Merge remote-tracking branch 'lsk/v3.10/topic/arm64-misc' into linux-linaro-lsk
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / net / ipv4 / tcp_output.c
1 /*
2  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
3  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
4  *              interface as the means of communication with the user level.
5  *
6  *              Implementation of the Transmission Control Protocol(TCP).
7  *
8  * Authors:     Ross Biro
9  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
10  *              Mark Evans, <evansmp@uhura.aston.ac.uk>
11  *              Corey Minyard <wf-rch!minyard@relay.EU.net>
12  *              Florian La Roche, <flla@stud.uni-sb.de>
13  *              Charles Hedrick, <hedrick@klinzhai.rutgers.edu>
14  *              Linus Torvalds, <torvalds@cs.helsinki.fi>
15  *              Alan Cox, <gw4pts@gw4pts.ampr.org>
16  *              Matthew Dillon, <dillon@apollo.west.oic.com>
17  *              Arnt Gulbrandsen, <agulbra@nvg.unit.no>
18  *              Jorge Cwik, <jorge@laser.satlink.net>
19  */
20
21 /*
22  * Changes:     Pedro Roque     :       Retransmit queue handled by TCP.
23  *                              :       Fragmentation on mtu decrease
24  *                              :       Segment collapse on retransmit
25  *                              :       AF independence
26  *
27  *              Linus Torvalds  :       send_delayed_ack
28  *              David S. Miller :       Charge memory using the right skb
29  *                                      during syn/ack processing.
30  *              David S. Miller :       Output engine completely rewritten.
31  *              Andrea Arcangeli:       SYNACK carry ts_recent in tsecr.
32  *              Cacophonix Gaul :       draft-minshall-nagle-01
33  *              J Hadi Salim    :       ECN support
34  *
35  */
36
37 #define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
38
39 #include <net/tcp.h>
40
41 #include <linux/compiler.h>
42 #include <linux/gfp.h>
43 #include <linux/module.h>
44
45 /* People can turn this off for buggy TCP's found in printers etc. */
46 int sysctl_tcp_retrans_collapse __read_mostly = 1;
47
48 /* People can turn this on to work with those rare, broken TCPs that
49  * interpret the window field as a signed quantity.
50  */
51 int sysctl_tcp_workaround_signed_windows __read_mostly = 0;
52
53 /* Default TSQ limit of two TSO segments */
54 int sysctl_tcp_limit_output_bytes __read_mostly = 131072;
55
56 /* This limits the percentage of the congestion window which we
57  * will allow a single TSO frame to consume.  Building TSO frames
58  * which are too large can cause TCP streams to be bursty.
59  */
60 int sysctl_tcp_tso_win_divisor __read_mostly = 3;
61
62 int sysctl_tcp_mtu_probing __read_mostly = 0;
63 int sysctl_tcp_base_mss __read_mostly = TCP_BASE_MSS;
64
65 /* By default, RFC2861 behavior.  */
66 int sysctl_tcp_slow_start_after_idle __read_mostly = 1;
67
68 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
69                            int push_one, gfp_t gfp);
70
71 /* Account for new data that has been sent to the network. */
72 static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
73 {
74         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
75         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
76         unsigned int prior_packets = tp->packets_out;
77
78         tcp_advance_send_head(sk, skb);
79         tp->snd_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
80
81         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
82         if (!prior_packets || icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_EARLY_RETRANS ||
83             icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE) {
84                 tcp_rearm_rto(sk);
85         }
86 }
87
88 /* SND.NXT, if window was not shrunk.
89  * If window has been shrunk, what should we make? It is not clear at all.
90  * Using SND.UNA we will fail to open window, SND.NXT is out of window. :-(
91  * Anything in between SND.UNA...SND.UNA+SND.WND also can be already
92  * invalid. OK, let's make this for now:
93  */
94 static inline __u32 tcp_acceptable_seq(const struct sock *sk)
95 {
96         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
97
98         if (!before(tcp_wnd_end(tp), tp->snd_nxt))
99                 return tp->snd_nxt;
100         else
101                 return tcp_wnd_end(tp);
102 }
103
104 /* Calculate mss to advertise in SYN segment.
105  * RFC1122, RFC1063, draft-ietf-tcpimpl-pmtud-01 state that:
106  *
107  * 1. It is independent of path mtu.
108  * 2. Ideally, it is maximal possible segment size i.e. 65535-40.
109  * 3. For IPv4 it is reasonable to calculate it from maximal MTU of
110  *    attached devices, because some buggy hosts are confused by
111  *    large MSS.
112  * 4. We do not make 3, we advertise MSS, calculated from first
113  *    hop device mtu, but allow to raise it to ip_rt_min_advmss.
114  *    This may be overridden via information stored in routing table.
115  * 5. Value 65535 for MSS is valid in IPv6 and means "as large as possible,
116  *    probably even Jumbo".
117  */
118 static __u16 tcp_advertise_mss(struct sock *sk)
119 {
120         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
121         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
122         int mss = tp->advmss;
123
124         if (dst) {
125                 unsigned int metric = dst_metric_advmss(dst);
126
127                 if (metric < mss) {
128                         mss = metric;
129                         tp->advmss = mss;
130                 }
131         }
132
133         return (__u16)mss;
134 }
135
136 /* RFC2861. Reset CWND after idle period longer RTO to "restart window".
137  * This is the first part of cwnd validation mechanism. */
138 static void tcp_cwnd_restart(struct sock *sk, const struct dst_entry *dst)
139 {
140         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
141         s32 delta = tcp_time_stamp - tp->lsndtime;
142         u32 restart_cwnd = tcp_init_cwnd(tp, dst);
143         u32 cwnd = tp->snd_cwnd;
144
145         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_CWND_RESTART);
146
147         tp->snd_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);
148         restart_cwnd = min(restart_cwnd, cwnd);
149
150         while ((delta -= inet_csk(sk)->icsk_rto) > 0 && cwnd > restart_cwnd)
151                 cwnd >>= 1;
152         tp->snd_cwnd = max(cwnd, restart_cwnd);
153         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
154         tp->snd_cwnd_used = 0;
155 }
156
157 /* Congestion state accounting after a packet has been sent. */
158 static void tcp_event_data_sent(struct tcp_sock *tp,
159                                 struct sock *sk)
160 {
161         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
162         const u32 now = tcp_time_stamp;
163
164         if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
165             (!tp->packets_out && (s32)(now - tp->lsndtime) > icsk->icsk_rto))
166                 tcp_cwnd_restart(sk, __sk_dst_get(sk));
167
168         tp->lsndtime = now;
169
170         /* If it is a reply for ato after last received
171          * packet, enter pingpong mode.
172          */
173         if ((u32)(now - icsk->icsk_ack.lrcvtime) < icsk->icsk_ack.ato)
174                 icsk->icsk_ack.pingpong = 1;
175 }
176
177 /* Account for an ACK we sent. */
178 static inline void tcp_event_ack_sent(struct sock *sk, unsigned int pkts)
179 {
180         tcp_dec_quickack_mode(sk, pkts);
181         inet_csk_clear_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK);
182 }
183
184 /* Determine a window scaling and initial window to offer.
185  * Based on the assumption that the given amount of space
186  * will be offered. Store the results in the tp structure.
187  * NOTE: for smooth operation initial space offering should
188  * be a multiple of mss if possible. We assume here that mss >= 1.
189  * This MUST be enforced by all callers.
190  */
191 void tcp_select_initial_window(int __space, __u32 mss,
192                                __u32 *rcv_wnd, __u32 *window_clamp,
193                                int wscale_ok, __u8 *rcv_wscale,
194                                __u32 init_rcv_wnd)
195 {
196         unsigned int space = (__space < 0 ? 0 : __space);
197
198         /* If no clamp set the clamp to the max possible scaled window */
199         if (*window_clamp == 0)
200                 (*window_clamp) = (65535 << 14);
201         space = min(*window_clamp, space);
202
203         /* Quantize space offering to a multiple of mss if possible. */
204         if (space > mss)
205                 space = (space / mss) * mss;
206
207         /* NOTE: offering an initial window larger than 32767
208          * will break some buggy TCP stacks. If the admin tells us
209          * it is likely we could be speaking with such a buggy stack
210          * we will truncate our initial window offering to 32K-1
211          * unless the remote has sent us a window scaling option,
212          * which we interpret as a sign the remote TCP is not
213          * misinterpreting the window field as a signed quantity.
214          */
215         if (sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
216                 (*rcv_wnd) = min(space, MAX_TCP_WINDOW);
217         else
218                 (*rcv_wnd) = space;
219
220         (*rcv_wscale) = 0;
221         if (wscale_ok) {
222                 /* Set window scaling on max possible window
223                  * See RFC1323 for an explanation of the limit to 14
224                  */
225                 space = max_t(u32, sysctl_tcp_rmem[2], sysctl_rmem_max);
226                 space = min_t(u32, space, *window_clamp);
227                 while (space > 65535 && (*rcv_wscale) < 14) {
228                         space >>= 1;
229                         (*rcv_wscale)++;
230                 }
231         }
232
233         /* Set initial window to a value enough for senders starting with
234          * initial congestion window of TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND. Place
235          * a limit on the initial window when mss is larger than 1460.
236          */
237         if (mss > (1 << *rcv_wscale)) {
238                 int init_cwnd = TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND;
239                 if (mss > 1460)
240                         init_cwnd =
241                         max_t(u32, (1460 * TCP_DEFAULT_INIT_RCVWND) / mss, 2);
242                 /* when initializing use the value from init_rcv_wnd
243                  * rather than the default from above
244                  */
245                 if (init_rcv_wnd)
246                         *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_rcv_wnd * mss);
247                 else
248                         *rcv_wnd = min(*rcv_wnd, init_cwnd * mss);
249         }
250
251         /* Set the clamp no higher than max representable value */
252         (*window_clamp) = min(65535U << (*rcv_wscale), *window_clamp);
253 }
254 EXPORT_SYMBOL(tcp_select_initial_window);
255
256 /* Chose a new window to advertise, update state in tcp_sock for the
257  * socket, and return result with RFC1323 scaling applied.  The return
258  * value can be stuffed directly into th->window for an outgoing
259  * frame.
260  */
261 static u16 tcp_select_window(struct sock *sk)
262 {
263         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
264         u32 cur_win = tcp_receive_window(tp);
265         u32 new_win = __tcp_select_window(sk);
266
267         /* Never shrink the offered window */
268         if (new_win < cur_win) {
269                 /* Danger Will Robinson!
270                  * Don't update rcv_wup/rcv_wnd here or else
271                  * we will not be able to advertise a zero
272                  * window in time.  --DaveM
273                  *
274                  * Relax Will Robinson.
275                  */
276                 new_win = ALIGN(cur_win, 1 << tp->rx_opt.rcv_wscale);
277         }
278         tp->rcv_wnd = new_win;
279         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
280
281         /* Make sure we do not exceed the maximum possible
282          * scaled window.
283          */
284         if (!tp->rx_opt.rcv_wscale && sysctl_tcp_workaround_signed_windows)
285                 new_win = min(new_win, MAX_TCP_WINDOW);
286         else
287                 new_win = min(new_win, (65535U << tp->rx_opt.rcv_wscale));
288
289         /* RFC1323 scaling applied */
290         new_win >>= tp->rx_opt.rcv_wscale;
291
292         /* If we advertise zero window, disable fast path. */
293         if (new_win == 0)
294                 tp->pred_flags = 0;
295
296         return new_win;
297 }
298
299 /* Packet ECN state for a SYN-ACK */
300 static inline void TCP_ECN_send_synack(const struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
301 {
302         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_CWR;
303         if (!(tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK))
304                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &= ~TCPHDR_ECE;
305 }
306
307 /* Packet ECN state for a SYN.  */
308 static inline void TCP_ECN_send_syn(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
309 {
310         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
311
312         tp->ecn_flags = 0;
313         if (sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_ecn == 1) {
314                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ECE | TCPHDR_CWR;
315                 tp->ecn_flags = TCP_ECN_OK;
316         }
317 }
318
319 static __inline__ void
320 TCP_ECN_make_synack(const struct request_sock *req, struct tcphdr *th)
321 {
322         if (inet_rsk(req)->ecn_ok)
323                 th->ece = 1;
324 }
325
326 /* Set up ECN state for a packet on a ESTABLISHED socket that is about to
327  * be sent.
328  */
329 static inline void TCP_ECN_send(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
330                                 int tcp_header_len)
331 {
332         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
333
334         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_OK) {
335                 /* Not-retransmitted data segment: set ECT and inject CWR. */
336                 if (skb->len != tcp_header_len &&
337                     !before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_nxt)) {
338                         INET_ECN_xmit(sk);
339                         if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_QUEUE_CWR) {
340                                 tp->ecn_flags &= ~TCP_ECN_QUEUE_CWR;
341                                 tcp_hdr(skb)->cwr = 1;
342                                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
343                         }
344                 } else {
345                         /* ACK or retransmitted segment: clear ECT|CE */
346                         INET_ECN_dontxmit(sk);
347                 }
348                 if (tp->ecn_flags & TCP_ECN_DEMAND_CWR)
349                         tcp_hdr(skb)->ece = 1;
350         }
351 }
352
353 /* Constructs common control bits of non-data skb. If SYN/FIN is present,
354  * auto increment end seqno.
355  */
356 static void tcp_init_nondata_skb(struct sk_buff *skb, u32 seq, u8 flags)
357 {
358         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
359         skb->csum = 0;
360
361         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags;
362         TCP_SKB_CB(skb)->sacked = 0;
363
364         skb_shinfo(skb)->gso_segs = 1;
365         skb_shinfo(skb)->gso_size = 0;
366         skb_shinfo(skb)->gso_type = 0;
367
368         TCP_SKB_CB(skb)->seq = seq;
369         if (flags & (TCPHDR_SYN | TCPHDR_FIN))
370                 seq++;
371         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = seq;
372 }
373
374 static inline bool tcp_urg_mode(const struct tcp_sock *tp)
375 {
376         return tp->snd_una != tp->snd_up;
377 }
378
379 #define OPTION_SACK_ADVERTISE   (1 << 0)
380 #define OPTION_TS               (1 << 1)
381 #define OPTION_MD5              (1 << 2)
382 #define OPTION_WSCALE           (1 << 3)
383 #define OPTION_FAST_OPEN_COOKIE (1 << 8)
384
385 struct tcp_out_options {
386         u16 options;            /* bit field of OPTION_* */
387         u16 mss;                /* 0 to disable */
388         u8 ws;                  /* window scale, 0 to disable */
389         u8 num_sack_blocks;     /* number of SACK blocks to include */
390         u8 hash_size;           /* bytes in hash_location */
391         __u8 *hash_location;    /* temporary pointer, overloaded */
392         __u32 tsval, tsecr;     /* need to include OPTION_TS */
393         struct tcp_fastopen_cookie *fastopen_cookie;    /* Fast open cookie */
394 };
395
396 /* Write previously computed TCP options to the packet.
