tcp_sock *tp;
1057         struct sock *sk;
1058
1059         local_irq_save(flags);
1060         list_splice_init(&tsq->head, &list);
1061         local_irq_restore(flags);
1062
1063         list_for_each_safe(q, n, &list) {
1064                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
1065                 list_del(&tp->tsq_node);
1066
1067                 sk = (struct sock *)tp;
1068                 smp_mb__before_atomic();
1069                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &sk->sk_tsq_flags);
1070
1071                 tcp_tsq_handler(sk);
1072                 sk_free(sk);
1073         }
1074 }
1075
1076 #define TCP_DEFERRED_ALL (TCPF_TSQ_DEFERRED |           \
1077                           TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED |   \
1078                           TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED |  \
1079                           TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED)
1080 /**
1081  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
1082  * @sk: socket
1083  *
1084  * called from release_sock() to perform protocol dependent
1085  * actions before socket release.
1086  */
1087 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
1088 {
1089         unsigned long flags = smp_load_acquire(&sk->sk_tsq_flags);
1090         unsigned long nflags;
1091
1092         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
1093         do {
1094                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
1095                         return;
1096                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
1097         } while (!try_cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, &flags, nflags));
1098
1099         if (flags & TCPF_TSQ_DEFERRED) {
1100                 tcp_tsq_write(sk);
1101                 __sock_put(sk);
1102         }
1103         /* Here begins the tricky part :
1104          * We are called from release_sock() with :
1105          * 1) BH disabled
1106          * 2) sk_lock.slock spinlock held
1107          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
1108          *
1109          * But following code is meant to be called from BH handlers,
1110          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
1111          */
1112         sock_release_ownership(sk);
1113
1114         if (flags & TCPF_WRITE_TIMER_DEFERRED) {
1115                 tcp_write_timer_handler(sk);
1116                 __sock_put(sk);
1117         }
1118         if (flags & TCPF_DELACK_TIMER_DEFERRED) {
1119                 tcp_delack_timer_handler(sk);
1120                 __sock_put(sk);
1121         }
1122         if (flags & TCPF_MTU_REDUCED_DEFERRED) {
1123                 inet_csk(sk)->icsk_af_ops->mtu_reduced(sk);
1124                 __sock_put(sk);
1125         }
1126 }
1127 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
1128
1129 void __init tcp_tasklet_init(void)
1130 {
1131         int i;
1132
1133         for_each_possible_cpu(i) {
1134                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
1135
1136                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
1137                 tasklet_setup(&tsq->tasklet, tcp_tasklet_func);
1138         }
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
1143  * We can't xmit new skbs from this context, as we might already
1144  * hold qdisc lock.
1145  */
1146 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
1147 {
1148         struct sock *sk = skb->sk;
1149         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1150         unsigned long flags, nval, oval;
1151         struct tsq_tasklet *tsq;
1152         bool empty;
1153
1154         /* Keep one reference on sk_wmem_alloc.
1155          * Will be released by sk_free() from here or tcp_tasklet_func()
1156          */
1157         WARN_ON(refcount_sub_and_test(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc));
1158
1159         /* If this softirq is serviced by ksoftirqd, we are likely under stress.
1160          * Wait until our queues (qdisc + devices) are drained.
1161          * This gives :
1162          * - less callbacks to tcp_write_xmit(), reducing stress (batches)
1163          * - chance for incoming ACK (processed by another cpu maybe)
1164          *   to migrate this flow (skb->ooo_okay will be eventually set)
1165          */
1166         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) >= SKB_TRUESIZE(1) && this_cpu_ksoftirqd() == current)
1167                 goto out;
1168
1169         oval = smp_load_acquire(&sk->sk_tsq_flags);
1170         do {
1171                 if (!(oval & TSQF_THROTTLED) || (oval & TSQF_QUEUED))
1172                         goto out;
1173
1174                 nval = (oval & ~TSQF_THROTTLED) | TSQF_QUEUED;
1175         } while (!try_cmpxchg(&sk->sk_tsq_flags, &oval, nval));
1176
1177         /* queue this socket to tasklet queue */
1178         local_irq_save(flags);
1179         tsq = this_cpu_ptr(&tsq_tasklet);
1180         empty = list_empty(&tsq->head);
1181         list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
1182         if (empty)
1183                 tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
1184         local_irq_restore(flags);
1185         return;
1186 out:
1187         sk_free(sk);
1188 }
1189
1190 /* Note: Called under soft irq.
1191  * We can call TCP stack right away, unless socket is owned by user.
1192  */
1193 enum hrtimer_restart tcp_pace_kick(struct hrtimer *timer)
1194 {
1195         struct tcp_sock *tp = container_of(timer, struct tcp_sock, pacing_timer);
1196         struct sock *sk = (struct sock *)tp;
1197
1198         tcp_tsq_handler(sk);
1199         sock_put(sk);
1200
1201         return HRTIMER_NORESTART;
1202 }
1203
1204 static void tcp_update_skb_after_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1205                                       u64 prior_wstamp)
1206 {
1207         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1208
1209         if (sk->sk_pacing_status != SK_PACING_NONE) {
1210                 unsigned long rate = sk->sk_pacing_rate;
1211
1212                 /* Original sch_fq does not pace first 10 MSS
1213                  * Note that tp->data_segs_out overflows after 2^32 packets,
1214                  * this is a minor annoyance.
1215                  */
1216                 if (rate != ~0UL && rate && tp->data_segs_out >= 10) {
1217                         u64 len_ns = div64_ul((u64)skb->len * NSEC_PER_SEC, rate);
1218                         u64 credit = tp->tcp_wstamp_ns - prior_wstamp;
1219
1220                         /* take into account OS jitter */
1221                         len_ns -= min_t(u64, len_ns / 2, credit);
1222                         tp->tcp_wstamp_ns += len_ns;
1223                 }
1224         }
1225         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
1226 }
1227
1228 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(int ip_queue_xmit(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct flowi *fl));
1229 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(int inet6_csk_xmit(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct flowi *fl));
1230 INDIRECT_CALLABLE_DECLARE(void tcp_v4_send_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb));
1231
1232 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
1233  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
1234  * transmission and possible later retransmissions.
1235  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
1236  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
1237  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
1238  * device.
1239  *
1240  * We are working here with either a clone of the original
1241  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
1242  */
1243 static int __tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1244                               int clone_it, gfp_t gfp_mask, u32 rcv_nxt)
1245 {
1246         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1247         struct inet_sock *inet;
1248         struct tcp_sock *tp;
1249         struct tcp_skb_cb *tcb;
1250         struct tcp_out_options opts;
1251         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
1252         struct sk_buff *oskb = NULL;
1253         struct tcp_md5sig_key *md5;
1254         struct tcphdr *th;
1255         u64 prior_wstamp;
1256         int err;
1257
1258         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
1259         tp = tcp_sk(sk);
1260         prior_wstamp = tp->tcp_wstamp_ns;
1261         tp->tcp_wstamp_ns = max(tp->tcp_wstamp_ns, tp->tcp_clock_cache);
1262         skb_set_delivery_time(skb, tp->tcp_wstamp_ns, true);
1263         if (clone_it) {
1264                 oskb = skb;
1265
1266                 tcp_skb_tsorted_save(oskb) {
1267                         if (unlikely(skb_cloned(oskb)))
1268                                 skb = pskb_copy(oskb, gfp_mask);
1269                         else
1270                                 skb = skb_clone(oskb, gfp_mask);
1271                 } tcp_skb_tsorted_restore(oskb);
1272
1273                 if (unlikely(!skb))
1274                         return -ENOBUFS;
1275                 /* retransmit skbs might have a non zero value in skb->dev
1276                  * because skb->dev is aliased with skb->rbnode.rb_left
1277                  */
1278                 skb->dev = NULL;
1279         }
1280
1281         inet = inet_sk(sk);
1282         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
1283         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
1284
1285         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
1286                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
1287         } else {
1288                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
1289                                                            &md5);
1290                 /* Force a PSH flag on all (GSO) packets to expedite GRO flush
1291                  * at receiver : This slightly improve GRO performance.
1292                  * Note that we do not force the PSH flag for non GSO packets,
1293                  * because they might be sent under high congestion events,
1294                  * and in this case it is better to delay the delivery of 1-MSS
1295                  * packets and thus the corresponding ACK packet that would
1296                  * release the following packet.
1297                  */
1298                 if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1299                         tcb->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
1300         }
1301         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
1302
1303         /* We set skb->ooo_okay to one if this packet can select
1304          * a different TX queue than prior packets of this flow,
1305          * to avoid self inflicted reorders.
1306          * The 'other' queue decision is based on current cpu number
1307          * if XPS is enabled, or sk->sk_txhash otherwise.
1308          * We can switch to another (and better) queue if:
1309          * 1) No packet with payload is in qdisc/device queues.
1310          *    Delays in TX completion can defeat the test
1311          *    even if packets were already sent.
1312          * 2) Or rtx queue is empty.
1313          *    This mitigates above case if ACK packets for
1314          *    all prior packets were already processed.
1315          */
1316         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) < SKB_TRUESIZE(1) ||
1317                         tcp_rtx_queue_empty(sk);
1318
1319         /* If we had to use memory reserve to allocate this skb,
1320          * this might cause drops if packet is looped back :
1321          * Other socket might not have SOCK_MEMALLOC.
1322          * Packets not looped back do not care about pfmemalloc.
1323          */
1324         skb->pfmemalloc = 0;
1325
1326         skb_push(skb, tcp_header_size);
1327         skb_reset_transport_header(skb);
1328
1329         skb_orphan(skb);
1330         skb->sk = sk;
1331         skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? __sock_wfree : tcp_wfree;
1332         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
1333
1334         skb_set_dst_pending_confirm(skb, sk->sk_dst_pending_confirm);
1335
1336         /* Build TCP header and checksum it. */
1337         th = (struct tcphdr *)skb->data;
1338         th->source              = inet->inet_sport;
1339         th->dest                = inet->inet_dport;
1340         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
1341         th->ack_seq             = htonl(rcv_nxt);
1342         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
1343                                         tcb->tcp_flags);
1344
1345         th->check               = 0;
1346         th->urg_ptr             = 0;
1347
1348         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
1349         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
1350                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
1351                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
1352                         th->urg = 1;
1353                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
1354                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
1355                         th->urg = 1;
1356                 }
1357         }
1358
1359         skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1360         if (likely(!(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))) {
1361                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
1362                 tcp_ecn_send(sk, skb, th, tcp_header_size);
1363         } else {
1364                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
1365                  * is never scaled.
