net/dccp/ccids/ccid3.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2007   The University of Aberdeen, Scotland, UK
   3  *  Copyright (c) 2005-7 The University of Waikato, Hamilton, New Zealand.
   4  *  Copyright (c) 2005-7 Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>
   5  *
   6  *  An implementation of the DCCP protocol
   7  *
   8  *  This code has been developed by the University of Waikato WAND
   9  *  research group. For further information please see http://www.wand.net.nz/
  10  *
  11  *  This code also uses code from Lulea University, rereleased as GPL by its
  12  *  authors:
  13  *  Copyright (c) 2003 Nils-Erik Mattsson, Joacim Haggmark, Magnus Erixzon
  14  *
  15  *  Changes to meet Linux coding standards, to make it meet latest ccid3 draft
  16  *  and to make it work as a loadable module in the DCCP stack written by
  17  *  Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>.
  18  *
  19  *  Copyright (c) 2005 Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>
  20  *
  21  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  22  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  23  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  24  *  (at your option) any later version.
  25  *
  26  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  27  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  28  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  29  *  GNU General Public License for more details.
  30  *
  31  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  32  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  33  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  34  */
  35 #include "../dccp.h"
  36 #include "ccid3.h"
  37
  38 #include <asm/unaligned.h>
  39
  40 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
  41 static int ccid3_debug;
  42 #define ccid3_pr_debug(format, a...)    DCCP_PR_DEBUG(ccid3_debug, format, ##a)
  43 #else
  44 #define ccid3_pr_debug(format, a...)
  45 #endif
  46
  47 /*
  48  *      Transmitter Half-Connection Routines
  49  */
  50 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
  51 static const char *ccid3_tx_state_name(enum ccid3_hc_tx_states state)
  52 {
  53         static const char *const ccid3_state_names[] = {
  54         [TFRC_SSTATE_NO_SENT]  = "NO_SENT",
  55         [TFRC_SSTATE_NO_FBACK] = "NO_FBACK",
  56         [TFRC_SSTATE_FBACK]    = "FBACK",
  57         [TFRC_SSTATE_TERM]     = "TERM",
  58         };
  59
  60         return ccid3_state_names[state];
  61 }
  62 #endif
  63
  64 static void ccid3_hc_tx_set_state(struct sock *sk,
  65                                   enum ccid3_hc_tx_states state)
  66 {
  67         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
  68         enum ccid3_hc_tx_states oldstate = hc->tx_state;
  69
  70         ccid3_pr_debug("%s(%p) %-8.8s -> %s\n",
  71                        dccp_role(sk), sk, ccid3_tx_state_name(oldstate),
  72                        ccid3_tx_state_name(state));
  73         WARN_ON(state == oldstate);
  74         hc->tx_state = state;
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Compute the initial sending rate X_init in the manner of RFC 3390:
  79  *
  80  *      X_init  =  min(4 * s, max(2 * s, 4380 bytes)) / RTT
  81  *
  82  * Note that RFC 3390 uses MSS, RFC 4342 refers to RFC 3390, and rfc3448bis
  83  * (rev-02) clarifies the use of RFC 3390 with regard to the above formula.
  84  * For consistency with other parts of the code, X_init is scaled by 2^6.
  85  */
  86 static inline u64 rfc3390_initial_rate(struct sock *sk)
  87 {
  88         const struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
  89         const __u32 w_init = clamp_t(__u32, 4380U, 2 * hc->tx_s, 4 * hc->tx_s);
  90
  91         return scaled_div(w_init << 6, hc->tx_rtt);
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Recalculate t_ipi and delta (should be called whenever X changes)
  96  */
  97 static void ccid3_update_send_interval(struct ccid3_hc_tx_sock *hc)
  98 {
  99         /* Calculate new t_ipi = s / X_inst (X_inst is in 64 * bytes/second) */
 100         hc->tx_t_ipi = scaled_div32(((u64)hc->tx_s) << 6, hc->tx_x);
 101
 102         /* Calculate new delta by delta = min(t_ipi / 2, t_gran / 2) */
 103         hc->tx_delta = min_t(u32, hc->tx_t_ipi / 2, TFRC_OPSYS_HALF_TIME_GRAN);
 104
 105         ccid3_pr_debug("t_ipi=%u, delta=%u, s=%u, X=%u\n", hc->tx_t_ipi,
 106                        hc->tx_delta, hc->tx_s, (unsigned)(hc->tx_x >> 6));
 107 }
 108
 109 static u32 ccid3_hc_tx_idle_rtt(struct ccid3_hc_tx_sock *hc, ktime_t now)
 110 {
 111         u32 delta = ktime_us_delta(now, hc->tx_t_last_win_count);
 112
 113         return delta / hc->tx_rtt;
 114 }
 115
 116 /**
 117  * ccid3_hc_tx_update_x  -  Update allowed sending rate X
 118  * @stamp: most recent time if available - can be left NULL.
 119  * This function tracks draft rfc3448bis, check there for latest details.
 120  *
 121  * Note: X and X_recv are both stored in units of 64 * bytes/second, to support
 122  *       fine-grained resolution of sending rates. This requires scaling by 2^6
 123  *       throughout the code. Only X_calc is unscaled (in bytes/second).