397  *
398  * Beware: Something in the Internet is very sensitive to the ordering of
399  * TCP options, we learned this through the hard way, so be careful here.
400  * Luckily we can at least blame others for their non-compliance but from
401  * inter-operatibility perspective it seems that we're somewhat stuck with
402  * the ordering which we have been using if we want to keep working with
403  * those broken things (not that it currently hurts anybody as there isn't
404  * particular reason why the ordering would need to be changed).
405  *
406  * At least SACK_PERM as the first option is known to lead to a disaster
407  * (but it may well be that other scenarios fail similarly).
408  */
409 static void tcp_options_write(__be32 *ptr, struct tcp_sock *tp,
410                               struct tcp_out_options *opts)
411 {
412         u16 options = opts->options;    /* mungable copy */
413
414         if (unlikely(OPTION_MD5 & options)) {
415                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) | (TCPOPT_NOP << 16) |
416                                (TCPOPT_MD5SIG << 8) | TCPOLEN_MD5SIG);
417                 /* overload cookie hash location */
418                 opts->hash_location = (__u8 *)ptr;
419                 ptr += 4;
420         }
421
422         if (unlikely(opts->mss)) {
423                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_MSS << 24) |
424                                (TCPOLEN_MSS << 16) |
425                                opts->mss);
426         }
427
428         if (likely(OPTION_TS & options)) {
429                 if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
430                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_SACK_PERM << 24) |
431                                        (TCPOLEN_SACK_PERM << 16) |
432                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
433                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
434                         options &= ~OPTION_SACK_ADVERTISE;
435                 } else {
436                         *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
437                                        (TCPOPT_NOP << 16) |
438                                        (TCPOPT_TIMESTAMP << 8) |
439                                        TCPOLEN_TIMESTAMP);
440                 }
441                 *ptr++ = htonl(opts->tsval);
442                 *ptr++ = htonl(opts->tsecr);
443         }
444
445         if (unlikely(OPTION_SACK_ADVERTISE & options)) {
446                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
447                                (TCPOPT_NOP << 16) |
448                                (TCPOPT_SACK_PERM << 8) |
449                                TCPOLEN_SACK_PERM);
450         }
451
452         if (unlikely(OPTION_WSCALE & options)) {
453                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP << 24) |
454                                (TCPOPT_WINDOW << 16) |
455                                (TCPOLEN_WINDOW << 8) |
456                                opts->ws);
457         }
458
459         if (unlikely(opts->num_sack_blocks)) {
460                 struct tcp_sack_block *sp = tp->rx_opt.dsack ?
461                         tp->duplicate_sack : tp->selective_acks;
462                 int this_sack;
463
464                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_NOP  << 24) |
465                                (TCPOPT_NOP  << 16) |
466                                (TCPOPT_SACK <<  8) |
467                                (TCPOLEN_SACK_BASE + (opts->num_sack_blocks *
468                                                      TCPOLEN_SACK_PERBLOCK)));
469
470                 for (this_sack = 0; this_sack < opts->num_sack_blocks;
471                      ++this_sack) {
472                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].start_seq);
473                         *ptr++ = htonl(sp[this_sack].end_seq);
474                 }
475
476                 tp->rx_opt.dsack = 0;
477         }
478
479         if (unlikely(OPTION_FAST_OPEN_COOKIE & options)) {
480                 struct tcp_fastopen_cookie *foc = opts->fastopen_cookie;
481
482                 *ptr++ = htonl((TCPOPT_EXP << 24) |
483                                ((TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len) << 16) |
484                                TCPOPT_FASTOPEN_MAGIC);
485
486                 memcpy(ptr, foc->val, foc->len);
487                 if ((foc->len & 3) == 2) {
488                         u8 *align = ((u8 *)ptr) + foc->len;
489                         align[0] = align[1] = TCPOPT_NOP;
490                 }
491                 ptr += (foc->len + 3) >> 2;
492         }
493 }
494
495 /* Compute TCP options for SYN packets. This is not the final
496  * network wire format yet.
497  */
498 static unsigned int tcp_syn_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
499                                 struct tcp_out_options *opts,
500                                 struct tcp_md5sig_key **md5)
501 {
502         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
503         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
504         struct tcp_fastopen_request *fastopen = tp->fastopen_req;
505
506 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
507         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
508         if (*md5) {
509                 opts->options |= OPTION_MD5;
510                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
511         }
512 #else
513         *md5 = NULL;
514 #endif
515
516         /* We always get an MSS option.  The option bytes which will be seen in
517          * normal data packets should timestamps be used, must be in the MSS
518          * advertised.  But we subtract them from tp->mss_cache so that
519          * calculations in tcp_sendmsg are simpler etc.  So account for this
520          * fact here if necessary.  If we don't do this correctly, as a
521          * receiver we won't recognize data packets as being full sized when we
522          * should, and thus we won't abide by the delayed ACK rules correctly.
523          * SACKs don't matter, we never delay an ACK when we have any of those
524          * going out.  */
525         opts->mss = tcp_advertise_mss(sk);
526         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
527
528         if (likely(sysctl_tcp_timestamps && *md5 == NULL)) {
529                 opts->options |= OPTION_TS;
530                 opts->tsval = TCP_SKB_CB(skb)->when + tp->tsoffset;
531                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
532                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
533         }
534         if (likely(sysctl_tcp_window_scaling)) {
535                 opts->ws = tp->rx_opt.rcv_wscale;
536                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
537                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
538         }
539         if (likely(sysctl_tcp_sack)) {
540                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
541                 if (unlikely(!(OPTION_TS & opts->options)))
542                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
543         }
544
545         if (fastopen && fastopen->cookie.len >= 0) {
546                 u32 need = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + fastopen->cookie.len;
547                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
548                 if (remaining >= need) {
549                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
550                         opts->fastopen_cookie = &fastopen->cookie;
551                         remaining -= need;
552                         tp->syn_fastopen = 1;
553                 }
554         }
555
556         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
557 }
558
559 /* Set up TCP options for SYN-ACKs. */
560 static unsigned int tcp_synack_options(struct sock *sk,
561                                    struct request_sock *req,
562                                    unsigned int mss, struct sk_buff *skb,
563                                    struct tcp_out_options *opts,
564                                    struct tcp_md5sig_key **md5,
565                                    struct tcp_fastopen_cookie *foc)
566 {
567         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
568         unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE;
569
570 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
571         *md5 = tcp_rsk(req)->af_specific->md5_lookup(sk, req);
572         if (*md5) {
573                 opts->options |= OPTION_MD5;
574                 remaining -= TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
575
576                 /* We can't fit any SACK blocks in a packet with MD5 + TS
577                  * options. There was discussion about disabling SACK
578                  * rather than TS in order to fit in better with old,
579                  * buggy kernels, but that was deemed to be unnecessary.
580                  */
581                 ireq->tstamp_ok &= !ireq->sack_ok;
582         }
583 #else
584         *md5 = NULL;
585 #endif
586
587         /* We always send an MSS option. */
588         opts->mss = mss;
589         remaining -= TCPOLEN_MSS_ALIGNED;
590
591         if (likely(ireq->wscale_ok)) {
592                 opts->ws = ireq->rcv_wscale;
593                 opts->options |= OPTION_WSCALE;
594                 remaining -= TCPOLEN_WSCALE_ALIGNED;
595         }
596         if (likely(ireq->tstamp_ok)) {
597                 opts->options |= OPTION_TS;
598                 opts->tsval = TCP_SKB_CB(skb)->when;
599                 opts->tsecr = req->ts_recent;
600                 remaining -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
601         }
602         if (likely(ireq->sack_ok)) {
603                 opts->options |= OPTION_SACK_ADVERTISE;
604                 if (unlikely(!ireq->tstamp_ok))
605                         remaining -= TCPOLEN_SACKPERM_ALIGNED;
606         }
607         if (foc != NULL) {
608                 u32 need = TCPOLEN_EXP_FASTOPEN_BASE + foc->len;
609                 need = (need + 3) & ~3U;  /* Align to 32 bits */
610                 if (remaining >= need) {
611                         opts->options |= OPTION_FAST_OPEN_COOKIE;
612                         opts->fastopen_cookie = foc;
613                         remaining -= need;
614                 }
615         }
616
617         return MAX_TCP_OPTION_SPACE - remaining;
618 }
619
620 /* Compute TCP options for ESTABLISHED sockets. This is not the
621  * final wire format yet.
622  */
623 static unsigned int tcp_established_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
624                                         struct tcp_out_options *opts,
625                                         struct tcp_md5sig_key **md5)
626 {
627         struct tcp_skb_cb *tcb = skb ? TCP_SKB_CB(skb) : NULL;
628         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
629         unsigned int size = 0;
630         unsigned int eff_sacks;
631
632 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
633         *md5 = tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk);
634         if (unlikely(*md5)) {
635                 opts->options |= OPTION_MD5;
636                 size += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
637         }
638 #else
639         *md5 = NULL;
640 #endif
641
642         if (likely(tp->rx_opt.tstamp_ok)) {
643                 opts->options |= OPTION_TS;
644                 opts->tsval = tcb ? tcb->when + tp->tsoffset : 0;
645                 opts->tsecr = tp->rx_opt.ts_recent;
646                 size += TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
647         }
648
649         eff_sacks = tp->rx_opt.num_sacks + tp->rx_opt.dsack;
650         if (unlikely(eff_sacks)) {
651                 const unsigned int remaining = MAX_TCP_OPTION_SPACE - size;
652                 opts->num_sack_blocks =
653                         min_t(unsigned int, eff_sacks,
654                               (remaining - TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED) /
655                               TCPOLEN_SACK_PERBLOCK);
656                 size += TCPOLEN_SACK_BASE_ALIGNED +
657                         opts->num_sack_blocks * TCPOLEN_SACK_PERBLOCK;
658         }
659
660         return size;
661 }
662
663
664 /* TCP SMALL QUEUES (TSQ)
665  *
666  * TSQ goal is to keep small amount of skbs per tcp flow in tx queues (qdisc+dev)
667  * to reduce RTT and bufferbloat.
668  * We do this using a special skb destructor (tcp_wfree).
669  *
670  * Its important tcp_wfree() can be replaced by sock_wfree() in the event skb
671  * needs to be reallocated in a driver.
672  * The invariant being skb->truesize substracted from sk->sk_wmem_alloc
673  *
674  * Since transmit from skb destructor is forbidden, we use a tasklet
675  * to process all sockets that eventually need to send more skbs.
676  * We use one tasklet per cpu, with its own queue of sockets.
677  */
678 struct tsq_tasklet {
679         struct tasklet_struct   tasklet;
680         struct list_head        head; /* queue of tcp sockets */
681 };
682 static DEFINE_PER_CPU(struct tsq_tasklet, tsq_tasklet);
683
684 static void tcp_tsq_handler(struct sock *sk)
685 {
686         if ((1 << sk->sk_state) &
687             (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_FIN_WAIT1 | TCPF_CLOSING |
688              TCPF_CLOSE_WAIT  | TCPF_LAST_ACK))
689                 tcp_write_xmit(sk, tcp_current_mss(sk), tcp_sk(sk)->nonagle,
690                                0, GFP_ATOMIC);
691 }
692 /*
693  * One tasklest per cpu tries to send more skbs.
694  * We run in tasklet context but need to disable irqs when
695  * transfering tsq->head because tcp_wfree() might
696  * interrupt us (non NAPI drivers)
697  */
698 static void tcp_tasklet_func(unsigned long data)
699 {
700         struct tsq_tasklet *tsq = (struct tsq_tasklet *)data;
701         LIST_HEAD(list);
702         unsigned long flags;
703         struct list_head *q, *n;
704         struct tcp_sock *tp;
705         struct sock *sk;
706
707         local_irq_save(flags);
708         list_splice_init(&tsq->head, &list);
709         local_irq_restore(flags);
710
711         list_for_each_safe(q, n, &list) {
712                 tp = list_entry(q, struct tcp_sock, tsq_node);
713                 list_del(&tp->tsq_node);
714
715                 sk = (struct sock *)tp;
716                 bh_lock_sock(sk);
717
718                 if (!sock_owned_by_user(sk)) {
719                         tcp_tsq_handler(sk);
720                 } else {
721                         /* defer the work to tcp_release_cb() */
722                         set_bit(TCP_TSQ_DEFERRED, &tp->tsq_flags);
723                 }
724                 bh_unlock_sock(sk);
725
726                 clear_bit(TSQ_QUEUED, &tp->tsq_flags);
727                 sk_free(sk);
728         }
729 }
730
731 #define TCP_DEFERRED_ALL ((1UL << TCP_TSQ_DEFERRED) |           \
732                           (1UL << TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED) |   \
733                           (1UL << TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED) |  \
734                           (1UL << TCP_MTU_REDUCED_DEFERRED))
735 /**
736  * tcp_release_cb - tcp release_sock() callback
737  * @sk: socket
738  *
739  * called from release_sock() to perform protocol dependent
740  * actions before socket release.
741  */
742 void tcp_release_cb(struct sock *sk)
743 {
744         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
745         unsigned long flags, nflags;
746
747         /* perform an atomic operation only if at least one flag is set */
748         do {
749                 flags = tp->tsq_flags;
750                 if (!(flags & TCP_DEFERRED_ALL))
751                         return;
752                 nflags = flags & ~TCP_DEFERRED_ALL;
753         } while (cmpxchg(&tp->tsq_flags, flags, nflags) != flags);
754
755         if (flags & (1UL << TCP_TSQ_DEFERRED))
756                 tcp_tsq_handler(sk);
757
758         /* Here begins the tricky part :
759          * We are called from release_sock() with :
760          * 1) BH disabled
761          * 2) sk_lock.slock spinlock held
762          * 3) socket owned by us (sk->sk_lock.owned == 1)
763          *
764          * But following code is meant to be called from BH handlers,
765          * so we should keep BH disabled, but early release socket ownership
766          */
767         sock_release_ownership(sk);
768
769         if (flags & (1UL << TCP_WRITE_TIMER_DEFERRED)) {
770                 tcp_write_timer_handler(sk);
771                 __sock_put(sk);
772         }
773         if (flags & (1UL << TCP_DELACK_TIMER_DEFERRED)) {
774                 tcp_delack_timer_handler(sk);
775                 __sock_put(sk);
776         }
777         if (flags & (1UL << TCP_MTU_REDUCED_DEFERRED)) {
778                 sk->sk_prot->mtu_reduced(sk);
779                 __sock_put(sk);
780         }
781 }
782 EXPORT_SYMBOL(tcp_release_cb);
783
784 void __init tcp_tasklet_init(void)
785 {
786         int i;
787
788         for_each_possible_cpu(i) {
789                 struct tsq_tasklet *tsq = &per_cpu(tsq_tasklet, i);
790
791                 INIT_LIST_HEAD(&tsq->head);
792                 tasklet_init(&tsq->tasklet,
793                              tcp_tasklet_func,
794                              (unsigned long)tsq);
795         }
796 }
797
798 /*
799  * Write buffer destructor automatically called from kfree_skb.