1366                  */
1367                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
1368         }
1369
1370         tcp_options_write(th, tp, &opts);
1371
1372 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
1373         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
1374         if (md5) {
1375                 sk_gso_disable(sk);
1376                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
1377                                                md5, sk, skb);
1378         }
1379 #endif
1380
1381         /* BPF prog is the last one writing header option */
1382         bpf_skops_write_hdr_opt(sk, skb, NULL, NULL, 0, &opts);
1383
1384         INDIRECT_CALL_INET(icsk->icsk_af_ops->send_check,
1385                            tcp_v6_send_check, tcp_v4_send_check,
1386                            sk, skb);
1387
1388         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
1389                 tcp_event_ack_sent(sk, rcv_nxt);
1390
1391         if (skb->len != tcp_header_size) {
1392                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
1393                 tp->data_segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1394                 tp->bytes_sent += skb->len - tcp_header_size;
1395         }
1396
1397         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
1398                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
1399                               tcp_skb_pcount(skb));
1400
1401         tp->segs_out += tcp_skb_pcount(skb);
1402         skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
1403         /* OK, its time to fill skb_shinfo(skb)->gso_{segs|size} */
1404         skb_shinfo(skb)->gso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1405         skb_shinfo(skb)->gso_size = tcp_skb_mss(skb);
1406
1407         /* Leave earliest departure time in skb->tstamp (skb->skb_mstamp_ns) */
1408
1409         /* Cleanup our debris for IP stacks */
1410         memset(skb->cb, 0, max(sizeof(struct inet_skb_parm),
1411                                sizeof(struct inet6_skb_parm)));
1412
1413         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
1414
1415         err = INDIRECT_CALL_INET(icsk->icsk_af_ops->queue_xmit,
1416                                  inet6_csk_xmit, ip_queue_xmit,
1417                                  sk, skb, &inet->cork.fl);
1418
1419         if (unlikely(err > 0)) {
1420                 tcp_enter_cwr(sk);
1421                 err = net_xmit_eval(err);
1422         }
1423         if (!err && oskb) {
1424                 tcp_update_skb_after_send(sk, oskb, prior_wstamp);
1425                 tcp_rate_skb_sent(sk, oskb);
1426         }
1427         return err;
1428 }
1429
1430 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
1431                             gfp_t gfp_mask)
1432 {
1433         return __tcp_transmit_skb(sk, skb, clone_it, gfp_mask,
1434                                   tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
1435 }
1436
1437 /* This routine just queues the buffer for sending.
1438  *
1439  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
1440  * otherwise socket can stall.
1441  */
1442 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1443 {
1444         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1445
1446         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
1447         WRITE_ONCE(tp->write_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq);
1448         __skb_header_release(skb);
1449         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
1450         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
1451         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
1452 }
1453
1454 /* Initialize TSO segments for a packet. */
1455 static void tcp_set_skb_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
1456 {
1457         if (skb->len <= mss_now) {
1458                 /* Avoid the costly divide in the normal
1459                  * non-TSO case.
1460                  */
1461                 tcp_skb_pcount_set(skb, 1);
1462                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = 0;
1463         } else {
1464                 tcp_skb_pcount_set(skb, DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now));
1465                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_gso_size = mss_now;
1466         }
1467 }
1468
1469 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1470  * tweaks to fix counters
1471  */
1472 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1473 {
1474         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1475
1476         tp->packets_out -= decr;
1477
1478         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1479                 tp->sacked_out -= decr;
1480         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1481                 tp->retrans_out -= decr;
1482         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1483                 tp->lost_out -= decr;
1484
1485         /* Reno case is special. Sigh... */
1486         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1487                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1488
1489         if (tp->lost_skb_hint &&
1490             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1491             (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
1492                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1493
1494         tcp_verify_left_out(tp);
1495 }
1496
1497 static bool tcp_has_tx_tstamp(const struct sk_buff *skb)
1498 {
1499         return TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack ||
1500                 (skb_shinfo(skb)->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP);
1501 }
1502
1503 static void tcp_fragment_tstamp(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1504 {
1505         struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
1506
1507         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(skb)) &&
1508             !before(shinfo->tskey, TCP_SKB_CB(skb2)->seq)) {
1509                 struct skb_shared_info *shinfo2 = skb_shinfo(skb2);
1510                 u8 tsflags = shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
1511
1512                 shinfo->tx_flags &= ~tsflags;
1513                 shinfo2->tx_flags |= tsflags;
1514                 swap(shinfo->tskey, shinfo2->tskey);
1515                 TCP_SKB_CB(skb2)->txstamp_ack = TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack;
1516                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack = 0;
1517         }
1518 }
1519
1520 static void tcp_skb_fragment_eor(struct sk_buff *skb, struct sk_buff *skb2)
1521 {
1522         TCP_SKB_CB(skb2)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
1523         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 0;
1524 }
1525
1526 /* Insert buff after skb on the write or rtx queue of sk.  */
1527 static void tcp_insert_write_queue_after(struct sk_buff *skb,
1528                                          struct sk_buff *buff,
1529                                          struct sock *sk,
1530                                          enum tcp_queue tcp_queue)
1531 {
1532         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE)
1533                 __skb_queue_after(&sk->sk_write_queue, skb, buff);
1534         else
1535                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
1536 }
1537
1538 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1539  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1540  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1541  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1542  */
1543 int tcp_fragment(struct sock *sk, enum tcp_queue tcp_queue,
1544                  struct sk_buff *skb, u32 len,
1545                  unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1546 {
1547         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1548         struct sk_buff *buff;
1549         int old_factor;
1550         long limit;
1551         int nlen;
1552         u8 flags;
1553
1554         if (WARN_ON(len > skb->len))
1555                 return -EINVAL;
1556
1557         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb_headlen(skb));
1558
1559         /* tcp_sendmsg() can overshoot sk_wmem_queued by one full size skb.
1560          * We need some allowance to not penalize applications setting small
1561          * SO_SNDBUF values.
1562          * Also allow first and last skb in retransmit queue to be split.
1563          */
1564         limit = sk->sk_sndbuf + 2 * SKB_TRUESIZE(GSO_LEGACY_MAX_SIZE);
1565         if (unlikely((sk->sk_wmem_queued >> 1) > limit &&
1566                      tcp_queue != TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE &&
1567                      skb != tcp_rtx_queue_head(sk) &&
1568                      skb != tcp_rtx_queue_tail(sk))) {
1569                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPWQUEUETOOBIG);
1570                 return -ENOMEM;
1571         }
1572
1573         if (skb_unclone_keeptruesize(skb, gfp))
1574                 return -ENOMEM;
1575
1576         /* Get a new skb... force flag on. */
1577         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, gfp, true);
1578         if (!buff)
1579                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1580         skb_copy_decrypted(buff, skb);
1581         mptcp_skb_ext_copy(buff, skb);
1582
1583         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
1584         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1585         nlen = skb->len - len;
1586         buff->truesize += nlen;
1587         skb->truesize -= nlen;
1588
1589         /* Correct the sequence numbers. */
1590         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1591         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1592         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1593
1594         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1595         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1596         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1597         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1598         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1599         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
1600
1601         skb_split(skb, buff, len);
1602
1603         skb_set_delivery_time(buff, skb->tstamp, true);
1604         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
1605
1606         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1607
1608         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1609         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
1610         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
1611
1612         /* Update delivered info for the new segment */
1613         TCP_SKB_CB(buff)->tx = TCP_SKB_CB(skb)->tx;
1614
1615         /* If this packet has been sent out already, we must
1616          * adjust the various packet counters.
1617          */
1618         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1619                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1620                         tcp_skb_pcount(buff);
1621
1622                 if (diff)
1623                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1624         }
1625
1626         /* Link BUFF into the send queue. */
1627         __skb_header_release(buff);
1628         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, tcp_queue);
1629         if (tcp_queue == TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE)
1630                 list_add(&buff->tcp_tsorted_anchor, &skb->tcp_tsorted_anchor);
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 /* This is similar to __pskb_pull_tail(). The difference is that pulled
1636  * data is not copied, but immediately discarded.
1637  */
1638 static int __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1639 {
1640         struct skb_shared_info *shinfo;
1641         int i, k, eat;
1642
1643         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb_headlen(skb));
1644         eat = len;
1645         k = 0;
1646         shinfo = skb_shinfo(skb);
1647         for (i = 0; i < shinfo->nr_frags; i++) {
1648                 int size = skb_frag_size(&shinfo->frags[i]);
1649
1650                 if (size <= eat) {
1651                         skb_frag_unref(skb, i);
1652                         eat -= size;
1653                 } else {
1654                         shinfo->frags[k] = shinfo->frags[i];
1655                         if (eat) {
1656                                 skb_frag_off_add(&shinfo->frags[k], eat);
1657                                 skb_frag_size_sub(&shinfo->frags[k], eat);
1658                                 eat = 0;
1659                         }
1660                         k++;
1661                 }
1662         }
1663         shinfo->nr_frags = k;
1664
1665         skb->data_len -= len;
1666         skb->len = skb->data_len;
1667         return len;
1668 }
1669
1670 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1671 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1672 {
1673         u32 delta_truesize;
1674
1675         if (skb_unclone_keeptruesize(skb, GFP_ATOMIC))
1676                 return -ENOMEM;
1677
1678         delta_truesize = __pskb_trim_head(skb, len);
1679
1680         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1681
1682         skb->truesize      -= delta_truesize;
1683         sk_wmem_queued_add(sk, -delta_truesize);
1684         if (!skb_zcopy_pure(skb))
1685                 sk_mem_uncharge(sk, delta_truesize);
1686
1687         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1688         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1689                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, tcp_skb_mss(skb));
1690
1691         return 0;
1692 }
1693
1694 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1695 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1696 {
1697         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1698         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1699         int mss_now;
1700
1701         /* Calculate base mss without TCP options:
1702            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1703          */
1704         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1705
1706         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1707         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1708                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1709
1710                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1711                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1712         }
1713
1714         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1715         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1716                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1717
1718         /* Now subtract optional transport overhead */
1719         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1720
1721         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1722         mss_now = max(mss_now,
1723                       READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_snd_mss));
1724         return mss_now;
1725 }
1726
1727 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1728 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1729 {
1730         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1731         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1732                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtu_to_mss);
1735
1736 /* Inverse of above */
1737 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1738 {
1739         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1740         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1741         int mtu;
1742
1743         mtu = mss +
1744               tp->tcp_header_len +
1745               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1746               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1747
1748         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1749         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1750                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1751
1752                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1753                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1754         }
1755         return mtu;
1756 }
1757 EXPORT_SYMBOL(tcp_mss_to_mtu);
1758
1759 /* MTU probing init per socket */
1760 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1761 {
1762         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1763         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1764         struct net *net = sock_net(sk);
1765
1766         icsk->icsk_mtup.enabled = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_mtu_probing) > 1;
1767         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1768                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1769         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_base_mss));
1770         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1771         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1772                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1775
1776 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1777
1778    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1779    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1780
1781    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1782    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1783    It also does not include TCP options.
1784
1785    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1786
1787    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1788    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1789    taking into account current pmtu, but never exceeds
1790    tp->rx_opt.mss_clamp.
1791
1792    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1793    DOES NOT include either tcp or ip options.
1794
1795    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1796    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1797  */
1798 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1799 {
1800         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1801         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1802         int mss_now;
1803
1804         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1805                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1806
1807         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1808         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1809
1810         /* And store cached results */
1811         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1812         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1813                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1814         tp->mss_cache = mss_now;
1815
1816         return mss_now;
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1819
1820 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1821  * and even PMTU discovery events into account.
1822  */
1823 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1824 {
1825         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1826         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1827         u32 mss_now;
1828         unsigned int header_len;
1829         struct tcp_out_options opts;
1830         struct tcp_md5sig_key *md5;
1831
1832         mss_now = tp->mss_cache;
1833
1834         if (dst) {
1835                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1836                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1837                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1838         }
1839
1840         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1841                      sizeof(struct tcphdr);
1842         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1843          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1844          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1845          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1846         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1847                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1848                 mss_now -= delta;
1849         }
1850
1851         return mss_now;
1852 }
1853
1854 /* RFC2861, slow part. Adjust cwnd, after it was not full during one rto.
1855  * As additional protections, we do not touch cwnd in retransmission phases,
1856  * and if application hit its sndbuf limit recently.