800  * We cant xmit new skbs from this context, as we might already
801  * hold qdisc lock.
802  */
803 void tcp_wfree(struct sk_buff *skb)
804 {
805         struct sock *sk = skb->sk;
806         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
807
808         if (test_and_clear_bit(TSQ_THROTTLED, &tp->tsq_flags) &&
809             !test_and_set_bit(TSQ_QUEUED, &tp->tsq_flags)) {
810                 unsigned long flags;
811                 struct tsq_tasklet *tsq;
812
813                 /* Keep a ref on socket.
814                  * This last ref will be released in tcp_tasklet_func()
815                  */
816                 atomic_sub(skb->truesize - 1, &sk->sk_wmem_alloc);
817
818                 /* queue this socket to tasklet queue */
819                 local_irq_save(flags);
820                 tsq = &__get_cpu_var(tsq_tasklet);
821                 list_add(&tp->tsq_node, &tsq->head);
822                 tasklet_schedule(&tsq->tasklet);
823                 local_irq_restore(flags);
824         } else {
825                 sock_wfree(skb);
826         }
827 }
828
829 /* This routine actually transmits TCP packets queued in by
830  * tcp_do_sendmsg().  This is used by both the initial
831  * transmission and possible later retransmissions.
832  * All SKB's seen here are completely headerless.  It is our
833  * job to build the TCP header, and pass the packet down to
834  * IP so it can do the same plus pass the packet off to the
835  * device.
836  *
837  * We are working here with either a clone of the original
838  * SKB, or a fresh unique copy made by the retransmit engine.
839  */
840 static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
841                             gfp_t gfp_mask)
842 {
843         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
844         struct inet_sock *inet;
845         struct tcp_sock *tp;
846         struct tcp_skb_cb *tcb;
847         struct tcp_out_options opts;
848         unsigned int tcp_options_size, tcp_header_size;
849         struct tcp_md5sig_key *md5;
850         struct tcphdr *th;
851         int err;
852
853         BUG_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb));
854
855         /* If congestion control is doing timestamping, we must
856          * take such a timestamp before we potentially clone/copy.
857          */
858         if (icsk->icsk_ca_ops->flags & TCP_CONG_RTT_STAMP)
859                 __net_timestamp(skb);
860
861         if (likely(clone_it)) {
862                 const struct sk_buff *fclone = skb + 1;
863
864                 if (unlikely(skb->fclone == SKB_FCLONE_ORIG &&
865                              fclone->fclone == SKB_FCLONE_CLONE))
866                         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk),
867                                          LINUX_MIB_TCPSPURIOUS_RTX_HOSTQUEUES);
868
869                 if (unlikely(skb_cloned(skb)))
870                         skb = pskb_copy(skb, gfp_mask);
871                 else
872                         skb = skb_clone(skb, gfp_mask);
873                 if (unlikely(!skb))
874                         return -ENOBUFS;
875         }
876
877         inet = inet_sk(sk);
878         tp = tcp_sk(sk);
879         tcb = TCP_SKB_CB(skb);
880         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
881
882         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN))
883                 tcp_options_size = tcp_syn_options(sk, skb, &opts, &md5);
884         else
885                 tcp_options_size = tcp_established_options(sk, skb, &opts,
886                                                            &md5);
887         tcp_header_size = tcp_options_size + sizeof(struct tcphdr);
888
889         if (tcp_packets_in_flight(tp) == 0)
890                 tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_TX_START);
891
892         /* if no packet is in qdisc/device queue, then allow XPS to select
893          * another queue.
894          */
895         skb->ooo_okay = sk_wmem_alloc_get(sk) == 0;
896
897         skb_push(skb, tcp_header_size);
898         skb_reset_transport_header(skb);
899
900         skb_orphan(skb);
901         skb->sk = sk;
902         skb->destructor = tcp_wfree;
903         atomic_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
904
905         /* Build TCP header and checksum it. */
906         th = tcp_hdr(skb);
907         th->source              = inet->inet_sport;
908         th->dest                = inet->inet_dport;
909         th->seq                 = htonl(tcb->seq);
910         th->ack_seq             = htonl(tp->rcv_nxt);
911         *(((__be16 *)th) + 6)   = htons(((tcp_header_size >> 2) << 12) |
912                                         tcb->tcp_flags);
913
914         if (unlikely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
915                 /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments
916                  * is never scaled.
917                  */
918                 th->window      = htons(min(tp->rcv_wnd, 65535U));
919         } else {
920                 th->window      = htons(tcp_select_window(sk));
921         }
922         th->check               = 0;
923         th->urg_ptr             = 0;
924
925         /* The urg_mode check is necessary during a below snd_una win probe */
926         if (unlikely(tcp_urg_mode(tp) && before(tcb->seq, tp->snd_up))) {
927                 if (before(tp->snd_up, tcb->seq + 0x10000)) {
928                         th->urg_ptr = htons(tp->snd_up - tcb->seq);
929                         th->urg = 1;
930                 } else if (after(tcb->seq + 0xFFFF, tp->snd_nxt)) {
931                         th->urg_ptr = htons(0xFFFF);
932                         th->urg = 1;
933                 }
934         }
935
936         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
937         if (likely((tcb->tcp_flags & TCPHDR_SYN) == 0))
938                 TCP_ECN_send(sk, skb, tcp_header_size);
939
940 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
941         /* Calculate the MD5 hash, as we have all we need now */
942         if (md5) {
943                 sk_nocaps_add(sk, NETIF_F_GSO_MASK);
944                 tp->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
945                                                md5, sk, NULL, skb);
946         }
947 #endif
948
949         icsk->icsk_af_ops->send_check(sk, skb);
950
951         if (likely(tcb->tcp_flags & TCPHDR_ACK))
952                 tcp_event_ack_sent(sk, tcp_skb_pcount(skb));
953
954         if (skb->len != tcp_header_size)
955                 tcp_event_data_sent(tp, sk);
956
957         if (after(tcb->end_seq, tp->snd_nxt) || tcb->seq == tcb->end_seq)
958                 TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS,
959                               tcp_skb_pcount(skb));
960
961         err = icsk->icsk_af_ops->queue_xmit(skb, &inet->cork.fl);
962         if (likely(err <= 0))
963                 return err;
964
965         tcp_enter_cwr(sk, 1);
966
967         return net_xmit_eval(err);
968 }
969
970 /* This routine just queues the buffer for sending.
971  *
972  * NOTE: probe0 timer is not checked, do not forget tcp_push_pending_frames,
973  * otherwise socket can stall.
974  */
975 static void tcp_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
976 {
977         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
978
979         /* Advance write_seq and place onto the write_queue. */
980         tp->write_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
981         skb_header_release(skb);
982         tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
983         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
984         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
985 }
986
987 /* Initialize TSO segments for a packet. */
988 static void tcp_set_skb_tso_segs(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
989                                  unsigned int mss_now)
990 {
991         /* Make sure we own this skb before messing gso_size/gso_segs */
992         WARN_ON_ONCE(skb_cloned(skb));
993
994         if (skb->len <= mss_now || !sk_can_gso(sk) ||
995             skb->ip_summed == CHECKSUM_NONE) {
996                 /* Avoid the costly divide in the normal
997                  * non-TSO case.
998                  */
999                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = 1;
1000                 skb_shinfo(skb)->gso_size = 0;
1001                 skb_shinfo(skb)->gso_type = 0;
1002         } else {
1003                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = DIV_ROUND_UP(skb->len, mss_now);
1004                 skb_shinfo(skb)->gso_size = mss_now;
1005                 skb_shinfo(skb)->gso_type = sk->sk_gso_type;
1006         }
1007 }
1008
1009 /* When a modification to fackets out becomes necessary, we need to check
1010  * skb is counted to fackets_out or not.
1011  */
1012 static void tcp_adjust_fackets_out(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
1013                                    int decr)
1014 {
1015         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1016
1017         if (!tp->sacked_out || tcp_is_reno(tp))
1018                 return;
1019
1020         if (after(tcp_highest_sack_seq(tp), TCP_SKB_CB(skb)->seq))
1021                 tp->fackets_out -= decr;
1022 }
1023
1024 /* Pcount in the middle of the write queue got changed, we need to do various
1025  * tweaks to fix counters
1026  */
1027 static void tcp_adjust_pcount(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb, int decr)
1028 {
1029         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1030
1031         tp->packets_out -= decr;
1032
1033         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
1034                 tp->sacked_out -= decr;
1035         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)
1036                 tp->retrans_out -= decr;
1037         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)
1038                 tp->lost_out -= decr;
1039
1040         /* Reno case is special. Sigh... */
1041         if (tcp_is_reno(tp) && decr > 0)
1042                 tp->sacked_out -= min_t(u32, tp->sacked_out, decr);
1043
1044         tcp_adjust_fackets_out(sk, skb, decr);
1045
1046         if (tp->lost_skb_hint &&
1047             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, TCP_SKB_CB(tp->lost_skb_hint)->seq) &&
1048             (tcp_is_fack(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)))
1049                 tp->lost_cnt_hint -= decr;
1050
1051         tcp_verify_left_out(tp);
1052 }
1053
1054 /* Function to create two new TCP segments.  Shrinks the given segment
1055  * to the specified size and appends a new segment with the rest of the
1056  * packet to the list.  This won't be called frequently, I hope.
1057  * Remember, these are still headerless SKBs at this point.
1058  */
1059 int tcp_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len,
1060                  unsigned int mss_now)
1061 {
1062         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1063         struct sk_buff *buff;
1064         int nsize, old_factor;
1065         int nlen;
1066         u8 flags;
1067
1068         if (WARN_ON(len > skb->len))
1069                 return -EINVAL;
1070
1071         nsize = skb_headlen(skb) - len;
1072         if (nsize < 0)
1073                 nsize = 0;
1074
1075         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1076                 return -ENOMEM;
1077
1078         /* Get a new skb... force flag on. */
1079         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, nsize, GFP_ATOMIC);
1080         if (buff == NULL)
1081                 return -ENOMEM; /* We'll just try again later. */
1082
1083         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1084         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1085         nlen = skb->len - len - nsize;
1086         buff->truesize += nlen;
1087         skb->truesize -= nlen;
1088
1089         /* Correct the sequence numbers. */
1090         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1091         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1092         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1093
1094         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1095         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1096         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1097         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1098         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
1099
1100         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags && skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL) {
1101                 /* Copy and checksum data tail into the new buffer. */
1102                 buff->csum = csum_partial_copy_nocheck(skb->data + len,
1103                                                        skb_put(buff, nsize),
1104                                                        nsize, 0);
1105
1106                 skb_trim(skb, len);
1107
1108                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, buff->csum, len);
1109         } else {
1110                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1111                 skb_split(skb, buff, len);
1112         }
1113
1114         buff->ip_summed = skb->ip_summed;
1115
1116         /* Looks stupid, but our code really uses when of
1117          * skbs, which it never sent before. --ANK
1118          */
1119         TCP_SKB_CB(buff)->when = TCP_SKB_CB(skb)->when;
1120         buff->tstamp = skb->tstamp;
1121
1122         old_factor = tcp_skb_pcount(skb);
1123
1124         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1125         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1126         tcp_set_skb_tso_segs(sk, buff, mss_now);
1127
1128         /* If this packet has been sent out already, we must
1129          * adjust the various packet counters.
1130          */
1131         if (!before(tp->snd_nxt, TCP_SKB_CB(buff)->end_seq)) {
1132                 int diff = old_factor - tcp_skb_pcount(skb) -
1133                         tcp_skb_pcount(buff);
1134
1135                 if (diff)
1136                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, diff);
1137         }
1138
1139         /* Link BUFF into the send queue. */
1140         skb_header_release(buff);
1141         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1142
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 /* This is similar to __pskb_pull_head() (it will go to core/skbuff.c
1147  * eventually). The difference is that pulled data not copied, but
1148  * immediately discarded.
1149  */
1150 static void __pskb_trim_head(struct sk_buff *skb, int len)
1151 {
1152         int i, k, eat;
1153
1154         eat = min_t(int, len, skb_headlen(skb));
1155         if (eat) {
1156                 __skb_pull(skb, eat);
1157                 len -= eat;
1158                 if (!len)
1159                         return;
1160         }
1161         eat = len;
1162         k = 0;
1163         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
1164                 int size = skb_frag_size(&skb_shinfo(skb)->frags[i]);
1165
1166                 if (size <= eat) {
1167                         skb_frag_unref(skb, i);
1168                         eat -= size;
1169                 } else {
1170                         skb_shinfo(skb)->frags[k] = skb_shinfo(skb)->frags[i];
1171                         if (eat) {
1172                                 skb_shinfo(skb)->frags[k].page_offset += eat;
1173                                 skb_frag_size_sub(&skb_shinfo(skb)->frags[k], eat);
1174                                 eat = 0;
1175                         }
1176                         k++;
1177                 }
1178         }
1179         skb_shinfo(skb)->nr_frags = k;
1180
1181         skb_reset_tail_pointer(skb);
1182         skb->data_len -= len;
1183         skb->len = skb->data_len;
1184 }
1185
1186 /* Remove acked data from a packet in the transmit queue. */
1187 int tcp_trim_head(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, u32 len)
1188 {
1189         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
1190                 return -ENOMEM;
1191
1192         __pskb_trim_head(skb, len);
1193
1194         TCP_SKB_CB(skb)->seq += len;
1195         skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1196
1197         skb->truesize        -= len;
1198         sk->sk_wmem_queued   -= len;
1199         sk_mem_uncharge(sk, len);
1200         sock_set_flag(sk, SOCK_QUEUE_SHRUNK);
1201
1202         /* Any change of skb->len requires recalculation of tso factor. */
1203         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
1204                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, tcp_skb_mss(skb));
1205
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 /* Calculate MSS not accounting any TCP options.  */
1210 static inline int __tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1211 {
1212         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1213         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1214         int mss_now;
1215
1216         /* Calculate base mss without TCP options:
1217            It is MMS_S - sizeof(tcphdr) of rfc1122
1218          */
1219         mss_now = pmtu - icsk->icsk_af_ops->net_header_len - sizeof(struct tcphdr);
1220
1221         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1222         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1223                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1224
1225                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1226                         mss_now -= icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1227         }
1228
1229         /* Clamp it (mss_clamp does not include tcp options) */
1230         if (mss_now > tp->rx_opt.mss_clamp)
1231                 mss_now = tp->rx_opt.mss_clamp;
1232
1233         /* Now subtract optional transport overhead */
1234         mss_now -= icsk->icsk_ext_hdr_len;
1235
1236         /* Then reserve room for full set of TCP options and 8 bytes of data */
1237         if (mss_now < 48)
1238                 mss_now = 48;
1239         return mss_now;
1240 }
1241
1242 /* Calculate MSS. Not accounting for SACKs here.  */
1243 int tcp_mtu_to_mss(struct sock *sk, int pmtu)
1244 {
1245         /* Subtract TCP options size, not including SACKs */
1246         return __tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu) -
1247                (tcp_sk(sk)->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr));
1248 }
1249
1250 /* Inverse of above */
1251 int tcp_mss_to_mtu(struct sock *sk, int mss)
1252 {
1253         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1254         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1255         int mtu;
1256
1257         mtu = mss +
1258               tp->tcp_header_len +
1259               icsk->icsk_ext_hdr_len +
1260               icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1261
1262         /* IPv6 adds a frag_hdr in case RTAX_FEATURE_ALLFRAG is set */
1263         if (icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len) {
1264                 const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1265
1266                 if (dst && dst_allfrag(dst))
1267                         mtu += icsk->icsk_af_ops->net_frag_header_len;
1268         }
1269         return mtu;
1270 }
1271
1272 /* MTU probing init per socket */
1273 void tcp_mtup_init(struct sock *sk)
1274 {
1275         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1276         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1277
1278         icsk->icsk_mtup.enabled = sysctl_tcp_mtu_probing > 1;
1279         icsk->icsk_mtup.search_high = tp->rx_opt.mss_clamp + sizeof(struct tcphdr) +
1280                                icsk->icsk_af_ops->net_header_len;
1281         icsk->icsk_mtup.search_low = tcp_mss_to_mtu(sk, sysctl_tcp_base_mss);
1282         icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
1283 }
1284 EXPORT_SYMBOL(tcp_mtup_init);
1285
1286 /* This function synchronize snd mss to current pmtu/exthdr set.
1287
1288    tp->rx_opt.user_mss is mss set by user by TCP_MAXSEG. It does NOT counts
1289    for TCP options, but includes only bare TCP header.
1290
1291    tp->rx_opt.mss_clamp is mss negotiated at connection setup.
1292    It is minimum of user_mss and mss received with SYN.
1293    It also does not include TCP options.
1294
1295    inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie is last pmtu, seen by this function.
1296
1297    tp->mss_cache is current effective sending mss, including
1298    all tcp options except for SACKs. It is evaluated,
1299    taking into account current pmtu, but never exceeds
1300    tp->rx_opt.mss_clamp.
1301
1302    NOTE1. rfc1122 clearly states that advertised MSS
1303    DOES NOT include either tcp or ip options.
1304
1305    NOTE2. inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie and tp->mss_cache
1306    are READ ONLY outside this function.         --ANK (980731)
1307  */
1308 unsigned int tcp_sync_mss(struct sock *sk, u32 pmtu)
1309 {
1310         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1311         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1312         int mss_now;
1313
1314         if (icsk->icsk_mtup.search_high > pmtu)
1315                 icsk->icsk_mtup.search_high = pmtu;
1316
1317         mss_now = tcp_mtu_to_mss(sk, pmtu);
1318         mss_now = tcp_bound_to_half_wnd(tp, mss_now);
1319
1320         /* And store cached results */
1321         icsk->icsk_pmtu_cookie = pmtu;
1322         if (icsk->icsk_mtup.enabled)
1323                 mss_now = min(mss_now, tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_low));
1324         tp->mss_cache = mss_now;
1325
1326         return mss_now;
1327 }
1328 EXPORT_SYMBOL(tcp_sync_mss);
1329
1330 /* Compute the current effective MSS, taking SACKs and IP options,
1331  * and even PMTU discovery events into account.
1332  */
1333 unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk)
1334 {
1335         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1336         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
1337         u32 mss_now;
1338         unsigned int header_len;
1339         struct tcp_out_options opts;
1340         struct tcp_md5sig_key *md5;
1341
1342         mss_now = tp->mss_cache;
1343
1344         if (dst) {
1345                 u32 mtu = dst_mtu(dst);
1346                 if (mtu != inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie)
1347                         mss_now = tcp_sync_mss(sk, mtu);
1348         }
1349
1350         header_len = tcp_established_options(sk, NULL, &opts, &md5) +
1351                      sizeof(struct tcphdr);
1352         /* The mss_cache is sized based on tp->tcp_header_len, which assumes
1353          * some common options. If this is an odd packet (because we have SACK
1354          * blocks etc) then our calculated header_len will be different, and
1355          * we have to adjust mss_now correspondingly */
1356         if (header_len != tp->tcp_header_len) {
1357                 int delta = (int) header_len - tp->tcp_header_len;
1358                 mss_now -= delta;
1359         }
1360
1361         return mss_now;
1362 }
1363
1364 /* Congestion window validation. (RFC2861) */
1365 static void tcp_cwnd_validate(struct sock *sk)
1366 {
1367         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1368
1369         if (tp->packets_out >= tp->snd_cwnd) {
1370                 /* Network is feed fully. */
1371                 tp->snd_cwnd_used = 0;
1372                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
1373         } else {
1374                 /* Network starves. */
1375                 if (tp->packets_out > tp->snd_cwnd_used)
1376                         tp->snd_cwnd_used = tp->packets_out;
1377
1378                 if (sysctl_tcp_slow_start_after_idle &&
1379                     (s32)(tcp_time_stamp - tp->snd_cwnd_stamp) >= inet_csk(sk)->icsk_rto)
1380                         tcp_cwnd_application_limited(sk);
1381         }
1382 }
1383
1384 /* Returns the portion of skb which can be sent right away without
1385  * introducing MSS oddities to segment boundaries. In rare cases where
1386  * mss_now != mss_cache, we will request caller to create a small skb
1387  * per input skb which could be mostly avoided here (if desired).
1388  *
1389  * We explicitly want to create a request for splitting write queue tail
1390  * to a small skb for Nagle purposes while avoiding unnecessary modulos,
1391  * thus all the complexity (cwnd_len is always MSS multiple which we
1392  * return whenever allowed by the other factors). Basically we need the
1393  * modulo only when the receiver window alone is the limiting factor or
1394  * when we would be allowed to send the split-due-to-Nagle skb fully.
1395  */
1396 static unsigned int tcp_mss_split_point(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
1397                                         unsigned int mss_now, unsigned int max_segs)
1398 {
1399         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1400         u32 needed, window, max_len;
1401
1402         window = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1403         max_len = mss_now * max_segs;
1404
1405         if (likely(max_len <= window && skb != tcp_write_queue_tail(sk)))
1406                 return max_len;
1407
1408         needed = min(skb->len, window);
1409
1410         if (max_len <= needed)
1411                 return max_len;
1412
1413         return needed - needed % mss_now;
1414 }
1415
1416 /* Can at least one segment of SKB be sent right now, according to the
1417  * congestion window rules?  If so, return how many segments are allowed.
1418  */
1419 static inline unsigned int tcp_cwnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1420                                          const struct sk_buff *skb)
1421 {
1422         u32 in_flight, cwnd;
1423
1424         /* Don't be strict about the congestion window for the final FIN.  */
1425         if ((TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
1426             tcp_skb_pcount(skb) == 1)
1427                 return 1;
1428
1429         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1430         cwnd = tp->snd_cwnd;
1431         if (in_flight < cwnd)
1432                 return (cwnd - in_flight);
1433
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 /* Initialize TSO state of a skb.
1438  * This must be invoked the first time we consider transmitting
1439  * SKB onto the wire.
1440  */
1441 static int tcp_init_tso_segs(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1442                              unsigned int mss_now)
1443 {
1444         int tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1445
1446         if (!tso_segs || (tso_segs > 1 && tcp_skb_mss(skb) != mss_now)) {
1447                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1448                 tso_segs = tcp_skb_pcount(skb);
1449         }
1450         return tso_segs;
1451 }
1452
1453 /* Minshall's variant of the Nagle send check. */
1454 static inline bool tcp_minshall_check(const struct tcp_sock *tp)
1455 {
1456         return after(tp->snd_sml, tp->snd_una) &&
1457                 !after(tp->snd_sml, tp->snd_nxt);
1458 }
1459
1460 /* Return false, if packet can be sent now without violation Nagle's rules:
1461  * 1. It is full sized.
1462  * 2. Or it contains FIN. (already checked by caller)
1463  * 3. Or TCP_CORK is not set, and TCP_NODELAY is set.
1464  * 4. Or TCP_CORK is not set, and all sent packets are ACKed.
1465  *    With Minshall's modification: all sent small packets are ACKed.
1466  */
1467 static inline bool tcp_nagle_check(const struct tcp_sock *tp,
1468                                   const struct sk_buff *skb,
1469                                   unsigned int mss_now, int nonagle)
1470 {
1471         return skb->len < mss_now &&
1472                 ((nonagle & TCP_NAGLE_CORK) ||
1473                  (!nonagle && tp->packets_out && tcp_minshall_check(tp)));
1474 }
1475
1476 /* Return true if the Nagle test allows this packet to be
1477  * sent now.
1478  */
1479 static inline bool tcp_nagle_test(const struct tcp_sock *tp, const struct sk_buff *skb,
1480                                   unsigned int cur_mss, int nonagle)
1481 {
1482         /* Nagle rule does not apply to frames, which sit in the middle of the
1483          * write_queue (they have no chances to get new data).
1484          *
1485          * This is implemented in the callers, where they modify the 'nonagle'
1486          * argument based upon the location of SKB in the send queue.
1487          */
1488         if (nonagle & TCP_NAGLE_PUSH)
1489                 return true;
1490
1491         /* Don't use the nagle rule for urgent data (or for the final FIN). */
1492         if (tcp_urg_mode(tp) || (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN))
1493                 return true;
1494
1495         if (!tcp_nagle_check(tp, skb, cur_mss, nonagle))
1496                 return true;
1497
1498         return false;
1499 }
1500
1501 /* Does at least the first segment of SKB fit into the send window? */
1502 static bool tcp_snd_wnd_test(const struct tcp_sock *tp,
1503                              const struct sk_buff *skb,
1504                              unsigned int cur_mss)
1505 {
1506         u32 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1507
1508         if (skb->len > cur_mss)
1509                 end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + cur_mss;
1510
1511         return !after(end_seq, tcp_wnd_end(tp));
1512 }
1513
1514 /* This checks if the data bearing packet SKB (usually tcp_send_head(sk))
1515  * should be put on the wire right now.  If so, it returns the number of
1516  * packets allowed by the congestion window.
1517  */
1518 static unsigned int tcp_snd_test(const struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
1519                                  unsigned int cur_mss, int nonagle)
1520 {
1521         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1522         unsigned int cwnd_quota;
1523
1524         tcp_init_tso_segs(sk, skb, cur_mss);
1525
1526         if (!tcp_nagle_test(tp, skb, cur_mss, nonagle))
1527                 return 0;
1528
1529         cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1530         if (cwnd_quota && !tcp_snd_wnd_test(tp, skb, cur_mss))
1531                 cwnd_quota = 0;
1532
1533         return cwnd_quota;
1534 }
1535
1536 /* Test if sending is allowed right now. */
1537 bool tcp_may_send_now(struct sock *sk)
1538 {
1539         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1540         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
1541
1542         return skb &&
1543                 tcp_snd_test(sk, skb, tcp_current_mss(sk),
1544                              (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1545                               tp->nonagle : TCP_NAGLE_PUSH));
1546 }
1547
1548 /* Trim TSO SKB to LEN bytes, put the remaining data into a new packet
1549  * which is put after SKB on the list.  It is very much like
1550  * tcp_fragment() except that it may make several kinds of assumptions
1551  * in order to speed up the splitting operation.  In particular, we
1552  * know that all the data is in scatter-gather pages, and that the
1553  * packet has never been sent out before (and thus is not cloned).
1554  */
1555 static int tso_fragment(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int len,
1556                         unsigned int mss_now, gfp_t gfp)
1557 {
1558         struct sk_buff *buff;
1559         int nlen = skb->len - len;
1560         u8 flags;
1561
1562         /* All of a TSO frame must be composed of paged data.  */
1563         if (skb->len != skb->data_len)
1564                 return tcp_fragment(sk, skb, len, mss_now);
1565
1566         buff = sk_stream_alloc_skb(sk, 0, gfp);
1567         if (unlikely(buff == NULL))
1568                 return -ENOMEM;
1569
1570         sk->sk_wmem_queued += buff->truesize;
1571         sk_mem_charge(sk, buff->truesize);
1572         buff->truesize += nlen;
1573         skb->truesize -= nlen;
1574
1575         /* Correct the sequence numbers. */
1576         TCP_SKB_CB(buff)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + len;
1577         TCP_SKB_CB(buff)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
1578         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(buff)->seq;
1579
1580         /* PSH and FIN should only be set in the second packet. */
1581         flags = TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1582         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags = flags & ~(TCPHDR_FIN | TCPHDR_PSH);
1583         TCP_SKB_CB(buff)->tcp_flags = flags;
1584
1585         /* This packet was never sent out yet, so no SACK bits. */
1586         TCP_SKB_CB(buff)->sacked = 0;
1587
1588         buff->ip_summed = skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
1589         skb_split(skb, buff, len);
1590
1591         /* Fix up tso_factor for both original and new SKB.  */
1592         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1593         tcp_set_skb_tso_segs(sk, buff, mss_now);
1594
1595         /* Link BUFF into the send queue. */
1596         skb_header_release(buff);
1597         tcp_insert_write_queue_after(skb, buff, sk);
1598
1599         return 0;
1600 }
1601
1602 /* Try to defer sending, if possible, in order to minimize the amount
1603  * of TSO splitting we do.  View it as a kind of TSO Nagle test.
1604  *
1605  * This algorithm is from John Heffner.
1606  */
1607 static bool tcp_tso_should_defer(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1608 {
1609         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1610         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1611         u32 send_win, cong_win, limit, in_flight;
1612         int win_divisor;
1613
1614         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN)
1615                 goto send_now;
1616
1617         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
1618                 goto send_now;
1619
1620         /* Defer for less than two clock ticks. */
1621         if (tp->tso_deferred &&
1622             (((u32)jiffies << 1) >> 1) - (tp->tso_deferred >> 1) > 1)
1623                 goto send_now;
1624
1625         in_flight = tcp_packets_in_flight(tp);
1626
1627         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) <= 1 || (tp->snd_cwnd <= in_flight));
1628
1629         send_win = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1630
1631         /* From in_flight test above, we know that cwnd > in_flight.  */
1632         cong_win = (tp->snd_cwnd - in_flight) * tp->mss_cache;
1633
1634         limit = min(send_win, cong_win);
1635
1636         /* If a full-sized TSO skb can be sent, do it. */
1637         if (limit >= min_t(unsigned int, sk->sk_gso_max_size,
1638                            tp->xmit_size_goal_segs * tp->mss_cache))
1639                 goto send_now;
1640
1641         /* Middle in queue won't get any more data, full sendable already? */
1642         if ((skb != tcp_write_queue_tail(sk)) && (limit >= skb->len))
1643                 goto send_now;
1644
1645         win_divisor = ACCESS_ONCE(sysctl_tcp_tso_win_divisor);
1646         if (win_divisor) {
1647                 u32 chunk = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd * tp->mss_cache);
1648
1649                 /* If at least some fraction of a window is available,
1650                  * just use it.