1857  */
1858 static void tcp_cwnd_application_limited(struct sock *sk)
1859 {
1860         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1861
1862         if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Open &&
1863             sk->sk_socket && !test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags)) {
1864                 /* Limited by application or receiver window. */
1865                 u32 init_win = tcp_init_cwnd(tp, __sk_dst_get(sk));
1866                 u32 win_used = max(tp->snd_cwnd_used, init_win);
1867                 if (win_used < tcp_snd_cwnd(tp)) {
1868                         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
1869                         tcp_snd_cwnd_set(tp, (tcp_snd_cwnd(tp) + win_used) >> 1);
1870                 }
1871                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1872         }
1873         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1874 }
1875
1876 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk, bool is_cwnd_limited)
1877 {
1878         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1879         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1880
1881         /* Track the strongest available signal of the degree to which the cwnd
1882          * is fully utilized. If cwnd-limited then remember that fact for the
1883          * current window. If not cwnd-limited then track the maximum number of
1884          * outstanding packets in the current window. (If cwnd-limited then we
1885          * chose to not update tp->max_packets_out to avoid an extra else
1886          * clause with no functional impact.)
1887          */
1888         if (!before(tp->snd_una, tp->cwnd_usage_seq) ||
1889             is_cwnd_limited ||
1890             (!tp->is_cwnd_limited &&
1891              tp->packets_out > tp->max_packets_out)) {
1892                 tp->is_cwnd_limited = is_cwnd_limited;
1893                 tp->max_packets_out = tp->packets_out;
1894                 tp->cwnd_usage_seq = tp->snd_nxt;
1895         }
1896
1897         if (tcp_is_cwnd_limited(sk)) {
1898                 /* Network is feed fully. */
1899                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1900                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_jiffies32;
1901         } else {
1902                 /* Network starves. */
1903                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1904                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1905
1906                 if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_slow_start_after_idle) &&
1907                     (s32)(tcp_jiffies32 - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto &&
1908                     !ca_ops->cong_control)
1909                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1910
1911                 /* The following conditions together indicate the starvation
1912                  * is caused by insufficient sender buffer:
1913                  * 1) just sent some data (see tcp_write_xmit)
1914                  * 2) not cwnd limited (this else condition)
1915                  * 3) no more data to send (tcp_write_queue_empty())
1916                  * 4) application is hitting buffer limit (SOCK_NOSPACE)
1917                  */
1918                 if (tcp_write_queue_empty(sk) && sk->sk_socket &&
1919                     test_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags) &&
1920                     (1 << sk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))
1921                         tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_SNDBUF_LIMITED);
1922         }
1923 }
1924
1925 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1926 static bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1927 {
1928         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1929                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1930 }
1931
1932 /* Update snd_sml if this skb is under mss
1933  * Note that a TSO packet might end with a sub-mss segment
1934  * The test is really :
1935  * if ((skb->len % mss) != 0)
1936  *        tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1937  * But we can avoid doing the divide again given we already have
1938  *  skb_pcount = skb->len / mss_now
1939  */
1940 static void tcp_minshall_update(struct tcp_sock *tp, unsigned int mss_now,
1941                                 const struct sk_buff *skb)
1942 {
1943         if (skb->len < tcp_skb_pcount(skb) * mss_now)
1944                 tp->snd_sml = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1945 }
1946
1947 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1948  * 1. It is full sized. (provided by caller in %partial bool)
1949  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1950  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1951  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1952  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1953  */
1954 static bool tcp_nagle_check(bool partial, const struct tcp_sock *tp,
1955                             int nonagle)
1956 {
1957         return partial &&
1958                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1959                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1960 }
1961
1962 /* Return how many segs we'd like on a TSO packet,
1963  * depending on current pacing rate, and how close the peer is.
1964  *
1965  * Rationale is:
1966  * - For close peers, we rather send bigger packets to reduce
1967  *   cpu costs, because occasional losses will be repaired fast.
1968  * - For long distance/rtt flows, we would like to get ACK clocking
1969  *   with 1 ACK per ms.
1970  *
1971  * Use min_rtt to help adapt TSO burst size, with smaller min_rtt resulting
1972  * in bigger TSO bursts. We we cut the RTT-based allowance in half
1973  * for every 2^9 usec (aka 512 us) of RTT, so that the RTT-based allowance
1974  * is below 1500 bytes after 6 * ~500 usec = 3ms.
1975  */
1976 static u32 tcp_tso_autosize(const struct sock *sk, unsigned int mss_now,
1977                             int min_tso_segs)
1978 {
1979         unsigned long bytes;
1980         u32 r;
1981
1982         bytes = sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift);
1983
1984         r = tcp_min_rtt(tcp_sk(sk)) >> READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_rtt_log);
1985         if (r < BITS_PER_TYPE(sk->sk_gso_max_size))
1986                 bytes += sk->sk_gso_max_size >> r;
1987
1988         bytes = min_t(unsigned long, bytes, sk->sk_gso_max_size);
1989
1990         return max_t(u32, bytes / mss_now, min_tso_segs);
1991 }
1992
1993 /* Return the number of segments we want in the skb we are transmitting.
1994  * See if congestion control module wants to decide; otherwise, autosize.
1995  */
1996 static u32 tcp_tso_segs(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
1997 {
1998         const struct tcp_congestion_ops *ca_ops = inet_csk(sk)->icsk_ca_ops;
1999         u32 min_tso, tso_segs;
2000
2001         min_tso = ca_ops->min_tso_segs ?
2002                         ca_ops->min_tso_segs(sk) :
2003                         READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_min_tso_segs);
2004
2005         tso_segs = tcp_tso_autosize(sk, mss_now, min_tso);
2006         return min_t(u32, tso_segs, sk->sk_gso_max_segs);
2007 }
2008
2009 /* Returns the portion of skb which can be sent right away */
2010 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk,
2011                                         const struct sk_buff *skb,
2012                                         unsigned int mss_now,
2013                                         unsigned int max_segs,
2014                                         int nonagle)
2015 {
2016         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2017         u32 partial, needed, window, max_len;
2018
2019         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2020         max_len = mss_now * max_segs;
2021
2022         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
2023                 return max_len;
2024
2025         needed = min(skb->len, window);
2026
2027         if (max_len <= needed)
2028                 return max_len;
2029
2030         partial = needed % mss_now;
2031         /* If last segment is not a full MSS, check if Nagle rules allow us
2032          * to include this last segment in this skb.
2033          * Otherwise, we'll split the skb at last MSS boundary
2034          */
2035         if (tcp_nagle_check(partial != 0, tp, nonagle))
2036                 return needed - partial;
2037
2038         return needed;
2039 }
2040
2041 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
2042  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
2043  */
2044 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
2045                                          const struct sk_buff *skb)
2046 {
2047         u32 in_flight, cwnd, halfcwnd;
2048
2049         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
2050         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
2051             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
2052                 return 1;
2053
2054         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2055         cwnd = tcp_snd_cwnd(tp);
2056         if (in_flight >= cwnd)
2057                 return 0;
2058
2059         /* For better scheduling, ensure we have at least
2060          * 2 GSO packets in flight.
2061          */
2062         halfcwnd = max(cwnd >> 1, 1U);
2063         return min(halfcwnd, cwnd - in_flight);
2064 }
2065
2066 /* Initialize TSO state of a skb.
2067  * This must be invoked the first time we consider transmitting
2068  * SKB onto the wire.
2069  */
2070 static int tcp_init_tso_segs(struct sk_buff *skb, unsigned int mss_now)
2071 {
2072         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
2073
2074         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
2075                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2076                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
2077         }
2078         return tso_segs;
2079 }
2080
2081
2082 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
2083  * sent now.
2084  */
2085 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
2086                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
2087 {
2088         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
2089          * write_queue (they have no chances to get new data).
2090          *
2091          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
2092          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
2093          */
2094         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
2095                 return true;
2096
2097         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
2098         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
2099                 return true;
2100
2101         if (!tcp_nagle_check(skb->len < cur_mss, tp, nonagle))
2102                 return true;
2103
2104         return false;
2105 }
2106
2107 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
2108 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
2109                              const struct sk_buff *skb,
2110                              unsigned int cur_mss)
2111 {
2112         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2113
2114         if (skb->len > cur_mss)
2115                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
2116
2117         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
2118 }
2119
2120 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
2121  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
2122  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
2123  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
2124  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
2125  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
2126  */
2127 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
2128                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
2129 {
2130         int nlen = skb->len - len;
2131         struct sk_buff *buff;
2132         u8 flags;
2133
2134         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
2135         DEBUG_NET_WARN_ON_ONCE(skb->len != skb->data_len);
2136
2137         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, gfp, true);
2138         if (unlikely(!buff))
2139                 return -ENOMEM;
2140         skb_copy_decrypted(buff, skb);
2141         mptcp_skb_ext_copy(buff, skb);
2142
2143         sk_wmem_queued_add(sk, buff->truesize);
2144         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
2145         buff->truesize += nlen;
2146         skb->truesize -= nlen;
2147
2148         /* Correct the sequence numbers. */
2149         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
2150         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2151         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
2152
2153         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
2154         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2155         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
2156         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
2157
2158         tcp_skb_fragment_eor(skb, buff);
2159
2160         skb_split(skb, buff, len);
2161         tcp_fragment_tstamp(skb, buff);
2162
2163         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
2164         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2165         tcp_set_skb_tso_segs(buff, mss_now);
2166
2167         /* Link BUFF into the send queue. */
2168         __skb_header_release(buff);
2169         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE);
2170
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
2175  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
2176  *
2177  * This algorithm is from John Heffner.
2178  */
2179 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
2180                                  bool *is_cwnd_limited,
2181                                  bool *is_rwnd_limited,
2182                                  u32 max_segs)
2183 {
2184         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2185         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
2186         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2187         struct sk_buff *head;
2188         int win_divisor;
2189         s64 delta;
2190
2191         if (icsk->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
2192                 goto send_now;
2193
2194         /* Avoid bursty behavior by allowing defer
2195          * only if the last write was recent (1 ms).
2196          * Note that tp->tcp_wstamp_ns can be in the future if we have
2197          * packets waiting in a qdisc or device for EDT delivery.
2198          */
2199         delta = tp->tcp_clock_cache - tp->tcp_wstamp_ns - NSEC_PER_MSEC;
2200         if (delta > 0)
2201                 goto send_now;
2202
2203         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
2204
2205         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1);
2206         BUG_ON(tcp_snd_cwnd(tp) <= in_flight);
2207
2208         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2209
2210         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
2211         cong_win = (tcp_snd_cwnd(tp) - in_flight) * tp->mss_cache;
2212
2213         limit = min(send_win, cong_win);
2214
2215         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
2216         if (limit >= max_segs * tp->mss_cache)
2217                 goto send_now;
2218
2219         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
2220         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
2221                 goto send_now;
2222
2223         win_divisor = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_tso_win_divisor);
2224         if (win_divisor) {
2225                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tcp_snd_cwnd(tp) * tp->mss_cache);
2226
2227                 /* If at least some fraction of a window is available,
2228                  * just use it.
2229                  */
2230                 chunk /= win_divisor;
2231                 if (limit >= chunk)
2232                         goto send_now;
2233         } else {
2234                 /* Different approach, try not to defer past a single
2235                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
2236                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
2237                  * then send now.
2238                  */
2239                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
2240                         goto send_now;
2241         }
2242
2243         /* TODO : use tsorted_sent_queue ? */
2244         head = tcp_rtx_queue_head(sk);
2245         if (!head)
2246                 goto send_now;
2247         delta = tp->tcp_clock_cache - head->tstamp;
2248         /* If next ACK is likely to come too late (half srtt), do not defer */
2249         if ((s64)(delta - (u64)NSEC_PER_USEC * (tp->srtt_us >> 4)) < 0)
2250                 goto send_now;
2251
2252         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
2253          * Three cases are tracked :
2254          * 1) We are cwnd-limited
2255          * 2) We are rwnd-limited
2256          * 3) We are application limited.
2257          */
2258         if (cong_win < send_win) {
2259                 if (cong_win <= skb->len) {
2260                         *is_cwnd_limited = true;
2261                         return true;
2262                 }
2263         } else {
2264                 if (send_win <= skb->len) {
2265                         *is_rwnd_limited = true;
2266                         return true;
2267                 }
2268         }
2269
2270         /* If this packet won't get more data, do not wait. */
2271         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) ||
2272             TCP_SKB_CB(skb)->eor)
2273                 goto send_now;
2274
2275         return true;
2276
2277 send_now:
2278         return false;
2279 }
2280
2281 static inline void tcp_mtu_check_reprobe(struct sock *sk)
2282 {
2283         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2284         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2285         struct net *net = sock_net(sk);
2286         u32 interval;
2287         s32 delta;
2288
2289         interval = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_probe_interval);
2290         delta = tcp_jiffies32 - icsk->icsk_mtup.probe_timestamp;
2291         if (unlikely(delta >= interval * HZ)) {
2292                 int mss = tcp_current_mss(sk);
2293
2294                 /* Update current search range */
2295                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2296                 icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp +
2297                         sizeof(struct tcphdr) +
2298                         icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
2299                 icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, mss);
2300
2301                 /* Update probe time stamp */
2302                 icsk->icsk_mtup.probe_timestamp = tcp_jiffies32;
2303         }
2304 }
2305
2306 static bool tcp_can_coalesce_send_queue_head(struct sock *sk, int len)
2307 {
2308         struct sk_buff *skb, *next;
2309
2310         skb = tcp_send_head(sk);
2311         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2312                 if (len <= skb->len)
2313                         break;
2314
2315                 if (unlikely(TCP_SKB_CB(skb)->eor) ||
2316                     tcp_has_tx_tstamp(skb) ||
2317                     !skb_pure_zcopy_same(skb, next))
2318                         return false;
2319
2320                 len -= skb->len;
2321         }
2322
2323         return true;
2324 }
2325
2326 static int tcp_clone_payload(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2327                              int probe_size)
2328 {
2329         skb_frag_t *lastfrag = NULL, *fragto = skb_shinfo(to)->frags;
2330         int i, todo, len = 0, nr_frags = 0;
2331         const struct sk_buff *skb;
2332
2333         if (!sk_wmem_schedule(sk, to->truesize + probe_size))
2334                 return -ENOMEM;
2335
2336         skb_queue_walk(&sk->sk_write_queue, skb) {
2337                 const skb_frag_t *fragfrom = skb_shinfo(skb)->frags;
2338
2339                 if (skb_headlen(skb))
2340                         return -EINVAL;
2341
2342                 for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++, fragfrom++) {
2343                         if (len >= probe_size)
2344                                 goto commit;
2345                         todo = min_t(int, skb_frag_size(fragfrom),
2346                                      probe_size - len);
2347                         len += todo;
2348                         if (lastfrag &&
2349                             skb_frag_page(fragfrom) == skb_frag_page(lastfrag) &&
2350                             skb_frag_off(fragfrom) == skb_frag_off(lastfrag) +
2351                                                       skb_frag_size(lastfrag)) {
2352                                 skb_frag_size_add(lastfrag, todo);
2353                                 continue;
2354                         }
2355                         if (unlikely(nr_frags == MAX_SKB_FRAGS))
2356                                 return -E2BIG;
2357                         skb_frag_page_copy(fragto, fragfrom);
2358                         skb_frag_off_copy(fragto, fragfrom);
2359                         skb_frag_size_set(fragto, todo);
2360                         nr_frags++;
2361                         lastfrag = fragto++;
2362                 }
2363         }
2364 commit:
2365         WARN_ON_ONCE(len != probe_size);
2366         for (i = 0; i < nr_frags; i++)
2367                 skb_frag_ref(to, i);
2368
2369         skb_shinfo(to)->nr_frags = nr_frags;
2370         to->truesize += probe_size;
2371         to->len += probe_size;
2372         to->data_len += probe_size;
2373         __skb_header_release(to);
2374         return 0;
2375 }
2376
2377 /* Create a new MTU probe if we are ready.
2378  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
2379  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
2380  * changes resulting in larger path MTUs.
2381  *
2382  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
2383  *         1 if a probe was sent,
2384  *         -1 otherwise
2385  */
2386 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
2387 {
2388         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2389         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2390         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
2391         struct net *net = sock_net(sk);
2392         int probe_size;
2393         int size_needed;
2394         int copy, len;
2395         int mss_now;
2396         int interval;
2397
2398         /* Not currently probing/verifying,
2399          * not in recovery,
2400          * have enough cwnd, and
2401          * not SACKing (the variable headers throw things off)
2402          */
2403         if (likely(!icsk->icsk_mtup.enabled ||
2404                    icsk->icsk_mtup.probe_size ||
2405                    inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
2406                    tcp_snd_cwnd(tp) < 11 ||
2407                    tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack))
2408                 return -1;
2409
2410         /* Use binary search for probe_size between tcp_mss_base,
2411          * and current mss_clamp. if (search_high - search_low)
2412          * smaller than a threshold, backoff from probing.
2413          */
2414         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2415         probe_size = tcp_mtu_to_mss(sk, (icsk->icsk_mtup.search_high +
2416                                     icsk->icsk_mtup.search_low) >> 1);
2417         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
2418         interval = icsk->icsk_mtup.search_high - icsk->icsk_mtup.search_low;
2419         /* When misfortune happens, we are reprobing actively,
2420          * and then reprobe timer has expired. We stick with current
2421          * probing process by not resetting search range to its orignal.
2422          */
2423         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high) ||
2424             interval < READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_probe_threshold)) {
2425                 /* Check whether enough time has elaplased for
2426                  * another round of probing.
2427                  */
2428                 tcp_mtu_check_reprobe(sk);
2429                 return -1;
2430         }
2431
2432         /* Have enough data in the send queue to probe? */
2433         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
2434                 return -1;
2435
2436         if (tp->snd_wnd < size_needed)
2437                 return -1;
2438         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
2439                 return 0;
2440
2441         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
2442         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tcp_snd_cwnd(tp)) {
2443                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
2444                         return -1;
2445                 else
2446                         return 0;
2447         }
2448
2449         if (!tcp_can_coalesce_send_queue_head(sk, probe_size))
2450                 return -1;
2451
2452         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
2453         nskb = tcp_stream_alloc_skb(sk, GFP_ATOMIC, false);
2454         if (!nskb)
2455                 return -1;
2456
2457         /* build the payload, and be prepared to abort if this fails. */
2458         if (tcp_clone_payload(sk, nskb, probe_size)) {
2459                 tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(nskb);
2460                 consume_skb(nskb);
2461                 return -1;
2462         }
2463         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
2464         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2465
2466         skb = tcp_send_head(sk);
2467         skb_copy_decrypted(nskb, skb);
2468         mptcp_skb_ext_copy(nskb, skb);
2469
2470         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
2471         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
2472         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
2473
2474         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
2475         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
2476
2477         len = 0;
2478         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
2479                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
2480
2481                 if (skb->len <= copy) {
2482                         /* We've eaten all the data from this skb.
2483                          * Throw it away. */
2484                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
2485                         /* If this is the last SKB we copy and eor is set
2486                          * we need to propagate it to the new skb.
2487                          */
2488                         TCP_SKB_CB(nskb)->eor = TCP_SKB_CB(skb)->eor;
2489                         tcp_skb_collapse_tstamp(nskb, skb);
2490                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2491                         tcp_wmem_free_skb(sk, skb);
2492                 } else {
2493                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
2494                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
2495                         __pskb_trim_head(skb, copy);
2496                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss_now);
2497                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
2498                 }
2499
2500                 len += copy;
2501
2502                 if (len >= probe_size)
2503                         break;
2504         }
2505         tcp_init_tso_segs(nskb, nskb->len);
2506
2507         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
2508          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit().
2509          */
2510         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
2511                 /* Decrement cwnd here because we are sending
2512                  * effectively two packets. */
2513                 tcp_snd_cwnd_set(tp, tcp_snd_cwnd(tp) - 1);
2514                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
2515
2516                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
2517                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
2518                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
2519
2520                 return 1;
2521         }
2522
2523         return -1;
2524 }
2525
2526 static bool tcp_pacing_check(struct sock *sk)
2527 {
2528         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2529
2530         if (!tcp_needs_internal_pacing(sk))
2531                 return false;
2532
2533         if (tp->tcp_wstamp_ns <= tp->tcp_clock_cache)
2534                 return false;
2535
2536         if (!hrtimer_is_queued(&tp->pacing_timer)) {
2537                 hrtimer_start(&tp->pacing_timer,
2538                               ns_to_ktime(tp->tcp_wstamp_ns),
2539                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_SOFT);
2540                 sock_hold(sk);
2541         }
2542         return true;
2543 }
2544
2545 /* TCP Small Queues :
2546  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
2547  * (These limits are doubled for retransmits)
2548  * This allows for :
2549  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
2550  *  - faster recovery
2551  *  - high rates
2552  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
2553  * of queued bytes to ensure line rate.
2554  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
2555  */
2556 static bool tcp_small_queue_check(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
2557                                   unsigned int factor)
2558 {
2559         unsigned long limit;
2560
2561         limit = max_t(unsigned long,
2562                       2 * skb->truesize,
2563                       sk->sk_pacing_rate >> READ_ONCE(sk->sk_pacing_shift));
2564         if (sk->sk_pacing_status == SK_PACING_NONE)
2565                 limit = min_t(unsigned long, limit,
2566                               READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_limit_output_bytes));
2567         limit <<= factor;
2568
2569         if (static_branch_unlikely(&tcp_tx_delay_enabled) &&
2570             tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay) {
2571                 u64 extra_bytes = (u64)sk->sk_pacing_rate * tcp_sk(sk)->tcp_tx_delay;
2572
2573                 /* TSQ is based on skb truesize sum (sk_wmem_alloc), so we
2574                  * approximate our needs assuming an ~100% skb->truesize overhead.
2575                  * USEC_PER_SEC is approximated by 2^20.
2576                  * do_div(extra_bytes, USEC_PER_SEC/2) is replaced by a right shift.
2577                  */
2578                 extra_bytes >>= (20 - 1);
2579                 limit += extra_bytes;
2580         }
2581         if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
2582                 /* Always send skb if rtx queue is empty.
2583                  * No need to wait for TX completion to call us back,
2584                  * after softirq/tasklet schedule.
2585                  * This helps when TX completions are delayed too much.
2586                  */
2587                 if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
2588                         return false;
2589
2590                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2591                 /* It is possible TX completion already happened
2592                  * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
2593                  * test again the condition.
2594                  */
2595                 smp_mb__after_atomic();
2596                 if (refcount_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
2597                         return true;
2598         }
2599         return false;
2600 }
2601
2602 static void tcp_chrono_set(struct tcp_sock *tp, const enum tcp_chrono new)
2603 {
2604         const u32 now = tcp_jiffies32;
2605         enum tcp_chrono old = tp->chrono_type;
2606
2607         if (old > TCP_CHRONO_UNSPEC)
2608                 tp->chrono_stat[old - 1] += now - tp->chrono_start;
2609         tp->chrono_start = now;
2610         tp->chrono_type = new;
2611 }
2612
2613 void tcp_chrono_start(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2614 {
2615         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2616
2617         /* If there are multiple conditions worthy of tracking in a
2618          * chronograph then the highest priority enum takes precedence
2619          * over the other conditions. So that if something "more interesting"
2620          * starts happening, stop the previous chrono and start a new one.
2621          */
2622         if (type > tp->chrono_type)
2623                 tcp_chrono_set(tp, type);
2624 }
2625
2626 void tcp_chrono_stop(struct sock *sk, const enum tcp_chrono type)
2627 {
2628         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2629
2630
2631         /* There are multiple conditions worthy of tracking in a
2632          * chronograph, so that the highest priority enum takes
2633          * precedence over the other conditions (see tcp_chrono_start).