1651                  */
1652                 chunk /= win_divisor;
1653                 if (limit >= chunk)
1654                         goto send_now;
1655         } else {
1656                 /* Different approach, try not to defer past a single
1657                  * ACK.  Receiver should ACK every other full sized
1658                  * frame, so if we have space for more than 3 frames
1659                  * then send now.
1660                  */
1661                 if (limit > tcp_max_tso_deferred_mss(tp) * tp->mss_cache)
1662                         goto send_now;
1663         }
1664
1665         /* Ok, it looks like it is advisable to defer.
1666          * Do not rearm the timer if already set to not break TCP ACK clocking.
1667          */
1668         if (!tp->tso_deferred)
1669                 tp->tso_deferred = 1 | (jiffies << 1);
1670
1671         return true;
1672
1673 send_now:
1674         tp->tso_deferred = 0;
1675         return false;
1676 }
1677
1678 /* Create a new MTU probe if we are ready.
1679  * MTU probe is regularly attempting to increase the path MTU by
1680  * deliberately sending larger packets.  This discovers routing
1681  * changes resulting in larger path MTUs.
1682  *
1683  * Returns 0 if we should wait to probe (no cwnd available),
1684  *         1 if a probe was sent,
1685  *         -1 otherwise
1686  */
1687 static int tcp_mtu_probe(struct sock *sk)
1688 {
1689         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1690         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1691         struct sk_buff *skb, *nskb, *next;
1692         int len;
1693         int probe_size;
1694         int size_needed;
1695         int copy;
1696         int mss_now;
1697
1698         /* Not currently probing/verifying,
1699          * not in recovery,
1700          * have enough cwnd, and
1701          * not SACKing (the variable headers throw things off) */
1702         if (!icsk->icsk_mtup.enabled ||
1703             icsk->icsk_mtup.probe_size ||
1704             inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open ||
1705             tp->snd_cwnd < 11 ||
1706             tp->rx_opt.num_sacks || tp->rx_opt.dsack)
1707                 return -1;
1708
1709         /* Very simple search strategy: just double the MSS. */
1710         mss_now = tcp_current_mss(sk);
1711         probe_size = 2 * tp->mss_cache;
1712         size_needed = probe_size + (tp->reordering + 1) * tp->mss_cache;
1713         if (probe_size > tcp_mtu_to_mss(sk, icsk->icsk_mtup.search_high)) {
1714                 /* TODO: set timer for probe_converge_event */
1715                 return -1;
1716         }
1717
1718         /* Have enough data in the send queue to probe? */
1719         if (tp->write_seq - tp->snd_nxt < size_needed)
1720                 return -1;
1721
1722         if (tp->snd_wnd < size_needed)
1723                 return -1;
1724         if (after(tp->snd_nxt + size_needed, tcp_wnd_end(tp)))
1725                 return 0;
1726
1727         /* Do we need to wait to drain cwnd? With none in flight, don't stall */
1728         if (tcp_packets_in_flight(tp) + 2 > tp->snd_cwnd) {
1729                 if (!tcp_packets_in_flight(tp))
1730                         return -1;
1731                 else
1732                         return 0;
1733         }
1734
1735         /* We're allowed to probe.  Build it now. */
1736         if ((nskb = sk_stream_alloc_skb(sk, probe_size, GFP_ATOMIC)) == NULL)
1737                 return -1;
1738         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
1739         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
1740
1741         skb = tcp_send_head(sk);
1742
1743         TCP_SKB_CB(nskb)->seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
1744         TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq + probe_size;
1745         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags = TCPHDR_ACK;
1746         TCP_SKB_CB(nskb)->sacked = 0;
1747         nskb->csum = 0;
1748         nskb->ip_summed = skb->ip_summed;
1749
1750         tcp_insert_write_queue_before(nskb, skb, sk);
1751
1752         len = 0;
1753         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, next, sk) {
1754                 copy = min_t(int, skb->len, probe_size - len);
1755                 if (nskb->ip_summed)
1756                         skb_copy_bits(skb, 0, skb_put(nskb, copy), copy);
1757                 else
1758                         nskb->csum = skb_copy_and_csum_bits(skb, 0,
1759                                                             skb_put(nskb, copy),
1760                                                             copy, nskb->csum);
1761
1762                 if (skb->len <= copy) {
1763                         /* We've eaten all the data from this skb.
1764                          * Throw it away. */
1765                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags;
1766                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
1767                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
1768                 } else {
1769                         TCP_SKB_CB(nskb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags &
1770                                                    ~(TCPHDR_FIN|TCPHDR_PSH);
1771                         if (!skb_shinfo(skb)->nr_frags) {
1772                                 skb_pull(skb, copy);
1773                                 if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
1774                                         skb->csum = csum_partial(skb->data,
1775                                                                  skb->len, 0);
1776                         } else {
1777                                 __pskb_trim_head(skb, copy);
1778                                 tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1779                         }
1780                         TCP_SKB_CB(skb)->seq += copy;
1781                 }
1782
1783                 len += copy;
1784
1785                 if (len >= probe_size)
1786                         break;
1787         }
1788         tcp_init_tso_segs(sk, nskb, nskb->len);
1789
1790         /* We're ready to send.  If this fails, the probe will
1791          * be resegmented into mss-sized pieces by tcp_write_xmit(). */
1792         TCP_SKB_CB(nskb)->when = tcp_time_stamp;
1793         if (!tcp_transmit_skb(sk, nskb, 1, GFP_ATOMIC)) {
1794                 /* Decrement cwnd here because we are sending
1795                  * effectively two packets. */
1796                 tp->snd_cwnd--;
1797                 tcp_event_new_data_sent(sk, nskb);
1798
1799                 icsk->icsk_mtup.probe_size = tcp_mss_to_mtu(sk, nskb->len);
1800                 tp->mtu_probe.probe_seq_start = TCP_SKB_CB(nskb)->seq;
1801                 tp->mtu_probe.probe_seq_end = TCP_SKB_CB(nskb)->end_seq;
1802
1803                 return 1;
1804         }
1805
1806         return -1;
1807 }
1808
1809 /* This routine writes packets to the network.  It advances the
1810  * send_head.  This happens as incoming acks open up the remote
1811  * window for us.
1812  *
1813  * LARGESEND note: !tcp_urg_mode is overkill, only frames between
1814  * snd_up-64k-mss .. snd_up cannot be large. However, taking into
1815  * account rare use of URG, this is not a big flaw.
1816  *
1817  * Send at most one packet when push_one > 0. Temporarily ignore
1818  * cwnd limit to force at most one packet out when push_one == 2.
1819
1820  * Returns true, if no segments are in flight and we have queued segments,
1821  * but cannot send anything now because of SWS or another problem.
1822  */
1823 static bool tcp_write_xmit(struct sock *sk, unsigned int mss_now, int nonagle,
1824                            int push_one, gfp_t gfp)
1825 {
1826         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1827         struct sk_buff *skb;
1828         unsigned int tso_segs, sent_pkts;
1829         int cwnd_quota;
1830         int result;
1831
1832         sent_pkts = 0;
1833
1834         if (!push_one) {
1835                 /* Do MTU probing. */
1836                 result = tcp_mtu_probe(sk);
1837                 if (!result) {
1838                         return false;
1839                 } else if (result > 0) {
1840                         sent_pkts = 1;
1841                 }
1842         }
1843
1844         while ((skb = tcp_send_head(sk))) {
1845                 unsigned int limit;
1846
1847                 tso_segs = tcp_init_tso_segs(sk, skb, mss_now);
1848                 BUG_ON(!tso_segs);
1849
1850                 if (unlikely(tp->repair) && tp->repair_queue == TCP_SEND_QUEUE)
1851                         goto repair; /* Skip network transmission */
1852
1853                 cwnd_quota = tcp_cwnd_test(tp, skb);
1854                 if (!cwnd_quota) {
1855                         if (push_one == 2)
1856                                 /* Force out a loss probe pkt. */
1857                                 cwnd_quota = 1;
1858                         else
1859                                 break;
1860                 }
1861
1862                 if (unlikely(!tcp_snd_wnd_test(tp, skb, mss_now)))
1863                         break;
1864
1865                 if (tso_segs == 1) {
1866                         if (unlikely(!tcp_nagle_test(tp, skb, mss_now,
1867                                                      (tcp_skb_is_last(sk, skb) ?
1868                                                       nonagle : TCP_NAGLE_PUSH))))
1869                                 break;
1870                 } else {
1871                         if (!push_one && tcp_tso_should_defer(sk, skb))
1872                                 break;
1873                 }
1874
1875                 /* TCP Small Queues :
1876                  * Control number of packets in qdisc/devices to two packets / or ~1 ms.
1877                  * This allows for :
1878                  *  - better RTT estimation and ACK scheduling
1879                  *  - faster recovery
1880                  *  - high rates
1881                  * Alas, some drivers / subsystems require a fair amount
1882                  * of queued bytes to ensure line rate.
1883                  * One example is wifi aggregation (802.11 AMPDU)
1884                  */
1885                 limit = max_t(unsigned int, sysctl_tcp_limit_output_bytes,
1886                               sk->sk_pacing_rate >> 10);
1887
1888                 if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit) {
1889                         set_bit(TSQ_THROTTLED, &tp->tsq_flags);
1890                         /* It is possible TX completion already happened
1891                          * before we set TSQ_THROTTLED, so we must
1892                          * test again the condition.
1893                          * We abuse smp_mb__after_clear_bit() because
1894                          * there is no smp_mb__after_set_bit() yet
1895                          */
1896                         smp_mb__after_clear_bit();
1897                         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) > limit)
1898                                 break;
1899                 }
1900
1901                 limit = mss_now;
1902                 if (tso_segs > 1 && !tcp_urg_mode(tp))
1903                         limit = tcp_mss_split_point(sk, skb, mss_now,
1904                                                     min_t(unsigned int,
1905                                                           cwnd_quota,
1906                                                           sk->sk_gso_max_segs));
1907
1908                 if (skb->len > limit &&
1909                     unlikely(tso_fragment(sk, skb, limit, mss_now, gfp)))
1910                         break;
1911
1912                 TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
1913
1914                 if (unlikely(tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, gfp)))
1915                         break;
1916
1917 repair:
1918                 /* Advance the send_head.  This one is sent out.
1919                  * This call will increment packets_out.
1920                  */
1921                 tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
1922
1923                 tcp_minshall_update(tp, mss_now, skb);
1924                 sent_pkts += tcp_skb_pcount(skb);
1925
1926                 if (push_one)
1927                         break;
1928         }
1929
1930         if (likely(sent_pkts)) {
1931                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
1932                         tp->prr_out += sent_pkts;
1933
1934                 /* Send one loss probe per tail loss episode. */
1935                 if (push_one != 2)
1936                         tcp_schedule_loss_probe(sk);
1937                 tcp_cwnd_validate(sk);
1938                 return false;
1939         }
1940         return (push_one == 2) || (!tp->packets_out && tcp_send_head(sk));
1941 }
1942
1943 bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk)
1944 {
1945         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
1946         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
1947         u32 timeout, tlp_time_stamp, rto_time_stamp;
1948         u32 rtt = tp->srtt >> 3;
1949
1950         if (WARN_ON(icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_EARLY_RETRANS))
1951                 return false;
1952         /* No consecutive loss probes. */
1953         if (WARN_ON(icsk->icsk_pending == ICSK_TIME_LOSS_PROBE)) {
1954                 tcp_rearm_rto(sk);
1955                 return false;
1956         }
1957         /* Don't do any loss probe on a Fast Open connection before 3WHS
1958          * finishes.
1959          */
1960         if (sk->sk_state == TCP_SYN_RECV)
1961                 return false;
1962
1963         /* TLP is only scheduled when next timer event is RTO. */
1964         if (icsk->icsk_pending != ICSK_TIME_RETRANS)
1965                 return false;
1966
1967         /* Schedule a loss probe in 2*RTT for SACK capable connections
1968          * in Open state, that are either limited by cwnd or application.
1969          */
1970         if (sysctl_tcp_early_retrans < 3 || !rtt || !tp->packets_out ||
1971             !tcp_is_sack(tp) || inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
1972                 return false;
1973
1974         if ((tp->snd_cwnd > tcp_packets_in_flight(tp)) &&
1975              tcp_send_head(sk))
1976                 return false;
1977
1978         /* Probe timeout is at least 1.5*rtt + TCP_DELACK_MAX to account
1979          * for delayed ack when there's one outstanding packet.
1980          */
1981         timeout = rtt << 1;
1982         if (tp->packets_out == 1)
1983                 timeout = max_t(u32, timeout,
1984                                 (rtt + (rtt >> 1) + TCP_DELACK_MAX));
1985         timeout = max_t(u32, timeout, msecs_to_jiffies(10));
1986
1987         /* If RTO is shorter, just schedule TLP in its place. */
1988         tlp_time_stamp = tcp_time_stamp + timeout;
1989         rto_time_stamp = (u32)inet_csk(sk)->icsk_timeout;
1990         if ((s32)(tlp_time_stamp - rto_time_stamp) > 0) {
1991                 s32 delta = rto_time_stamp - tcp_time_stamp;
1992                 if (delta > 0)
1993                         timeout = delta;
1994         }
1995
1996         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_LOSS_PROBE, timeout,
1997                                   TCP_RTO_MAX);
1998         return true;
1999 }
2000
2001 /* When probe timeout (PTO) fires, send a new segment if one exists, else
2002  * retransmit the last segment.
2003  */
2004 void tcp_send_loss_probe(struct sock *sk)
2005 {
2006         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2007         struct sk_buff *skb;
2008         int pcount;
2009         int mss = tcp_current_mss(sk);
2010         int err = -1;
2011
2012         if (tcp_send_head(sk) != NULL) {
2013                 err = tcp_write_xmit(sk, mss, TCP_NAGLE_OFF, 2, GFP_ATOMIC);
2014                 goto rearm_timer;
2015         }
2016
2017         /* At most one outstanding TLP retransmission. */
2018         if (tp->tlp_high_seq)
2019                 goto rearm_timer;
2020
2021         /* Retransmit last segment. */
2022         skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2023         if (WARN_ON(!skb))
2024                 goto rearm_timer;
2025
2026         pcount = tcp_skb_pcount(skb);
2027         if (WARN_ON(!pcount))
2028                 goto rearm_timer;
2029
2030         if ((pcount > 1) && (skb->len > (pcount - 1) * mss)) {
2031                 if (unlikely(tcp_fragment(sk, skb, (pcount - 1) * mss, mss)))
2032                         goto rearm_timer;
2033                 skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2034         }
2035
2036         if (WARN_ON(!skb || !tcp_skb_pcount(skb)))
2037                 goto rearm_timer;
2038
2039         /* Probe with zero data doesn't trigger fast recovery. */
2040         if (skb->len > 0)
2041                 err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb);
2042
2043         /* Record snd_nxt for loss detection. */
2044         if (likely(!err))
2045                 tp->tlp_high_seq = tp->snd_nxt;
2046
2047 rearm_timer:
2048         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2049                                   inet_csk(sk)->icsk_rto,
2050                                   TCP_RTO_MAX);
2051
2052         if (likely(!err))
2053                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk),
2054                                  LINUX_MIB_TCPLOSSPROBES);
2055         return;
2056 }
2057
2058 /* Push out any pending frames which were held back due to
2059  * TCP_CORK or attempt at coalescing tiny packets.