2634          * If a condition stops, we only stop chrono tracking if
2635          * it's the "most interesting" or current chrono we are
2636          * tracking and starts busy chrono if we have pending data.
2637          */
2638         if (tcp_rtx_and_write_queues_empty(sk))
2639                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_UNSPEC);
2640         else if (type == tp->chrono_type)
2641                 tcp_chrono_set(tp, TCP_CHRONO_BUSY);
2642 }
2643
2644 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
2645  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
2646  * window for us.
2647  *
2648  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
2649  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
2650  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
2651  *
2652  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
2653  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
2654
2655  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
2656  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
2657  */
2658 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
2659                            int push_one, gfp_t gfp)
2660 {
2661         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2662         struct sk_buff *skb;
2663         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
2664         int cwnd_quota;
2665         int result;
2666         bool is_cwnd_limited = false, is_rwnd_limited = false;
2667         u32 max_segs;
2668
2669         sent_pkts = 0;
2670
2671         tcp_mstamp_refresh(tp);
2672         if (!push_one) {
2673                 /* Do MTU probing. */
2674                 result = tcp_mtu_probe(sk);
2675                 if (!result) {
2676                         return false;
2677                 } else if (result > 0) {
2678                         sent_pkts = 1;
2679                 }
2680         }
2681
2682         max_segs = tcp_tso_segs(sk, mss_now);
2683         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
2684                 unsigned int limit;
2685
2686                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE) {
2687                         /* "skb_mstamp_ns" is used as a start point for the retransmit timer */
2688                         tp->tcp_wstamp_ns = tp->tcp_clock_cache;
2689                         skb_set_delivery_time(skb, tp->tcp_wstamp_ns, true);
2690                         list_move_tail(&skb->tcp_tsorted_anchor, &tp->tsorted_sent_queue);
2691                         tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2692                         goto repair; /* Skip network transmission */
2693                 }
2694
2695                 if (tcp_pacing_check(sk))
2696                         break;
2697
2698                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(skb, mss_now);
2699                 BUG_ON(!tso_segs);
2700
2701                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
2702                 if (!cwnd_quota) {
2703                         if (push_one == 2)
2704                                 /* Force out a loss probe pkt. */
2705                                 cwnd_quota = 1;
2706                         else
2707                                 break;
2708                 }
2709
2710                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now))) {
2711                         is_rwnd_limited = true;
2712                         break;
2713                 }
2714
2715                 if (tso_segs == 1) {
2716                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
2717                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
2718                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
2719                                 break;
2720                 } else {
2721                         if (!push_one &&
2722                             tcp_tso_should_defer(sk, skb, &is_cwnd_limited,
2723                                                  &is_rwnd_limited, max_segs))
2724                                 break;
2725                 }
2726
2727                 limit = mss_now;
2728                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
2729                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
2730                                                     min_t(unsigned int,
2731                                                           cwnd_quota,
2732                                                           max_segs),
2733                                                     nonagle);
2734
2735                 if (skb->len > limit &&
2736                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
2737                         break;
2738
2739                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 0))
2740                         break;
2741
2742                 /* Argh, we hit an empty skb(), presumably a thread
2743                  * is sleeping in sendmsg()/sk_stream_wait_memory().
2744                  * We do not want to send a pure-ack packet and have
2745                  * a strange looking rtx queue with empty packet(s).
2746                  */
2747                 if (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq == TCP_SKB_CB(skb)->seq)
2748                         break;
2749
2750                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
2751                         break;
2752
2753 repair:
2754                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
2755                  * This call will increment packets_out.
2756                  */
2757                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
2758
2759                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
2760                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
2761
2762                 if (push_one)
2763                         break;
2764         }
2765
2766         if (is_rwnd_limited)
2767                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2768         else
2769                 tcp_chrono_stop(sk, TCP_CHRONO_RWND_LIMITED);
2770
2771         is_cwnd_limited |= (tcp_packets_in_flight(tp) >= tcp_snd_cwnd(tp));
2772         if (likely(sent_pkts || is_cwnd_limited))
2773                 tcp_cwnd_validate(sk, is_cwnd_limited);
2774
2775         if (likely(sent_pkts)) {
2776                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2777                         tp->prr_out += sent_pkts;
2778
2779                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
2780                 if (push_one != 2)
2781                         tcp_schedule_loss_probe(sk, false);
2782                 return false;
2783         }
2784         return !tp->packets_out && !tcp_write_queue_empty(sk);
2785 }
2786
2787 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk, bool advancing_rto)
2788 {
2789         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2790         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2791         u32 timeout, rto_delta_us;
2792         int early_retrans;
2793
2794         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
2795          * finishes.
2796          */
2797         if (rcu_access_pointer(tp->fastopen_rsk))
2798                 return false;
2799
2800         early_retrans = READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_early_retrans);
2801         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
2802          * not in loss recovery, that are either limited by cwnd or application.
2803          */
2804         if ((early_retrans != 3 && early_retrans != 4) ||
2805             !tp->packets_out || !tcp_is_sack(tp) ||
2806             (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&
2807              icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_CWR))
2808                 return false;
2809
2810         /* Probe timeout is 2*rtt. Add minimum RTO to account
2811          * for delayed ack when there's one outstanding packet. If no RTT
2812          * sample is available then probe after TCP_TIMEOUT_INIT.
2813          */
2814         if (tp->srtt_us) {
2815                 timeout = usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 2);
2816                 if (tp->packets_out == 1)
2817                         timeout += TCP_RTO_MIN;
2818                 else
2819                         timeout += TCP_TIMEOUT_MIN;
2820         } else {
2821                 timeout = TCP_TIMEOUT_INIT;
2822         }
2823
2824         /* If the RTO formula yields an earlier time, then use that time. */
2825         rto_delta_us = advancing_rto ?
2826                         jiffies_to_usecs(inet_csk(sk)->icsk_rto) :
2827                         tcp_rto_delta_us(sk);  /* How far in future is RTO? */
2828         if (rto_delta_us > 0)
2829                 timeout = min_t(u32, timeout, usecs_to_jiffies(rto_delta_us));
2830
2831         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout, TCP_RTO_MAX);
2832         return true;
2833 }
2834
2835 /* Thanks to skb fast clones, we can detect if a prior transmit of
2836  * a packet is still in a qdisc or driver queue.
2837  * In this case, there is very little point doing a retransmit !
2838  */
2839 static bool skb_still_in_host_queue(struct sock *sk,
2840                                     const struct sk_buff *skb)
2841 {
2842         if (unlikely(skb_fclone_busy(sk, skb))) {
2843                 set_bit(TSQ_THROTTLED, &sk->sk_tsq_flags);
2844                 smp_mb__after_atomic();
2845                 if (skb_fclone_busy(sk, skb)) {
2846                         NET_INC_STATS(sock_net(sk),
2847                                       LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
2848                         return true;
2849                 }
2850         }
2851         return false;
2852 }
2853
2854 /* When probe timeout (PTO) fires, try send a new segment if possible, else
2855  * retransmit the last segment.
2856  */
2857 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2858 {
2859         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2860         struct sk_buff *skb;
2861         int pcount;
2862         int mss = tcp_current_mss(sk);
2863
2864         /* At most one outstanding TLP */
2865         if (tp->tlp_high_seq)
2866                 goto rearm_timer;
2867
2868         tp->tlp_retrans = 0;
2869         skb = tcp_send_head(sk);
2870         if (skb && tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss)) {
2871                 pcount = tp->packets_out;
2872                 tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2873                 if (tp->packets_out > pcount)
2874                         goto probe_sent;
2875                 goto rearm_timer;
2876         }
2877         skb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
2878         if (unlikely(!skb)) {
2879                 WARN_ONCE(tp->packets_out,
2880                           "invalid inflight: %u state %u cwnd %u mss %d\n",
2881                           tp->packets_out, sk->sk_state, tcp_snd_cwnd(tp), mss);
2882                 inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2883                 return;
2884         }
2885
2886         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
2887                 goto rearm_timer;
2888
2889         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2890         if (WARN_ON(!pcount))
2891                 goto rearm_timer;
2892
2893         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2894                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,
2895                                           (pcount - 1) * mss, mss,
2896                                           GFP_ATOMIC)))
2897                         goto rearm_timer;
2898                 skb = skb_rb_next(skb);
2899         }
2900
2901         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2902                 goto rearm_timer;
2903
2904         if (__tcp_retransmit_skb(sk, skb, 1))
2905                 goto rearm_timer;
2906
2907         tp->tlp_retrans = 1;
2908
2909 probe_sent:
2910         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2911         tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2912
2913         NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2914         /* Reset s.t. tcp_rearm_rto will restart timer from now */
2915         inet_csk(sk)->icsk_pending = 0;
2916 rearm_timer:
2917         tcp_rearm_rto(sk);
2918 }
2919
2920 /* Push out any pending frames which were held back due to
2921  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2922  * The socket must be locked by the caller.
2923  */
2924 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2925                                int nonagle)
2926 {
2927         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2928          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2929          * all will be happy.
2930          */
2931         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2932                 return;
2933
2934         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2935                            sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC)))
2936                 tcp_check_probe_timer(sk);
2937 }
2938
2939 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2940  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2941  */
2942 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2943 {
2944         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2945
2946         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2947
2948         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2949 }
2950
2951 /* This function returns the amount that we can raise the
2952  * usable window based on the following constraints
2953  *
2954  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2955  * 2. We limit memory per socket
2956  *
2957  * RFC 1122:
2958  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2959  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2960  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2961  *
2962  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2963  * it at least MSS bytes.
2964  *
2965  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2966  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2967  *
2968  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2969  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2970  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2971  * window to always advance by a single byte.
2972  *
2973  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2974  * then this will not be a problem.
2975  *
2976  * BSD seems to make the following compromise:
2977  *
2978  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2979  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2980  *      then set the window to 0.
2981  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2982  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2983  *      and from being larger than the largest representable value.
2984  *
2985  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2986  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2987  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2988  * those cases where the window is constrained on the sender side
2989  * because the pipeline is full.
2990  *
2991  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2992  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2993  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2994  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2995  * of having a fixed window size at almost all times.
2996  *
2997  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2998  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2999  *
3000  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
3001  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
3002  */
3003 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
3004 {
3005         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3006         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3007         struct net *net = sock_net(sk);
3008         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
3009          * here.  I don't know if the value based on our guesses
3010          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
3011          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
3012          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
3013          */
3014         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
3015         int free_space = tcp_space(sk);
3016         int allowed_space = tcp_full_space(sk);
3017         int full_space, window;
3018
3019         if (sk_is_mptcp(sk))
3020                 mptcp_space(sk, &free_space, &allowed_space);
3021
3022         full_space = min_t(int, tp->window_clamp, allowed_space);
3023
3024         if (unlikely(mss > full_space)) {
3025                 mss = full_space;
3026                 if (mss <= 0)
3027                         return 0;
3028         }
3029
3030         /* Only allow window shrink if the sysctl is enabled and we have
3031          * a non-zero scaling factor in effect.
3032          */
3033         if (READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_shrink_window) && tp->rx_opt.rcv_wscale)
3034                 goto shrink_window_allowed;
3035
3036         /* do not allow window to shrink */
3037
3038         if (free_space < (full_space >> 1)) {
3039                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
3040
3041                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
3042                         tcp_adjust_rcv_ssthresh(sk);
3043
3044                 /* free_space might become our new window, make sure we don't
3045                  * increase it due to wscale.
3046                  */
3047                 free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
3048
3049                 /* if free space is less than mss estimate, or is below 1/16th
3050                  * of the maximum allowed, try to move to zero-window, else
3051                  * tcp_clamp_window() will grow rcv buf up to tcp_rmem[2], and
3052                  * new incoming data is dropped due to memory limits.
3053                  * With large window, mss test triggers way too late in order
3054                  * to announce zero window in time before rmem limit kicks in.
3055                  */
3056                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss)
3057                         return 0;
3058         }
3059
3060         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
3061                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
3062
3063         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
3064          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
3065          */
3066         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
3067                 window = free_space;
3068
3069                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
3070                  * Import case: prevent zero window announcement if
3071                  * 1<<rcv_wscale > mss.
3072                  */
3073                 window = ALIGN(window, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
3074         } else {
3075                 window = tp->rcv_wnd;
3076                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
3077                  * Window clamp already applied above.
3078                  * If our current window offering is within 1 mss of the
3079                  * free space we just keep it. This prevents the divide
3080                  * and multiply from happening most of the time.
3081                  * We also don't do any window rounding when the free space
3082                  * is too small.
3083                  */
3084                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
3085                         window = rounddown(free_space, mss);
3086                 else if (mss == full_space &&
3087                          free_space > window + (full_space >> 1))
3088                         window = free_space;
3089         }
3090
3091         return window;
3092
3093 shrink_window_allowed:
3094         /* new window should always be an exact multiple of scaling factor */
3095         free_space = round_down(free_space, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
3096
3097         if (free_space < (full_space >> 1)) {
3098                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
3099
3100                 if (tcp_under_memory_pressure(sk))
3101                         tcp_adjust_rcv_ssthresh(sk);
3102
3103                 /* if free space is too low, return a zero window */
3104                 if (free_space < (allowed_space >> 4) || free_space < mss ||
3105                         free_space < (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale))
3106                         return 0;
3107         }
3108
3109         if (free_space > tp->rcv_ssthresh) {
3110                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
3111                 /* new window should always be an exact multiple of scaling factor
3112                  *
3113                  * For this case, we ALIGN "up" (increase free_space) because
3114                  * we know free_space is not zero here, it has been reduced from
3115                  * the memory-based limit, and rcv_ssthresh is not a hard limit
3116                  * (unlike sk_rcvbuf).
3117                  */
3118                 free_space = ALIGN(free_space, (1 << tp->rx_opt.rcv_wscale));
3119         }
3120
3121         return free_space;
3122 }
3123
3124 void tcp_skb_collapse_tstamp(struct sk_buff *skb,
3125                              const struct sk_buff *next_skb)
3126 {
3127         if (unlikely(tcp_has_tx_tstamp(next_skb))) {
3128                 const struct skb_shared_info *next_shinfo =
3129                         skb_shinfo(next_skb);
3130                 struct skb_shared_info *shinfo = skb_shinfo(skb);
3131
3132                 shinfo->tx_flags |= next_shinfo->tx_flags & SKBTX_ANY_TSTAMP;
3133                 shinfo->tskey = next_shinfo->tskey;
3134                 TCP_SKB_CB(skb)->txstamp_ack |=
3135                         TCP_SKB_CB(next_skb)->txstamp_ack;
3136         }
3137 }
3138
3139 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
3140 static bool tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3141 {
3142         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3143         struct sk_buff *next_skb = skb_rb_next(skb);
3144         int next_skb_size;
3145
3146         next_skb_size = next_skb->len;
3147
3148         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
3149
3150         if (next_skb_size && !tcp_skb_shift(skb, next_skb, 1, next_skb_size))
3151                 return false;
3152
3153         tcp_highest_sack_replace(sk, next_skb, skb);
3154
3155         /* Update sequence range on original skb. */
3156         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
3157
3158         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
3159         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
3160
3161         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
3162          * packet counting does not break.
3163          */
3164         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
3165         TCP_SKB_CB(skb)->eor = TCP_SKB_CB(next_skb)->eor;
3166
3167         /* changed transmit queue under us so clear hints */
3168         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
3169         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
3170                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
3171
3172         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
3173
3174         tcp_skb_collapse_tstamp(skb, next_skb);
3175
3176         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(next_skb, sk);
3177         return true;
3178 }
3179
3180 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
3181 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
3182 {
3183         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
3184                 return false;
3185         if (skb_cloned(skb))
3186                 return false;
3187         /* Some heuristics for collapsing over SACK'd could be invented */
3188         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
3189                 return false;
3190
3191         return true;
3192 }
3193
3194 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
3195  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
3196  */
3197 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
3198                                      int space)
3199 {
3200         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3201         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
3202         bool first = true;
3203
3204         if (!READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse))
3205                 return;
3206         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3207                 return;
3208
3209         skb_rbtree_walk_from_safe(skb, tmp) {
3210                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
3211                         break;
3212
3213                 if (!tcp_skb_can_collapse(to, skb))
3214                         break;
3215
3216                 space -= skb->len;
3217
3218                 if (first) {
3219                         first = false;
3220                         continue;
3221                 }
3222
3223                 if (space < 0)
3224                         break;
3225
3226                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
3227                         break;
3228
3229                 if (!tcp_collapse_retrans(sk, to))
3230                         break;
3231         }
3232 }
3233
3234 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
3235  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
3236  * error occurred which prevented the send.
3237  */
3238 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3239 {
3240         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3241         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3242         unsigned int cur_mss;
3243         int diff, len, err;
3244         int avail_wnd;
3245
3246         /* Inconclusive MTU probe */
3247         if (icsk->icsk_mtup.probe_size)
3248                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
3249
3250         if (skb_still_in_host_queue(sk, skb))
3251                 return -EBUSY;
3252
3253         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
3254                 if (unlikely(before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))) {
3255                         WARN_ON_ONCE(1);
3256                         return -EINVAL;
3257                 }
3258                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
3259                         return -ENOMEM;
3260         }
3261
3262         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3263                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3264
3265         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
3266         avail_wnd = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3267
3268         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
3269          * new window, do not retransmit it. The exception is the
3270          * case, when window is shrunk to zero. In this case
3271          * our retransmit of one segment serves as a zero window probe.
3272          */
3273         if (avail_wnd <= 0) {
3274                 if (TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
3275                         return -EAGAIN;
3276                 avail_wnd = cur_mss;
3277         }
3278
3279         len = cur_mss * segs;
3280         if (len > avail_wnd) {
3281                 len = rounddown(avail_wnd, cur_mss);
3282                 if (!len)
3283                         len = avail_wnd;
3284         }
3285         if (skb->len > len) {
3286                 if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb, len,
3287                                  cur_mss, GFP_ATOMIC))
3288                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
3289         } else {
3290                 if (skb_unclone_keeptruesize(skb, GFP_ATOMIC))
3291                         return -ENOMEM;
3292
3293                 diff = tcp_skb_pcount(skb);
3294                 tcp_set_skb_tso_segs(skb, cur_mss);
3295                 diff -= tcp_skb_pcount(skb);
3296                 if (diff)
3297                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
3298                 avail_wnd = min_t(int, avail_wnd, cur_mss);
3299                 if (skb->len < avail_wnd)
3300                         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, avail_wnd);
3301         }
3302
3303         /* RFC3168, section 6.1.1.1. ECN fallback */
3304         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN_ECN) == TCPHDR_SYN_ECN)
3305                 tcp_ecn_clear_syn(sk, skb);
3306
3307         /* Update global and local TCP statistics. */
3308         segs = tcp_skb_pcount(skb);
3309         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS, segs);
3310         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
3311                 __NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
3312         tp->total_retrans += segs;
3313         tp->bytes_retrans += skb->len;
3314
3315         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
3316          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
3317          * beyond what csum_start can cover.
3318          */
3319         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
3320                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
3321                 struct sk_buff *nskb;
3322
3323                 tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3324                         nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3325                         if (nskb) {
3326                                 nskb->dev = NULL;
3327                                 err = tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC);
3328                         } else {
3329                                 err = -ENOBUFS;
3330                         }
3331                 } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3332
3333                 if (!err) {
3334                         tcp_update_skb_after_send(sk, skb, tp->tcp_wstamp_ns);
3335                         tcp_rate_skb_sent(sk, skb);
3336                 }
3337         } else {
3338                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3339         }
3340
3341         /* To avoid taking spuriously low RTT samples based on a timestamp
3342          * for a transmit that never happened, always mark EVER_RETRANS
3343          */
3344         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_EVER_RETRANS;
3345
3346         if (BPF_SOCK_OPS_TEST_FLAG(tp, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB_FLAG))
3347                 tcp_call_bpf_3arg(sk, BPF_SOCK_OPS_RETRANS_CB,
3348                                   TCP_SKB_CB(skb)->seq, segs, err);
3349
3350         if (likely(!err)) {
3351                 trace_tcp_retransmit_skb(sk, skb);
3352         } else if (err != -EBUSY) {
3353                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL, segs);
3354         }
3355         return err;
3356 }
3357
3358 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
3359 {
3360         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3361         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);
3362
3363         if (err == 0) {
3364 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
3365                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
3366                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
3367                 }
3368 #endif
3369                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
3370                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
3371         }
3372
3373         /* Save stamp of the first (attempted) retransmit. */
3374         if (!tp->retrans_stamp)
3375                 tp->retrans_stamp = tcp_skb_timestamp(skb);
3376
3377         if (tp->undo_retrans < 0)
3378                 tp->undo_retrans = 0;
3379         tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
3380         return err;
3381 }
3382
3383 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
3384  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
3385  * resending the rest of the retransmit queue, until either
3386  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
3387  */
3388 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
3389 {
3390         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3391         struct sk_buff *skb, *rtx_head, *hole = NULL;
3392         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3393         bool rearm_timer = false;
3394         u32 max_segs;
3395         int mib_idx;
3396
3397         if (!tp->packets_out)
3398                 return;
3399
3400         rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);
3401         skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;
3402         max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));
3403         skb_rbtree_walk_from(skb) {
3404                 __u8 sacked;
3405                 int segs;
3406
3407                 if (tcp_pacing_check(sk))
3408                         break;
3409
3410                 /* we could do better than to assign each time */
3411                 if (!hole)
3412                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
3413
3414                 segs = tcp_snd_cwnd(tp) - tcp_packets_in_flight(tp);
3415                 if (segs <= 0)
3416                         break;
3417                 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
3418                 /* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,
3419                  * we need to make sure not sending too bigs TSO packets
3420                  */
3421                 segs = min_t(int, segs, max_segs);
3422
3423                 if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {
3424                         break;
3425                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
3426                         if (!hole && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
3427                                 hole = skb;
3428                         continue;
3429
3430                 } else {
3431                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
3432                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
3433                         else
3434                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
3435                 }
3436
3437                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
3438                         continue;
3439
3440                 if (tcp_small_queue_check(sk, skb, 1))
3441                         break;
3442
3443                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs))
3444                         break;
3445
3446                 NET_ADD_STATS(sock_net(sk), mib_idx, tcp_skb_pcount(skb));
3447
3448                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
3449                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
3450
3451                 if (skb == rtx_head &&
3452                     icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_REO_TIMEOUT)
3453                         rearm_timer = true;
3454
3455         }
3456         if (rearm_timer)
3457                 tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3458                                      inet_csk(sk)->icsk_rto,
3459                                      TCP_RTO_MAX);
3460 }
3461
3462 /* We allow to exceed memory limits for FIN packets to expedite
3463  * connection tear down and (memory) recovery.
3464  * Otherwise tcp_send_fin() could be tempted to either delay FIN
3465  * or even be forced to close flow without any FIN.