2060  * The socket must be locked by the caller.
2061  */
2062 void __tcp_push_pending_frames(struct sock *sk, unsigned int cur_mss,
2063                                int nonagle)
2064 {
2065         /* If we are closed, the bytes will have to remain here.
2066          * In time closedown will finish, we empty the write queue and
2067          * all will be happy.
2068          */
2069         if (unlikely(sk->sk_state == TCP_CLOSE))
2070                 return;
2071
2072         if (tcp_write_xmit(sk, cur_mss, nonagle, 0,
2073                            sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC)))
2074                 tcp_check_probe_timer(sk);
2075 }
2076
2077 /* Send _single_ skb sitting at the send head. This function requires
2078  * true push pending frames to setup probe timer etc.
2079  */
2080 void tcp_push_one(struct sock *sk, unsigned int mss_now)
2081 {
2082         struct sk_buff *skb = tcp_send_head(sk);
2083
2084         BUG_ON(!skb || skb->len < mss_now);
2085
2086         tcp_write_xmit(sk, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH, 1, sk->sk_allocation);
2087 }
2088
2089 /* This function returns the amount that we can raise the
2090  * usable window based on the following constraints
2091  *
2092  * 1. The window can never be shrunk once it is offered (RFC 793)
2093  * 2. We limit memory per socket
2094  *
2095  * RFC 1122:
2096  * "the suggested [SWS] avoidance algorithm for the receiver is to keep
2097  *  RECV.NEXT + RCV.WIN fixed until:
2098  *  RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WINDOW >= min(1/2 RCV.BUFF, MSS)"
2099  *
2100  * i.e. don't raise the right edge of the window until you can raise
2101  * it at least MSS bytes.
2102  *
2103  * Unfortunately, the recommended algorithm breaks header prediction,
2104  * since header prediction assumes th->window stays fixed.
2105  *
2106  * Strictly speaking, keeping th->window fixed violates the receiver
2107  * side SWS prevention criteria. The problem is that under this rule
2108  * a stream of single byte packets will cause the right side of the
2109  * window to always advance by a single byte.
2110  *
2111  * Of course, if the sender implements sender side SWS prevention
2112  * then this will not be a problem.
2113  *
2114  * BSD seems to make the following compromise:
2115  *
2116  *      If the free space is less than the 1/4 of the maximum
2117  *      space available and the free space is less than 1/2 mss,
2118  *      then set the window to 0.
2119  *      [ Actually, bsd uses MSS and 1/4 of maximal _window_ ]
2120  *      Otherwise, just prevent the window from shrinking
2121  *      and from being larger than the largest representable value.
2122  *
2123  * This prevents incremental opening of the window in the regime
2124  * where TCP is limited by the speed of the reader side taking
2125  * data out of the TCP receive queue. It does nothing about
2126  * those cases where the window is constrained on the sender side
2127  * because the pipeline is full.
2128  *
2129  * BSD also seems to "accidentally" limit itself to windows that are a
2130  * multiple of MSS, at least until the free space gets quite small.
2131  * This would appear to be a side effect of the mbuf implementation.
2132  * Combining these two algorithms results in the observed behavior
2133  * of having a fixed window size at almost all times.
2134  *
2135  * Below we obtain similar behavior by forcing the offered window to
2136  * a multiple of the mss when it is feasible to do so.
2137  *
2138  * Note, we don't "adjust" for TIMESTAMP or SACK option bytes.
2139  * Regular options like TIMESTAMP are taken into account.
2140  */
2141 u32 __tcp_select_window(struct sock *sk)
2142 {
2143         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2144         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2145         /* MSS for the peer's data.  Previous versions used mss_clamp
2146          * here.  I don't know if the value based on our guesses
2147          * of peer's MSS is better for the performance.  It's more correct
2148          * but may be worse for the performance because of rcv_mss
2149          * fluctuations.  --SAW  1998/11/1
2150          */
2151         int mss = icsk->icsk_ack.rcv_mss;
2152         int free_space = tcp_space(sk);
2153         int full_space = min_t(int, tp->window_clamp, tcp_full_space(sk));
2154         int window;
2155
2156         if (mss > full_space)
2157                 mss = full_space;
2158
2159         if (free_space < (full_space >> 1)) {
2160                 icsk->icsk_ack.quick = 0;
2161
2162                 if (sk_under_memory_pressure(sk))
2163                         tp->rcv_ssthresh = min(tp->rcv_ssthresh,
2164                                                4U * tp->advmss);
2165
2166                 if (free_space < mss)
2167                         return 0;
2168         }
2169
2170         if (free_space > tp->rcv_ssthresh)
2171                 free_space = tp->rcv_ssthresh;
2172
2173         /* Don't do rounding if we are using window scaling, since the
2174          * scaled window will not line up with the MSS boundary anyway.
2175          */
2176         window = tp->rcv_wnd;
2177         if (tp->rx_opt.rcv_wscale) {
2178                 window = free_space;
2179
2180                 /* Advertise enough space so that it won't get scaled away.
2181                  * Import case: prevent zero window announcement if
2182                  * 1<<rcv_wscale > mss.
2183                  */
2184                 if (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) << tp->rx_opt.rcv_wscale) != window)
2185                         window = (((window >> tp->rx_opt.rcv_wscale) + 1)
2186                                   << tp->rx_opt.rcv_wscale);
2187         } else {
2188                 /* Get the largest window that is a nice multiple of mss.
2189                  * Window clamp already applied above.
2190                  * If our current window offering is within 1 mss of the
2191                  * free space we just keep it. This prevents the divide
2192                  * and multiply from happening most of the time.
2193                  * We also don't do any window rounding when the free space
2194                  * is too small.
2195                  */
2196                 if (window <= free_space - mss || window > free_space)
2197                         window = (free_space / mss) * mss;
2198                 else if (mss == full_space &&
2199                          free_space > window + (full_space >> 1))
2200                         window = free_space;
2201         }
2202
2203         return window;
2204 }
2205
2206 /* Collapses two adjacent SKB's during retransmission. */
2207 static void tcp_collapse_retrans(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2208 {
2209         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2210         struct sk_buff *next_skb = tcp_write_queue_next(sk, skb);
2211         int skb_size, next_skb_size;
2212
2213         skb_size = skb->len;
2214         next_skb_size = next_skb->len;
2215
2216         BUG_ON(tcp_skb_pcount(skb) != 1 || tcp_skb_pcount(next_skb) != 1);
2217
2218         tcp_highest_sack_combine(sk, next_skb, skb);
2219
2220         tcp_unlink_write_queue(next_skb, sk);
2221
2222         skb_copy_from_linear_data(next_skb, skb_put(skb, next_skb_size),
2223                                   next_skb_size);
2224
2225         if (next_skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL)
2226                 skb->ip_summed = CHECKSUM_PARTIAL;
2227
2228         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
2229                 skb->csum = csum_block_add(skb->csum, next_skb->csum, skb_size);
2230
2231         /* Update sequence range on original skb. */
2232         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = TCP_SKB_CB(next_skb)->end_seq;
2233
2234         /* Merge over control information. This moves PSH/FIN etc. over */
2235         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCP_SKB_CB(next_skb)->tcp_flags;
2236
2237         /* All done, get rid of second SKB and account for it so
2238          * packet counting does not break.
2239          */
2240         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCP_SKB_CB(next_skb)->sacked & TCPCB_EVER_RETRANS;
2241
2242         /* changed transmit queue under us so clear hints */
2243         tcp_clear_retrans_hints_partial(tp);
2244         if (next_skb == tp->retransmit_skb_hint)
2245                 tp->retransmit_skb_hint = skb;
2246
2247         tcp_adjust_pcount(sk, next_skb, tcp_skb_pcount(next_skb));
2248
2249         sk_wmem_free_skb(sk, next_skb);
2250 }
2251
2252 /* Check if coalescing SKBs is legal. */
2253 static bool tcp_can_collapse(const struct sock *sk, const struct sk_buff *skb)
2254 {
2255         if (tcp_skb_pcount(skb) > 1)
2256                 return false;
2257         /* TODO: SACK collapsing could be used to remove this condition */
2258         if (skb_shinfo(skb)->nr_frags != 0)
2259                 return false;
2260         if (skb_cloned(skb))
2261                 return false;
2262         if (skb == tcp_send_head(sk))
2263                 return false;
2264         /* Some heurestics for collapsing over SACK'd could be invented */
2265         if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)
2266                 return false;
2267
2268         return true;
2269 }
2270
2271 /* Collapse packets in the retransmit queue to make to create
2272  * less packets on the wire. This is only done on retransmission.
2273  */
2274 static void tcp_retrans_try_collapse(struct sock *sk, struct sk_buff *to,
2275                                      int space)
2276 {
2277         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2278         struct sk_buff *skb = to, *tmp;
2279         bool first = true;
2280
2281         if (!sysctl_tcp_retrans_collapse)
2282                 return;
2283         if (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)
2284                 return;
2285
2286         tcp_for_write_queue_from_safe(skb, tmp, sk) {
2287                 if (!tcp_can_collapse(sk, skb))
2288                         break;
2289
2290                 space -= skb->len;
2291
2292                 if (first) {
2293                         first = false;
2294                         continue;
2295                 }
2296
2297                 if (space < 0)
2298                         break;
2299                 /* Punt if not enough space exists in the first SKB for
2300                  * the data in the second
2301                  */
2302                 if (skb->len > skb_availroom(to))
2303                         break;
2304
2305                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tcp_wnd_end(tp)))
2306                         break;
2307
2308                 tcp_collapse_retrans(sk, to);
2309         }
2310 }
2311
2312 /* This retransmits one SKB.  Policy decisions and retransmit queue
2313  * state updates are done by the caller.  Returns non-zero if an
2314  * error occurred which prevented the send.
2315  */
2316 int __tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2317 {
2318         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2319         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2320         unsigned int cur_mss;
2321
2322         /* Inconslusive MTU probe */
2323         if (icsk->icsk_mtup.probe_size) {
2324                 icsk->icsk_mtup.probe_size = 0;
2325         }
2326
2327         /* Do not sent more than we queued. 1/4 is reserved for possible
2328          * copying overhead: fragmentation, tunneling, mangling etc.
2329          */
2330         if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) >
2331             min(sk->sk_wmem_queued + (sk->sk_wmem_queued >> 2), sk->sk_sndbuf))
2332                 return -EAGAIN;
2333
2334         if (before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->snd_una)) {
2335                 if (before(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->snd_una))
2336                         BUG();
2337                 if (tcp_trim_head(sk, skb, tp->snd_una - TCP_SKB_CB(skb)->seq))
2338                         return -ENOMEM;
2339         }
2340
2341         if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->rebuild_header(sk))
2342                 return -EHOSTUNREACH; /* Routing failure or similar. */
2343
2344         cur_mss = tcp_current_mss(sk);
2345
2346         /* If receiver has shrunk his window, and skb is out of
2347          * new window, do not retransmit it. The exception is the
2348          * case, when window is shrunk to zero. In this case
2349          * our retransmit serves as a zero window probe.
2350          */
2351         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp)) &&
2352             TCP_SKB_CB(skb)->seq != tp->snd_una)
2353                 return -EAGAIN;
2354
2355         if (skb->len > cur_mss) {
2356                 if (tcp_fragment(sk, skb, cur_mss, cur_mss))
2357                         return -ENOMEM; /* We'll try again later. */
2358         } else {
2359                 int oldpcount = tcp_skb_pcount(skb);
2360
2361                 if (unlikely(oldpcount > 1)) {
2362                         if (skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC))
2363                                 return -ENOMEM;
2364                         tcp_init_tso_segs(sk, skb, cur_mss);
2365                         tcp_adjust_pcount(sk, skb, oldpcount - tcp_skb_pcount(skb));
2366                 }
2367         }
2368
2369         tcp_retrans_try_collapse(sk, skb, cur_mss);
2370
2371         /* Some Solaris stacks overoptimize and ignore the FIN on a
2372          * retransmit when old data is attached.  So strip it off
2373          * since it is cheap to do so and saves bytes on the network.
2374          */
2375         if (skb->len > 0 &&
2376             (TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN) &&
2377             tp->snd_una == (TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - 1)) {
2378                 if (!pskb_trim(skb, 0)) {
2379                         /* Reuse, even though it does some unnecessary work */
2380                         tcp_init_nondata_skb(skb, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - 1,
2381                                              TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags);
2382                         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
2383                 }
2384         }
2385
2386         /* Make a copy, if the first transmission SKB clone we made
2387          * is still in somebody's hands, else make a clone.
2388          */
2389         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2390
2391         /* make sure skb->data is aligned on arches that require it
2392          * and check if ack-trimming & collapsing extended the headroom
2393          * beyond what csum_start can cover.
2394          */
2395         if (unlikely((NET_IP_ALIGN && ((unsigned long)skb->data & 3)) ||
2396                      skb_headroom(skb) >= 0xFFFF)) {
2397                 struct sk_buff *nskb = __pskb_copy(skb, MAX_TCP_HEADER,
2398                                                    GFP_ATOMIC);
2399                 return nskb ? tcp_transmit_skb(sk, nskb, 0, GFP_ATOMIC) :
2400                               -ENOBUFS;
2401         } else {
2402                 return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2403         }
2404 }
2405
2406 int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2407 {
2408         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2409         int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb);
2410
2411         if (err == 0) {
2412                 /* Update global TCP statistics. */
2413                 TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_RETRANSSEGS);
2414
2415                 tp->total_retrans++;
2416
2417 #if FASTRETRANS_DEBUG > 0
2418                 if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {
2419                         net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");
2420                 }
2421 #endif
2422                 if (!tp->retrans_out)
2423                         tp->lost_retrans_low = tp->snd_nxt;
2424                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;
2425                 tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);
2426
2427                 /* Save stamp of the first retransmit. */
2428                 if (!tp->retrans_stamp)
2429                         tp->retrans_stamp = TCP_SKB_CB(skb)->when;
2430
2431                 tp->undo_retrans += tcp_skb_pcount(skb);
2432
2433                 /* snd_nxt is stored to detect loss of retransmitted segment,
2434                  * see tcp_input.c tcp_sacktag_write_queue().
2435                  */
2436                 TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq = tp->snd_nxt;
2437         }
2438         return err;
2439 }
2440
2441 /* Check if we forward retransmits are possible in the current
2442  * window/congestion state.
2443  */
2444 static bool tcp_can_forward_retransmit(struct sock *sk)
2445 {
2446         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2447         const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2448
2449         /* Forward retransmissions are possible only during Recovery. */
2450         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery)
2451                 return false;
2452
2453         /* No forward retransmissions in Reno are possible. */
2454         if (tcp_is_reno(tp))
2455                 return false;
2456
2457         /* Yeah, we have to make difficult choice between forward transmission
2458          * and retransmission... Both ways have their merits...