3466  * In general, we want to allow one skb per socket to avoid hangs
3467  * with edge trigger epoll()
3468  */
3469 void sk_forced_mem_schedule(struct sock *sk, int size)
3470 {
3471         int delta, amt;
3472
3473         delta = size - sk->sk_forward_alloc;
3474         if (delta <= 0)
3475                 return;
3476         amt = sk_mem_pages(delta);
3477         sk_forward_alloc_add(sk, amt << PAGE_SHIFT);
3478         sk_memory_allocated_add(sk, amt);
3479
3480         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_memcg)
3481                 mem_cgroup_charge_skmem(sk->sk_memcg, amt,
3482                                         gfp_memcg_charge() | __GFP_NOFAIL);
3483 }
3484
3485 /* Send a FIN. The caller locks the socket for us.
3486  * We should try to send a FIN packet really hard, but eventually give up.
3487  */
3488 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
3489 {
3490         struct sk_buff *skb, *tskb, *tail = tcp_write_queue_tail(sk);
3491         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3492
3493         /* Optimization, tack on the FIN if we have one skb in write queue and
3494          * this skb was not yet sent, or we are under memory pressure.
3495          * Note: in the latter case, FIN packet will be sent after a timeout,
3496          * as TCP stack thinks it has already been transmitted.
3497          */
3498         tskb = tail;
3499         if (!tskb && tcp_under_memory_pressure(sk))
3500                 tskb = skb_rb_last(&sk->tcp_rtx_queue);
3501
3502         if (tskb) {
3503                 TCP_SKB_CB(tskb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
3504                 TCP_SKB_CB(tskb)->end_seq++;
3505                 tp->write_seq++;
3506                 if (!tail) {
3507                         /* This means tskb was already sent.
3508                          * Pretend we included the FIN on previous transmit.
3509                          * We need to set tp->snd_nxt to the value it would have
3510                          * if FIN had been sent. This is because retransmit path
3511                          * does not change tp->snd_nxt.
3512                          */
3513                         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->snd_nxt + 1);
3514                         return;
3515                 }
3516         } else {
3517                 skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER, sk->sk_allocation);
3518                 if (unlikely(!skb))
3519                         return;
3520
3521                 INIT_LIST_HEAD(&skb->tcp_tsorted_anchor);
3522                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3523                 sk_forced_mem_schedule(sk, skb->truesize);
3524                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
3525                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
3526                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
3527                 tcp_queue_skb(sk, skb);
3528         }
3529         __tcp_push_pending_frames(sk, tcp_current_mss(sk), TCP_NAGLE_OFF);
3530 }
3531
3532 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
3533  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
3534  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
3535  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
3536  */
3537 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
3538 {
3539         struct sk_buff *skb;
3540
3541         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
3542
3543         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
3544         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
3545         if (!skb) {
3546                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3547                 return;
3548         }
3549
3550         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3551         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3552         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
3553                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
3554         tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
3555         /* Send it off. */
3556         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
3557                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
3558
3559         /* skb of trace_tcp_send_reset() keeps the skb that caused RST,
3560          * skb here is different to the troublesome skb, so use NULL
3561          */
3562         trace_tcp_send_reset(sk, NULL);
3563 }
3564
3565 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
3566  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
3567  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
3568  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
3569  * and rcv_wscale values will not be correct.
3570  */
3571 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
3572 {
3573         struct sk_buff *skb;
3574
3575         skb = tcp_rtx_queue_head(sk);
3576         if (!skb || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
3577                 pr_err("%s: wrong queue state\n", __func__);
3578                 return -EFAULT;
3579         }
3580         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
3581                 if (skb_cloned(skb)) {
3582                         struct sk_buff *nskb;
3583
3584                         tcp_skb_tsorted_save(skb) {
3585                                 nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
3586                         } tcp_skb_tsorted_restore(skb);
3587                         if (!nskb)
3588                                 return -ENOMEM;
3589                         INIT_LIST_HEAD(&nskb->tcp_tsorted_anchor);
3590                         tcp_highest_sack_replace(sk, skb, nskb);
3591                         tcp_rtx_queue_unlink_and_free(skb, sk);
3592                         __skb_header_release(nskb);
3593                         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, nskb);
3594                         sk_wmem_queued_add(sk, nskb->truesize);
3595                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
3596                         skb = nskb;
3597                 }
3598
3599                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
3600                 tcp_ecn_send_synack(sk, skb);
3601         }
3602         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3603 }
3604
3605 /**
3606  * tcp_make_synack - Allocate one skb and build a SYNACK packet.
3607  * @sk: listener socket
3608  * @dst: dst entry attached to the SYNACK. It is consumed and caller
3609  *       should not use it again.
3610  * @req: request_sock pointer
3611  * @foc: cookie for tcp fast open
3612  * @synack_type: Type of synack to prepare
3613  * @syn_skb: SYN packet just received.  It could be NULL for rtx case.
3614  */
3615 struct sk_buff *tcp_make_synack(const struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
3616                                 struct request_sock *req,
3617                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc,
3618                                 enum tcp_synack_type synack_type,
3619                                 struct sk_buff *syn_skb)
3620 {
3621         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
3622         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3623         struct tcp_md5sig_key *md5 = NULL;
3624         struct tcp_out_options opts;
3625         struct sk_buff *skb;
3626         int tcp_header_size;
3627         struct tcphdr *th;
3628         int mss;
3629         u64 now;
3630
3631         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, GFP_ATOMIC);
3632         if (unlikely(!skb)) {
3633                 dst_release(dst);
3634                 return NULL;
3635         }
3636         /* Reserve space for headers. */
3637         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3638
3639         switch (synack_type) {
3640         case TCP_SYNACK_NORMAL:
3641                 skb_set_owner_w(skb, req_to_sk(req));
3642                 break;
3643         case TCP_SYNACK_COOKIE:
3644                 /* Under synflood, we do not attach skb to a socket,
3645                  * to avoid false sharing.
3646                  */
3647                 break;
3648         case TCP_SYNACK_FASTOPEN:
3649                 /* sk is a const pointer, because we want to express multiple
3650                  * cpu might call us concurrently.
3651                  * sk->sk_wmem_alloc in an atomic, we can promote to rw.
3652                  */
3653                 skb_set_owner_w(skb, (struct sock *)sk);
3654                 break;
3655         }
3656         skb_dst_set(skb, dst);
3657
3658         mss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3659
3660         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
3661         now = tcp_clock_ns();
3662 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
3663         if (unlikely(synack_type == TCP_SYNACK_COOKIE && ireq->tstamp_ok))
3664                 skb_set_delivery_time(skb, cookie_init_timestamp(req, now),
3665                                       true);
3666         else
3667 #endif
3668         {
3669                 skb_set_delivery_time(skb, now, true);
3670                 if (!tcp_rsk(req)->snt_synack) /* Timestamp first SYNACK */
3671                         tcp_rsk(req)->snt_synack = tcp_skb_timestamp_us(skb);
3672         }
3673
3674 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3675         rcu_read_lock();
3676         md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->req_md5_lookup(sk, req_to_sk(req));
3677 #endif
3678         skb_set_hash(skb, READ_ONCE(tcp_rsk(req)->txhash), PKT_HASH_TYPE_L4);
3679         /* bpf program will be interested in the tcp_flags */
3680         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = TCPHDR_SYN | TCPHDR_ACK;
3681         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, md5,
3682                                              foc, synack_type,
3683                                              syn_skb) + sizeof(*th);
3684
3685         skb_push(skb, tcp_header_size);
3686         skb_reset_transport_header(skb);
3687
3688         th = (struct tcphdr *)skb->data;
3689         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
3690         th->syn = 1;
3691         th->ack = 1;
3692         tcp_ecn_make_synack(req, th);
3693         th->source = htons(ireq->ir_num);
3694         th->dest = ireq->ir_rmt_port;
3695         skb->mark = ireq->ir_mark;
3696         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
3697         th->seq = htonl(tcp_rsk(req)->snt_isn);
3698         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
3699         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
3700
3701         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
3702         th->window = htons(min(req->rsk_rcv_wnd, 65535U));
3703         tcp_options_write(th, NULL, &opts);
3704         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
3705         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS);
3706
3707 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
3708         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
3709         if (md5)
3710                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
3711                                                md5, req_to_sk(req), skb);
3712         rcu_read_unlock();
3713 #endif
3714
3715         bpf_skops_write_hdr_opt((struct sock *)sk, skb, req, syn_skb,
3716                                 synack_type, &opts);
3717
3718         skb_set_delivery_time(skb, now, true);
3719         tcp_add_tx_delay(skb, tp);
3720
3721         return skb;
3722 }
3723 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
3724
3725 static void tcp_ca_dst_init(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
3726 {
3727         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3728         const struct tcp_congestion_ops *ca;
3729         u32 ca_key = dst_metric(dst, RTAX_CC_ALGO);
3730
3731         if (ca_key == TCP_CA_UNSPEC)
3732                 return;
3733
3734         rcu_read_lock();
3735         ca = tcp_ca_find_key(ca_key);
3736         if (likely(ca && bpf_try_module_get(ca, ca->owner))) {
3737                 bpf_module_put(icsk->icsk_ca_ops, icsk->icsk_ca_ops->owner);
3738                 icsk->icsk_ca_dst_locked = tcp_ca_dst_locked(dst);
3739                 icsk->icsk_ca_ops = ca;
3740         }
3741         rcu_read_unlock();
3742 }
3743
3744 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
3745 static void tcp_connect_init(struct sock *sk)
3746 {
3747         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
3748         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3749         __u8 rcv_wscale;
3750         u32 rcv_wnd;
3751
3752         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
3753          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
3754          */
3755         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr);
3756         if (READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_timestamps))
3757                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
3758
3759         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
3760         if (tp->rx_opt.user_mss)
3761                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
3762         tp->max_window = 0;
3763         tcp_mtup_init(sk);
3764         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
3765
3766         tcp_ca_dst_init(sk, dst);
3767
3768         if (!tp->window_clamp)
3769                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
3770         tp->advmss = tcp_mss_clamp(tp, dst_metric_advmss(dst));
3771
3772         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
3773
3774         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
3775         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
3776             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
3777                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
3778
3779         rcv_wnd = tcp_rwnd_init_bpf(sk);
3780         if (rcv_wnd == 0)
3781                 rcv_wnd = dst_metric(dst, RTAX_INITRWND);
3782
3783         tcp_select_initial_window(sk, tcp_full_space(sk),
3784                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
3785                                   &tp->rcv_wnd,
3786                                   &tp->window_clamp,
3787                                   READ_ONCE(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling),
3788                                   &rcv_wscale,
3789                                   rcv_wnd);
3790
3791         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
3792         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
3793
3794         WRITE_ONCE(sk->sk_err, 0);
3795         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
3796         tp->snd_wnd = 0;
3797         tcp_init_wl(tp, 0);
3798         tcp_write_queue_purge(sk);
3799         tp->snd_una = tp->write_seq;
3800         tp->snd_sml = tp->write_seq;
3801         tp->snd_up = tp->write_seq;
3802         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3803
3804         if (likely(!tp->repair))
3805                 tp->rcv_nxt = 0;
3806         else
3807                 tp->rcv_tstamp = tcp_jiffies32;
3808         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
3809         WRITE_ONCE(tp->copied_seq, tp->rcv_nxt);
3810
3811         inet_csk(sk)->icsk_rto = tcp_timeout_init(sk);
3812         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
3813         tcp_clear_retrans(tp);
3814 }
3815
3816 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
3817 {
3818         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3819         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
3820
3821         tcb->end_seq += skb->len;
3822         __skb_header_release(skb);
3823         sk_wmem_queued_add(sk, skb->truesize);
3824         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
3825         WRITE_ONCE(tp->write_seq, tcb->end_seq);
3826         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
3827 }
3828
3829 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
3830  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
3831  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
3832  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
3833  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
3834  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
3835  */
3836 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
3837 {
3838         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3839         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3840         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
3841         struct page_frag *pfrag = sk_page_frag(sk);
3842         struct sk_buff *syn_data;
3843         int space, err = 0;
3844
3845         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
3846         if (!tcp_fastopen_cookie_check(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie))
3847                 goto fallback;
3848
3849         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
3850          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
3851          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
3852          */
3853         tp->rx_opt.mss_clamp = tcp_mss_clamp(tp, tp->rx_opt.mss_clamp);
3854         /* Sync mss_cache after updating the mss_clamp */
3855         tcp_sync_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie);
3856
3857         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_pmtu_cookie) -
3858                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
3859
3860         space = min_t(size_t, space, fo->size);
3861
3862         if (space &&
3863             !skb_page_frag_refill(min_t(size_t, space, PAGE_SIZE),
3864                                   pfrag, sk->sk_allocation))
3865                 goto fallback;
3866         syn_data = tcp_stream_alloc_skb(sk, sk->sk_allocation, false);
3867         if (!syn_data)
3868                 goto fallback;
3869         memcpy(syn_data->cb, syn->cb, sizeof(syn->cb));
3870         if (space) {
3871                 space = min_t(size_t, space, pfrag->size - pfrag->offset);
3872                 space = tcp_wmem_schedule(sk, space);
3873         }
3874         if (space) {
3875                 space = copy_page_from_iter(pfrag->page, pfrag->offset,
3876                                             space, &fo->data->msg_iter);
3877                 if (unlikely(!space)) {
3878                         tcp_skb_tsorted_anchor_cleanup(syn_data);
3879                         kfree_skb(syn_data);
3880                         goto fallback;
3881                 }
3882                 skb_fill_page_desc(syn_data, 0, pfrag->page,
3883                                    pfrag->offset, space);
3884                 page_ref_inc(pfrag->page);
3885                 pfrag->offset += space;
3886                 skb_len_add(syn_data, space);
3887                 skb_zcopy_set(syn_data, fo->uarg, NULL);
3888         }
3889         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
3890         if (space == fo->size)
3891                 fo->data = NULL;
3892         fo->copied = space;
3893
3894         tcp_connect_queue_skb(sk, syn_data);
3895         if (syn_data->len)
3896                 tcp_chrono_start(sk, TCP_CHRONO_BUSY);
3897
3898         err = tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 1, sk->sk_allocation);
3899
3900         skb_set_delivery_time(syn, syn_data->skb_mstamp_ns, true);
3901
3902         /* Now full SYN+DATA was cloned and sent (or not),
3903          * remove the SYN from the original skb (syn_data)
3904          * we keep in write queue in case of a retransmit, as we
3905          * also have the SYN packet (with no data) in the same queue.