2459          *
2460          * For now we do not retransmit anything, while we have some new
2461          * segments to send. In the other cases, follow rule 3 for
2462          * NextSeg() specified in RFC3517.
2463          */
2464
2465         if (tcp_may_send_now(sk))
2466                 return false;
2467
2468         return true;
2469 }
2470
2471 /* This gets called after a retransmit timeout, and the initially
2472  * retransmitted data is acknowledged.  It tries to continue
2473  * resending the rest of the retransmit queue, until either
2474  * we've sent it all or the congestion window limit is reached.
2475  * If doing SACK, the first ACK which comes back for a timeout
2476  * based retransmit packet might feed us FACK information again.
2477  * If so, we use it to avoid unnecessarily retransmissions.
2478  */
2479 void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
2480 {
2481         const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
2482         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2483         struct sk_buff *skb;
2484         struct sk_buff *hole = NULL;
2485         u32 last_lost;
2486         int mib_idx;
2487         int fwd_rexmitting = 0;
2488
2489         if (!tp->packets_out)
2490                 return;
2491
2492         if (!tp->lost_out)
2493                 tp->retransmit_high = tp->snd_una;
2494
2495         if (tp->retransmit_skb_hint) {
2496                 skb = tp->retransmit_skb_hint;
2497                 last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2498                 if (after(last_lost, tp->retransmit_high))
2499                         last_lost = tp->retransmit_high;
2500         } else {
2501                 skb = tcp_write_queue_head(sk);
2502                 last_lost = tp->snd_una;
2503         }
2504
2505         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
2506                 __u8 sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;
2507
2508                 if (skb == tcp_send_head(sk))
2509                         break;
2510                 /* we could do better than to assign each time */
2511                 if (hole == NULL)
2512                         tp->retransmit_skb_hint = skb;
2513
2514                 /* Assume this retransmit will generate
2515                  * only one packet for congestion window
2516                  * calculation purposes.  This works because
2517                  * tcp_retransmit_skb() will chop up the
2518                  * packet to be MSS sized and all the
2519                  * packet counting works out.
2520                  */
2521                 if (tcp_packets_in_flight(tp) >= tp->snd_cwnd)
2522                         return;
2523
2524                 if (fwd_rexmitting) {
2525 begin_fwd:
2526                         if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_highest_sack_seq(tp)))
2527                                 break;
2528                         mib_idx = LINUX_MIB_TCPFORWARDRETRANS;
2529
2530                 } else if (!before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tp->retransmit_high)) {
2531                         tp->retransmit_high = last_lost;
2532                         if (!tcp_can_forward_retransmit(sk))
2533                                 break;
2534                         /* Backtrack if necessary to non-L'ed skb */
2535                         if (hole != NULL) {
2536                                 skb = hole;
2537                                 hole = NULL;
2538                         }
2539                         fwd_rexmitting = 1;
2540                         goto begin_fwd;
2541
2542                 } else if (!(sacked & TCPCB_LOST)) {
2543                         if (hole == NULL && !(sacked & (TCPCB_SACKED_RETRANS|TCPCB_SACKED_ACKED)))
2544                                 hole = skb;
2545                         continue;
2546
2547                 } else {
2548                         last_lost = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
2549                         if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss)
2550                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPFASTRETRANS;
2551                         else
2552                                 mib_idx = LINUX_MIB_TCPSLOWSTARTRETRANS;
2553                 }
2554
2555                 if (sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_SACKED_RETRANS))
2556                         continue;
2557
2558                 if (tcp_retransmit_skb(sk, skb)) {
2559                         NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPRETRANSFAIL);
2560                         return;
2561                 }
2562                 NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), mib_idx);
2563
2564                 if (tcp_in_cwnd_reduction(sk))
2565                         tp->prr_out += tcp_skb_pcount(skb);
2566
2567                 if (skb == tcp_write_queue_head(sk))
2568                         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
2569                                                   inet_csk(sk)->icsk_rto,
2570                                                   TCP_RTO_MAX);
2571         }
2572 }
2573
2574 /* Send a fin.  The caller locks the socket for us.  This cannot be
2575  * allowed to fail queueing a FIN frame under any circumstances.
2576  */
2577 void tcp_send_fin(struct sock *sk)
2578 {
2579         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2580         struct sk_buff *skb = tcp_write_queue_tail(sk);
2581         int mss_now;
2582
2583         /* Optimization, tack on the FIN if we have a queue of
2584          * unsent frames.  But be careful about outgoing SACKS
2585          * and IP options.
2586          */
2587         mss_now = tcp_current_mss(sk);
2588
2589         if (tcp_send_head(sk) != NULL) {
2590                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_FIN;
2591                 TCP_SKB_CB(skb)->end_seq++;
2592                 tp->write_seq++;
2593         } else {
2594                 /* Socket is locked, keep trying until memory is available. */
2595                 for (;;) {
2596                         skb = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER,
2597                                                sk->sk_allocation);
2598                         if (skb)
2599                                 break;
2600                         yield();
2601                 }
2602
2603                 /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2604                 skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2605                 /* FIN eats a sequence byte, write_seq advanced by tcp_queue_skb(). */
2606                 tcp_init_nondata_skb(skb, tp->write_seq,
2607                                      TCPHDR_ACK | TCPHDR_FIN);
2608                 tcp_queue_skb(sk, skb);
2609         }
2610         __tcp_push_pending_frames(sk, mss_now, TCP_NAGLE_OFF);
2611 }
2612
2613 /* We get here when a process closes a file descriptor (either due to
2614  * an explicit close() or as a byproduct of exit()'ing) and there
2615  * was unread data in the receive queue.  This behavior is recommended
2616  * by RFC 2525, section 2.17.  -DaveM
2617  */
2618 void tcp_send_active_reset(struct sock *sk, gfp_t priority)
2619 {
2620         struct sk_buff *skb;
2621
2622         /* NOTE: No TCP options attached and we never retransmit this. */
2623         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, priority);
2624         if (!skb) {
2625                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
2626                 return;
2627         }
2628
2629         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
2630         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2631         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_acceptable_seq(sk),
2632                              TCPHDR_ACK | TCPHDR_RST);
2633         /* Send it off. */
2634         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2635         if (tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, priority))
2636                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTFAILED);
2637
2638         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTRSTS);
2639 }
2640
2641 /* Send a crossed SYN-ACK during socket establishment.
2642  * WARNING: This routine must only be called when we have already sent
2643  * a SYN packet that crossed the incoming SYN that caused this routine
2644  * to get called. If this assumption fails then the initial rcv_wnd
2645  * and rcv_wscale values will not be correct.
2646  */
2647 int tcp_send_synack(struct sock *sk)
2648 {
2649         struct sk_buff *skb;
2650
2651         skb = tcp_write_queue_head(sk);
2652         if (skb == NULL || !(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_SYN)) {
2653                 pr_debug("%s: wrong queue state\n", __func__);
2654                 return -EFAULT;
2655         }
2656         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_ACK)) {
2657                 if (skb_cloned(skb)) {
2658                         struct sk_buff *nskb = skb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
2659                         if (nskb == NULL)
2660                                 return -ENOMEM;
2661                         tcp_unlink_write_queue(skb, sk);
2662                         skb_header_release(nskb);
2663                         __tcp_add_write_queue_head(sk, nskb);
2664                         sk_wmem_free_skb(sk, skb);
2665                         sk->sk_wmem_queued += nskb->truesize;
2666                         sk_mem_charge(sk, nskb->truesize);
2667                         skb = nskb;
2668                 }
2669
2670                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_ACK;
2671                 TCP_ECN_send_synack(tcp_sk(sk), skb);
2672         }
2673         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2674         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
2675 }
2676
2677 /**
2678  * tcp_make_synack - Prepare a SYN-ACK.
2679  * sk: listener socket
2680  * dst: dst entry attached to the SYNACK
2681  * req: request_sock pointer
2682  *
2683  * Allocate one skb and build a SYNACK packet.
2684  * @dst is consumed : Caller should not use it again.
2685  */
2686 struct sk_buff *tcp_make_synack(struct sock *sk, struct dst_entry *dst,
2687                                 struct request_sock *req,
2688                                 struct tcp_fastopen_cookie *foc)
2689 {
2690         struct tcp_out_options opts;
2691         struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);
2692         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2693         struct tcphdr *th;
2694         struct sk_buff *skb;
2695         struct tcp_md5sig_key *md5;
2696         int tcp_header_size;
2697         int mss;
2698
2699         skb = sock_wmalloc(sk, MAX_TCP_HEADER + 15, 1, GFP_ATOMIC);
2700         if (unlikely(!skb)) {
2701                 dst_release(dst);
2702                 return NULL;
2703         }
2704         /* Reserve space for headers. */
2705         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
2706
2707         skb_dst_set(skb, dst);
2708         security_skb_owned_by(skb, sk);
2709
2710         mss = dst_metric_advmss(dst);
2711         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < mss)
2712                 mss = tp->rx_opt.user_mss;
2713
2714         if (req->rcv_wnd == 0) { /* ignored for retransmitted syns */
2715                 __u8 rcv_wscale;
2716                 /* Set this up on the first call only */
2717                 req->window_clamp = tp->window_clamp ? : dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
2718
2719                 /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
2720                 if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
2721                     (req->window_clamp > tcp_full_space(sk) || req->window_clamp == 0))
2722                         req->window_clamp = tcp_full_space(sk);
2723
2724                 /* tcp_full_space because it is guaranteed to be the first packet */
2725                 tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
2726                         mss - (ireq->tstamp_ok ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0),
2727                         &req->rcv_wnd,
2728                         &req->window_clamp,
2729                         ireq->wscale_ok,
2730                         &rcv_wscale,
2731                         dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
2732                 ireq->rcv_wscale = rcv_wscale;
2733         }
2734
2735         memset(&opts, 0, sizeof(opts));
2736 #ifdef CONFIG_SYN_COOKIES
2737         if (unlikely(req->cookie_ts))
2738                 TCP_SKB_CB(skb)->when = cookie_init_timestamp(req);
2739         else
2740 #endif
2741         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
2742         tcp_header_size = tcp_synack_options(sk, req, mss, skb, &opts, &md5,
2743                                              foc) + sizeof(*th);
2744
2745         skb_push(skb, tcp_header_size);
2746         skb_reset_transport_header(skb);
2747
2748         th = tcp_hdr(skb);
2749         memset(th, 0, sizeof(struct tcphdr));
2750         th->syn = 1;
2751         th->ack = 1;
2752         TCP_ECN_make_synack(req, th);
2753         th->source = ireq->loc_port;
2754         th->dest = ireq->rmt_port;
2755         /* Setting of flags are superfluous here for callers (and ECE is
2756          * not even correctly set)
2757          */
2758         tcp_init_nondata_skb(skb, tcp_rsk(req)->snt_isn,
2759                              TCPHDR_SYN | TCPHDR_ACK);
2760
2761         th->seq = htonl(TCP_SKB_CB(skb)->seq);
2762         /* XXX data is queued and acked as is. No buffer/window check */
2763         th->ack_seq = htonl(tcp_rsk(req)->rcv_nxt);
2764
2765         /* RFC1323: The window in SYN & SYN/ACK segments is never scaled. */
2766         th->window = htons(min(req->rcv_wnd, 65535U));
2767         tcp_options_write((__be32 *)(th + 1), tp, &opts);
2768         th->doff = (tcp_header_size >> 2);
2769         TCP_ADD_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_OUTSEGS, tcp_skb_pcount(skb));
2770
2771 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2772         /* Okay, we have all we need - do the md5 hash if needed */
2773         if (md5) {
2774                 tcp_rsk(req)->af_specific->calc_md5_hash(opts.hash_location,
2775                                                md5, NULL, req, skb);
2776         }
2777 #endif
2778
2779         return skb;
2780 }
2781 EXPORT_SYMBOL(tcp_make_synack);
2782
2783 /* Do all connect socket setups that can be done AF independent. */
2784 void tcp_connect_init(struct sock *sk)
2785 {
2786         const struct dst_entry *dst = __sk_dst_get(sk);
2787         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2788         __u8 rcv_wscale;
2789
2790         /* We'll fix this up when we get a response from the other end.
2791          * See tcp_input.c:tcp_rcv_state_process case TCP_SYN_SENT.
2792          */
2793         tp->tcp_header_len = sizeof(struct tcphdr) +
2794                 (sysctl_tcp_timestamps ? TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED : 0);
2795
2796 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
2797         if (tp->af_specific->md5_lookup(sk, sk) != NULL)
2798                 tp->tcp_header_len += TCPOLEN_MD5SIG_ALIGNED;
2799 #endif
2800
2801         /* If user gave his TCP_MAXSEG, record it to clamp */
2802         if (tp->rx_opt.user_mss)
2803                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
2804         tp->max_window = 0;
2805         tcp_mtup_init(sk);
2806         tcp_sync_mss(sk, dst_mtu(dst));
2807
2808         if (!tp->window_clamp)
2809                 tp->window_clamp = dst_metric(dst, RTAX_WINDOW);
2810         tp->advmss = dst_metric_advmss(dst);
2811         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->advmss)
2812                 tp->advmss = tp->rx_opt.user_mss;
2813
2814         tcp_initialize_rcv_mss(sk);
2815
2816         /* limit the window selection if the user enforce a smaller rx buffer */
2817         if (sk->sk_userlocks & SOCK_RCVBUF_LOCK &&
2818             (tp->window_clamp > tcp_full_space(sk) || tp->window_clamp == 0))
2819                 tp->window_clamp = tcp_full_space(sk);
2820
2821         tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk),
2822                                   tp->advmss - (tp->rx_opt.ts_recent_stamp ? tp->tcp_header_len - sizeof(struct tcphdr) : 0),
2823                                   &tp->rcv_wnd,
2824                                   &tp->window_clamp,
2825                                   sysctl_tcp_window_scaling,
2826                                   &rcv_wscale,
2827                                   dst_metric(dst, RTAX_INITRWND));
2828
2829         tp->rx_opt.rcv_wscale = rcv_wscale;
2830         tp->rcv_ssthresh = tp->rcv_wnd;
2831
2832         sk->sk_err = 0;
2833         sock_reset_flag(sk, SOCK_DONE);
2834         tp->snd_wnd = 0;
2835         tcp_init_wl(tp, 0);
2836         tp->snd_una = tp->write_seq;
2837         tp->snd_sml = tp->write_seq;
2838         tp->snd_up = tp->write_seq;
2839         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
2840
2841         if (likely(!tp->repair))
2842                 tp->rcv_nxt = 0;
2843         else
2844                 tp->rcv_tstamp = tcp_time_stamp;
2845         tp->rcv_wup = tp->rcv_nxt;
2846         tp->copied_seq = tp->rcv_nxt;
2847
2848         inet_csk(sk)->icsk_rto = TCP_TIMEOUT_INIT;
2849         inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
2850         tcp_clear_retrans(tp);
2851 }
2852
2853 static void tcp_connect_queue_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
2854 {
2855         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2856         struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
2857
2858         tcb->end_seq += skb->len;
2859         skb_header_release(skb);
2860         __tcp_add_write_queue_tail(sk, skb);
2861         sk->sk_wmem_queued += skb->truesize;
2862         sk_mem_charge(sk, skb->truesize);
2863         tp->write_seq = tcb->end_seq;
2864         tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);
2865 }
2866
2867 /* Build and send a SYN with data and (cached) Fast Open cookie. However,
2868  * queue a data-only packet after the regular SYN, such that regular SYNs
2869  * are retransmitted on timeouts. Also if the remote SYN-ACK acknowledges
2870  * only the SYN sequence, the data are retransmitted in the first ACK.