3906          */
3907         TCP_SKB_CB(syn_data)->seq++;
3908         TCP_SKB_CB(syn_data)->tcp_flags = TCPHDR_ACK | TCPHDR_PSH;
3909         if (!err) {
3910                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
3911                 tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, syn_data);
3912                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPORIGDATASENT);
3913                 goto done;
3914         }
3915
3916         /* data was not sent, put it in write_queue */
3917         __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, syn_data);
3918         tp->packets_out -= tcp_skb_pcount(syn_data);
3919
3920 fallback:
3921         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
3922         if (fo->cookie.len > 0)
3923                 fo->cookie.len = 0;
3924         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
3925         if (err)
3926                 tp->syn_fastopen = 0;
3927 done:
3928         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
3929         return err;
3930 }
3931
3932 /* Build a SYN and send it off. */
3933 int tcp_connect(struct sock *sk)
3934 {
3935         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3936         struct sk_buff *buff;
3937         int err;
3938
3939         tcp_call_bpf(sk, BPF_SOCK_OPS_TCP_CONNECT_CB, 0, NULL);
3940
3941         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
3942                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
3943
3944         tcp_connect_init(sk);
3945
3946         if (unlikely(tp->repair)) {
3947                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
3948                 return 0;
3949         }
3950
3951         buff = tcp_stream_alloc_skb(sk, sk->sk_allocation, true);
3952         if (unlikely(!buff))
3953                 return -ENOBUFS;
3954
3955         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
3956         tcp_mstamp_refresh(tp);
3957         tp->retrans_stamp = tcp_time_stamp(tp);
3958         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
3959         tcp_ecn_send_syn(sk, buff);
3960         tcp_rbtree_insert(&sk->tcp_rtx_queue, buff);
3961
3962         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
3963         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
3964               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
3965         if (err == -ECONNREFUSED)
3966                 return err;
3967
3968         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
3969          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
3970          */
3971         WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, tp->write_seq);
3972         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
3973         buff = tcp_send_head(sk);
3974         if (unlikely(buff)) {
3975                 WRITE_ONCE(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->seq);
3976                 tp->pushed_seq  = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
3977         }
3978         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
3979
3980         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3981         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3982                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3983         return 0;
3984 }
3985 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3986
3987 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3988  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3989  * for details.
3990  */
3991 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3992 {
3993         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3994         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3995         unsigned long timeout;
3996
3997         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3998                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3999                 int max_ato = HZ / 2;
4000
4001                 if (inet_csk_in_pingpong_mode(sk) ||
4002                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
4003                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
4004
4005                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
4006
4007                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
4008                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
4009                  * directly.
4010                  */
4011                 if (tp->srtt_us) {
4012                         int rtt = max_t(int, usecs_to_jiffies(tp->srtt_us >> 3),
4013                                         TCP_DELACK_MIN);
4014
4015                         if (rtt < max_ato)
4016                                 max_ato = rtt;
4017                 }
4018
4019                 ato = min(ato, max_ato);
4020         }
4021
4022         ato = min_t(u32, ato, inet_csk(sk)->icsk_delack_max);
4023
4024         /* Stay within the limit we were given */
4025         timeout = jiffies + ato;
4026
4027         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
4028         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
4029                 /* If delack timer is about to expire, send ACK now. */
4030                 if (time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
4031                         tcp_send_ack(sk);
4032                         return;
4033                 }
4034
4035                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
4036                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
4037         }
4038         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
4039         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
4040         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
4041 }
4042
4043 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
4044 void __tcp_send_ack(struct sock *sk, u32 rcv_nxt)
4045 {
4046         struct sk_buff *buff;
4047
4048         /* If we have been reset, we may not send again. */
4049         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
4050                 return;
4051
4052         /* We are not putting this on the write queue, so
4053          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
4054          * sock.
4055          */
4056         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
4057                          sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
4058         if (unlikely(!buff)) {
4059                 struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
4060                 unsigned long delay;
4061
4062                 delay = TCP_DELACK_MAX << icsk->icsk_ack.retry;
4063                 if (delay < TCP_RTO_MAX)
4064                         icsk->icsk_ack.retry++;
4065                 inet_csk_schedule_ack(sk);
4066                 icsk->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
4067                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK, delay, TCP_RTO_MAX);
4068                 return;
4069         }
4070
4071         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
4072         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
4073         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
4074
4075         /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
4076          * too much.
4077          * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
4078          */
4079         skb_set_tcp_pure_ack(buff);
4080
4081         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
4082         __tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, (__force gfp_t)0, rcv_nxt);
4083 }
4084 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_send_ack);
4085
4086 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
4087 {
4088         __tcp_send_ack(sk, tcp_sk(sk)->rcv_nxt);
4089 }
4090
4091 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
4092  * number. It assumes the other end will try to ack it.
4093  *
4094  * Question: what should we make while urgent mode?
4095  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
4096  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
4097  *
4098  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
4099  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
4100  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
4101  */
4102 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent, int mib)
4103 {
4104         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4105         struct sk_buff *skb;
4106
4107         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
4108         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER,
4109                         sk_gfp_mask(sk, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN));
4110         if (!skb)
4111                 return -1;
4112
4113         /* Reserve space for headers and set control bits. */
4114         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
4115         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
4116          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
4117          * send it.
4118          */
4119         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
4120         NET_INC_STATS(sock_net(sk), mib);
4121         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, (__force gfp_t)0);
4122 }
4123
4124 /* Called from setsockopt( ... TCP_REPAIR ) */
4125 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
4126 {
4127         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
4128                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
4129                 tcp_mstamp_refresh(tcp_sk(sk));
4130                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
4131         }
4132 }
4133
4134 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
4135 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk, int mib)
4136 {
4137         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4138         struct sk_buff *skb;
4139
4140         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
4141                 return -1;
4142
4143         skb = tcp_send_head(sk);
4144         if (skb && before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
4145                 int err;
4146                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
4147                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
4148
4149                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
4150                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
4151
4152                 /* We are probing the opening of a window
4153                  * but the window size is != 0
4154                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
4155                  */
4156                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
4157                     skb->len > mss) {
4158                         seg_size = min(seg_size, mss);
4159                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
4160                         if (tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_WRITE_QUEUE,
4161                                          skb, seg_size, mss, GFP_ATOMIC))
4162                                 return -1;
4163                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
4164                         tcp_set_skb_tso_segs(skb, mss);
4165
4166                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
4167                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
4168                 if (!err)
4169                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
4170                 return err;
4171         } else {
4172                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
4173                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1, mib);
4174                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0, mib);
4175         }
4176 }
4177
4178 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
4179  * a partial packet else a zero probe.
4180  */
4181 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
4182 {
4183         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
4184         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
4185         struct net *net = sock_net(sk);
4186         unsigned long timeout;
4187         int err;
4188
4189         err = tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPWINPROBE);
4190
4191         if (tp->packets_out || tcp_write_queue_empty(sk)) {
4192                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
4193                 icsk->icsk_probes_out = 0;
4194                 icsk->icsk_backoff = 0;
4195                 icsk->icsk_probes_tstamp = 0;
4196                 return;
4197         }
4198
4199         icsk->icsk_probes_out++;
4200         if (err <= 0) {
4201                 if (icsk->icsk_backoff < READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_retries2))
4202                         icsk->icsk_backoff++;
4203                 timeout = tcp_probe0_when(sk, TCP_RTO_MAX);
4204         } else {
4205                 /* If packet was not sent due to local congestion,
4206                  * Let senders fight for local resources conservatively.
4207                  */
4208                 timeout = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
4209         }
4210
4211         timeout = tcp_clamp_probe0_to_user_timeout(sk, timeout);
4212         tcp_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0, timeout, TCP_RTO_MAX);
4213 }
4214
4215 int tcp_rtx_synack(const struct sock *sk, struct request_sock *req)
4216 {
4217         const struct tcp_request_sock_ops *af_ops = tcp_rsk(req)->af_specific;
4218         struct flowi fl;
4219         int res;
4220
4221         /* Paired with WRITE_ONCE() in sock_setsockopt() */
4222         if (READ_ONCE(sk->sk_txrehash) == SOCK_TXREHASH_ENABLED)
4223                 WRITE_ONCE(tcp_rsk(req)->txhash, net_tx_rndhash());
4224         res = af_ops->send_synack(sk, NULL, &fl, req, NULL, TCP_SYNACK_NORMAL,
4225                                   NULL);
4226         if (!res) {
4227                 TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
4228                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPSYNRETRANS);
4229                 if (unlikely(tcp_passive_fastopen(sk))) {
4230                         /* sk has const attribute because listeners are lockless.
4231                          * However in this case, we are dealing with a passive fastopen
4232                          * socket thus we can change total_retrans value.
4233                          */
4234                         tcp_sk_rw(sk)->total_retrans++;
4235                 }
4236                 trace_tcp_retransmit_synack(sk, req);
4237         }
4238         return res;
4239 }
4240 EXPORT_SYMBOL(tcp_rtx_synack);