2871  * If cookie is not cached or other error occurs, falls back to send a
2872  * regular SYN with Fast Open cookie request option.
2873  */
2874 static int tcp_send_syn_data(struct sock *sk, struct sk_buff *syn)
2875 {
2876         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2877         struct tcp_fastopen_request *fo = tp->fastopen_req;
2878         int syn_loss = 0, space, i, err = 0, iovlen = fo->data->msg_iovlen;
2879         struct sk_buff *syn_data = NULL, *data;
2880         unsigned long last_syn_loss = 0;
2881
2882         tp->rx_opt.mss_clamp = tp->advmss;  /* If MSS is not cached */
2883         tcp_fastopen_cache_get(sk, &tp->rx_opt.mss_clamp, &fo->cookie,
2884                                &syn_loss, &last_syn_loss);
2885         /* Recurring FO SYN losses: revert to regular handshake temporarily */
2886         if (syn_loss > 1 &&
2887             time_before(jiffies, last_syn_loss + (60*HZ << syn_loss))) {
2888                 fo->cookie.len = -1;
2889                 goto fallback;
2890         }
2891
2892         if (sysctl_tcp_fastopen & TFO_CLIENT_NO_COOKIE)
2893                 fo->cookie.len = -1;
2894         else if (fo->cookie.len <= 0)
2895                 goto fallback;
2896
2897         /* MSS for SYN-data is based on cached MSS and bounded by PMTU and
2898          * user-MSS. Reserve maximum option space for middleboxes that add
2899          * private TCP options. The cost is reduced data space in SYN :(
2900          */
2901         if (tp->rx_opt.user_mss && tp->rx_opt.user_mss < tp->rx_opt.mss_clamp)
2902                 tp->rx_opt.mss_clamp = tp->rx_opt.user_mss;
2903         space = __tcp_mtu_to_mss(sk, inet_csk(sk)->icsk_pmtu_cookie) -
2904                 MAX_TCP_OPTION_SPACE;
2905
2906         space = min_t(size_t, space, fo->size);
2907
2908         /* limit to order-0 allocations */
2909         space = min_t(size_t, space, SKB_MAX_HEAD(MAX_TCP_HEADER));
2910
2911         syn_data = skb_copy_expand(syn, MAX_TCP_HEADER, space,
2912                                    sk->sk_allocation);
2913         if (syn_data == NULL)
2914                 goto fallback;
2915
2916         for (i = 0; i < iovlen && syn_data->len < space; ++i) {
2917                 struct iovec *iov = &fo->data->msg_iov[i];
2918                 unsigned char __user *from = iov->iov_base;
2919                 int len = iov->iov_len;
2920
2921                 if (syn_data->len + len > space)
2922                         len = space - syn_data->len;
2923                 else if (i + 1 == iovlen)
2924                         /* No more data pending in inet_wait_for_connect() */
2925                         fo->data = NULL;
2926
2927                 if (skb_add_data(syn_data, from, len))
2928                         goto fallback;
2929         }
2930
2931         /* Queue a data-only packet after the regular SYN for retransmission */
2932         data = pskb_copy(syn_data, sk->sk_allocation);
2933         if (data == NULL)
2934                 goto fallback;
2935         TCP_SKB_CB(data)->seq++;
2936         TCP_SKB_CB(data)->tcp_flags &= ~TCPHDR_SYN;
2937         TCP_SKB_CB(data)->tcp_flags = (TCPHDR_ACK|TCPHDR_PSH);
2938         tcp_connect_queue_skb(sk, data);
2939         fo->copied = data->len;
2940
2941         if (tcp_transmit_skb(sk, syn_data, 0, sk->sk_allocation) == 0) {
2942                 tp->syn_data = (fo->copied > 0);
2943                 NET_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPFASTOPENACTIVE);
2944                 goto done;
2945         }
2946         syn_data = NULL;
2947
2948 fallback:
2949         /* Send a regular SYN with Fast Open cookie request option */
2950         if (fo->cookie.len > 0)
2951                 fo->cookie.len = 0;
2952         err = tcp_transmit_skb(sk, syn, 1, sk->sk_allocation);
2953         if (err)
2954                 tp->syn_fastopen = 0;
2955         kfree_skb(syn_data);
2956 done:
2957         fo->cookie.len = -1;  /* Exclude Fast Open option for SYN retries */
2958         return err;
2959 }
2960
2961 /* Build a SYN and send it off. */
2962 int tcp_connect(struct sock *sk)
2963 {
2964         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
2965         struct sk_buff *buff;
2966         int err;
2967
2968         tcp_connect_init(sk);
2969
2970         if (unlikely(tp->repair)) {
2971                 tcp_finish_connect(sk, NULL);
2972                 return 0;
2973         }
2974
2975         buff = alloc_skb_fclone(MAX_TCP_HEADER + 15, sk->sk_allocation);
2976         if (unlikely(buff == NULL))
2977                 return -ENOBUFS;
2978
2979         /* Reserve space for headers. */
2980         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
2981
2982         tcp_init_nondata_skb(buff, tp->write_seq++, TCPHDR_SYN);
2983         tp->retrans_stamp = TCP_SKB_CB(buff)->when = tcp_time_stamp;
2984         tcp_connect_queue_skb(sk, buff);
2985         TCP_ECN_send_syn(sk, buff);
2986
2987         /* Send off SYN; include data in Fast Open. */
2988         err = tp->fastopen_req ? tcp_send_syn_data(sk, buff) :
2989               tcp_transmit_skb(sk, buff, 1, sk->sk_allocation);
2990         if (err == -ECONNREFUSED)
2991                 return err;
2992
2993         /* We change tp->snd_nxt after the tcp_transmit_skb() call
2994          * in order to make this packet get counted in tcpOutSegs.
2995          */
2996         tp->snd_nxt = tp->write_seq;
2997         tp->pushed_seq = tp->write_seq;
2998         TCP_INC_STATS(sock_net(sk), TCP_MIB_ACTIVEOPENS);
2999
3000         /* Timer for repeating the SYN until an answer. */
3001         inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,
3002                                   inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);
3003         return 0;
3004 }
3005 EXPORT_SYMBOL(tcp_connect);
3006
3007 /* Send out a delayed ack, the caller does the policy checking
3008  * to see if we should even be here.  See tcp_input.c:tcp_ack_snd_check()
3009  * for details.
3010  */
3011 void tcp_send_delayed_ack(struct sock *sk)
3012 {
3013         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3014         int ato = icsk->icsk_ack.ato;
3015         unsigned long timeout;
3016
3017         if (ato > TCP_DELACK_MIN) {
3018                 const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3019                 int max_ato = HZ / 2;
3020
3021                 if (icsk->icsk_ack.pingpong ||
3022                     (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_PUSHED))
3023                         max_ato = TCP_DELACK_MAX;
3024
3025                 /* Slow path, intersegment interval is "high". */
3026
3027                 /* If some rtt estimate is known, use it to bound delayed ack.
3028                  * Do not use inet_csk(sk)->icsk_rto here, use results of rtt measurements
3029                  * directly.
3030                  */
3031                 if (tp->srtt) {
3032                         int rtt = max(tp->srtt >> 3, TCP_DELACK_MIN);
3033
3034                         if (rtt < max_ato)
3035                                 max_ato = rtt;
3036                 }
3037
3038                 ato = min(ato, max_ato);
3039         }
3040
3041         /* Stay within the limit we were given */
3042         timeout = jiffies + ato;
3043
3044         /* Use new timeout only if there wasn't a older one earlier. */
3045         if (icsk->icsk_ack.pending & ICSK_ACK_TIMER) {
3046                 /* If delack timer was blocked or is about to expire,
3047                  * send ACK now.
3048                  */
3049                 if (icsk->icsk_ack.blocked ||
3050                     time_before_eq(icsk->icsk_ack.timeout, jiffies + (ato >> 2))) {
3051                         tcp_send_ack(sk);
3052                         return;
3053                 }
3054
3055                 if (!time_before(timeout, icsk->icsk_ack.timeout))
3056                         timeout = icsk->icsk_ack.timeout;
3057         }
3058         icsk->icsk_ack.pending |= ICSK_ACK_SCHED | ICSK_ACK_TIMER;
3059         icsk->icsk_ack.timeout = timeout;
3060         sk_reset_timer(sk, &icsk->icsk_delack_timer, timeout);
3061 }
3062
3063 /* This routine sends an ack and also updates the window. */
3064 void tcp_send_ack(struct sock *sk)
3065 {
3066         struct sk_buff *buff;
3067
3068         /* If we have been reset, we may not send again. */
3069         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3070                 return;
3071
3072         /* We are not putting this on the write queue, so
3073          * tcp_transmit_skb() will set the ownership to this
3074          * sock.
3075          */
3076         buff = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
3077         if (buff == NULL) {
3078                 inet_csk_schedule_ack(sk);
3079                 inet_csk(sk)->icsk_ack.ato = TCP_ATO_MIN;
3080                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_DACK,
3081                                           TCP_DELACK_MAX, TCP_RTO_MAX);
3082                 return;
3083         }
3084
3085         /* Reserve space for headers and prepare control bits. */
3086         skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
3087         tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
3088
3089         /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
3090         TCP_SKB_CB(buff)->when = tcp_time_stamp;
3091         tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
3092 }
3093
3094 /* This routine sends a packet with an out of date sequence
3095  * number. It assumes the other end will try to ack it.
3096  *
3097  * Question: what should we make while urgent mode?
3098  * 4.4BSD forces sending single byte of data. We cannot send
3099  * out of window data, because we have SND.NXT==SND.MAX...
3100  *
3101  * Current solution: to send TWO zero-length segments in urgent mode:
3102  * one is with SEG.SEQ=SND.UNA to deliver urgent pointer, another is
3103  * out-of-date with SND.UNA-1 to probe window.
3104  */
3105 static int tcp_xmit_probe_skb(struct sock *sk, int urgent)
3106 {
3107         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3108         struct sk_buff *skb;
3109
3110         /* We don't queue it, tcp_transmit_skb() sets ownership. */
3111         skb = alloc_skb(MAX_TCP_HEADER, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
3112         if (skb == NULL)
3113                 return -1;
3114
3115         /* Reserve space for headers and set control bits. */
3116         skb_reserve(skb, MAX_TCP_HEADER);
3117         /* Use a previous sequence.  This should cause the other
3118          * end to send an ack.  Don't queue or clone SKB, just
3119          * send it.
3120          */
3121         tcp_init_nondata_skb(skb, tp->snd_una - !urgent, TCPHDR_ACK);
3122         TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
3123         return tcp_transmit_skb(sk, skb, 0, GFP_ATOMIC);
3124 }
3125
3126 void tcp_send_window_probe(struct sock *sk)
3127 {
3128         if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) {
3129                 tcp_sk(sk)->snd_wl1 = tcp_sk(sk)->rcv_nxt - 1;
3130                 tcp_xmit_probe_skb(sk, 0);
3131         }
3132 }
3133
3134 /* Initiate keepalive or window probe from timer. */
3135 int tcp_write_wakeup(struct sock *sk)
3136 {
3137         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3138         struct sk_buff *skb;
3139
3140         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
3141                 return -1;
3142
3143         if ((skb = tcp_send_head(sk)) != NULL &&
3144             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq, tcp_wnd_end(tp))) {
3145                 int err;
3146                 unsigned int mss = tcp_current_mss(sk);
3147                 unsigned int seg_size = tcp_wnd_end(tp) - TCP_SKB_CB(skb)->seq;
3148
3149                 if (before(tp->pushed_seq, TCP_SKB_CB(skb)->end_seq))
3150                         tp->pushed_seq = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
3151
3152                 /* We are probing the opening of a window
3153                  * but the window size is != 0
3154                  * must have been a result SWS avoidance ( sender )
3155                  */
3156                 if (seg_size < TCP_SKB_CB(skb)->end_seq - TCP_SKB_CB(skb)->seq ||
3157                     skb->len > mss) {
3158                         seg_size = min(seg_size, mss);
3159                         TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3160                         if (tcp_fragment(sk, skb, seg_size, mss))
3161                                 return -1;
3162                 } else if (!tcp_skb_pcount(skb))
3163                         tcp_set_skb_tso_segs(sk, skb, mss);
3164
3165                 TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags |= TCPHDR_PSH;
3166                 TCP_SKB_CB(skb)->when = tcp_time_stamp;
3167                 err = tcp_transmit_skb(sk, skb, 1, GFP_ATOMIC);
3168                 if (!err)
3169                         tcp_event_new_data_sent(sk, skb);
3170                 return err;
3171         } else {
3172                 if (between(tp->snd_up, tp->snd_una + 1, tp->snd_una + 0xFFFF))
3173                         tcp_xmit_probe_skb(sk, 1);
3174                 return tcp_xmit_probe_skb(sk, 0);
3175         }
3176 }
3177
3178 /* A window probe timeout has occurred.  If window is not closed send
3179  * a partial packet else a zero probe.
3180  */
3181 void tcp_send_probe0(struct sock *sk)
3182 {
3183         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
3184         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
3185         int err;
3186
3187         err = tcp_write_wakeup(sk);
3188
3189         if (tp->packets_out || !tcp_send_head(sk)) {
3190                 /* Cancel probe timer, if it is not required. */
3191                 icsk->icsk_probes_out = 0;
3192                 icsk->icsk_backoff = 0;
3193                 return;
3194         }
3195
3196         if (err <= 0) {
3197                 if (icsk->icsk_backoff < sysctl_tcp_retries2)
3198                         icsk->icsk_backoff++;
3199                 icsk->icsk_probes_out++;
3200                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
3201                                           min(icsk->icsk_rto << icsk->icsk_backoff, TCP_RTO_MAX),
3202                                           TCP_RTO_MAX);
3203         } else {
3204                 /* If packet was not sent due to local congestion,
3205                  * do not backoff and do not remember icsk_probes_out.
3206                  * Let local senders to fight for local resources.
3207                  *
3208                  * Use accumulated backoff yet.
3209                  */
3210                 if (!icsk->icsk_probes_out)
3211                         icsk->icsk_probes_out = 1;
3212                 inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_PROBE0,
3213                                           min(icsk->icsk_rto << icsk->icsk_backoff,
3214                                               TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL),
3215                                           TCP_RTO_MAX);
3216         }
3217 }