 124  *
 125  */
 126 static void ccid3_hc_tx_update_x(struct sock *sk, ktime_t *stamp)
 127 {
 128         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 129         __u64 min_rate = 2 * hc->tx_x_recv;
 130         const __u64 old_x = hc->tx_x;
 131         ktime_t now = stamp ? *stamp : ktime_get_real();
 132
 133         /*
 134          * Handle IDLE periods: do not reduce below RFC3390 initial sending rate
 135          * when idling [RFC 4342, 5.1]. Definition of idling is from rfc3448bis:
 136          * a sender is idle if it has not sent anything over a 2-RTT-period.
 137          * For consistency with X and X_recv, min_rate is also scaled by 2^6.
 138          */
 139         if (ccid3_hc_tx_idle_rtt(hc, now) >= 2) {
 140                 min_rate = rfc3390_initial_rate(sk);
 141                 min_rate = max(min_rate, 2 * hc->tx_x_recv);
 142         }
 143
 144         if (hc->tx_p > 0) {
 145
 146                 hc->tx_x = min(((__u64)hc->tx_x_calc) << 6, min_rate);
 147                 hc->tx_x = max(hc->tx_x, (((__u64)hc->tx_s) << 6) / TFRC_T_MBI);
 148
 149         } else if (ktime_us_delta(now, hc->tx_t_ld) - (s64)hc->tx_rtt >= 0) {
 150
 151                 hc->tx_x = min(2 * hc->tx_x, min_rate);
 152                 hc->tx_x = max(hc->tx_x,
 153                                scaled_div(((__u64)hc->tx_s) << 6, hc->tx_rtt));
 154                 hc->tx_t_ld = now;
 155         }
 156
 157         if (hc->tx_x != old_x) {
 158                 ccid3_pr_debug("X_prev=%u, X_now=%u, X_calc=%u, "
 159                                "X_recv=%u\n", (unsigned)(old_x >> 6),
 160                                (unsigned)(hc->tx_x >> 6), hc->tx_x_calc,
 161                                (unsigned)(hc->tx_x_recv >> 6));
 162
 163                 ccid3_update_send_interval(hc);
 164         }
 165 }
 166
 167 /*
 168  *      Track the mean packet size `s' (cf. RFC 4342, 5.3 and  RFC 3448, 4.1)
 169  *      @len: DCCP packet payload size in bytes
 170  */
 171 static inline void ccid3_hc_tx_update_s(struct ccid3_hc_tx_sock *hc, int len)
 172 {
 173         const u16 old_s = hc->tx_s;
 174
 175         hc->tx_s = tfrc_ewma(hc->tx_s, len, 9);
 176
 177         if (hc->tx_s != old_s)
 178                 ccid3_update_send_interval(hc);
 179 }
 180
 181 /*
 182  *      Update Window Counter using the algorithm from [RFC 4342, 8.1].
 183  *      As elsewhere, RTT > 0 is assumed by using dccp_sample_rtt().
 184  */
 185 static inline void ccid3_hc_tx_update_win_count(struct ccid3_hc_tx_sock *hc,
 186                                                 ktime_t now)
 187 {
 188         u32 delta = ktime_us_delta(now, hc->tx_t_last_win_count),
 189             quarter_rtts = (4 * delta) / hc->tx_rtt;
 190
 191         if (quarter_rtts > 0) {
 192                 hc->tx_t_last_win_count = now;
 193                 hc->tx_last_win_count  += min(quarter_rtts, 5U);
 194                 hc->tx_last_win_count  &= 0xF;          /* mod 16 */
 195         }
 196 }
 197
 198 static void ccid3_hc_tx_no_feedback_timer(unsigned long data)
 199 {
 200         struct sock *sk = (struct sock *)data;
 201         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 202         unsigned long t_nfb = USEC_PER_SEC / 5;
 203
 204         bh_lock_sock(sk);
 205         if (sock_owned_by_user(sk)) {
 206                 /* Try again later. */
 207                 /* XXX: set some sensible MIB */
 208                 goto restart_timer;
 209         }
 210
 211         ccid3_pr_debug("%s(%p, state=%s) - entry\n", dccp_role(sk), sk,
 212                        ccid3_tx_state_name(hc->tx_state));
 213
 214         if (hc->tx_state == TFRC_SSTATE_FBACK)
 215                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_NO_FBACK);
 216         else if (hc->tx_state != TFRC_SSTATE_NO_FBACK)
 217                 goto out;
 218
 219         /*
 220          * Determine new allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.4
 221          * RTO is 0 if and only if no feedback has been received yet.
 222          */
 223         if (hc->tx_t_rto == 0 || hc->tx_p == 0) {
 224
 225                 /* halve send rate directly */
 226                 hc->tx_x = max(hc->tx_x / 2,
 227                                (((__u64)hc->tx_s) << 6) / TFRC_T_MBI);
 228                 ccid3_update_send_interval(hc);
 229         } else {
 230                 /*
 231                  *  Modify the cached value of X_recv
 232                  *
 233                  *  If (X_calc > 2 * X_recv)
 234                  *    X_recv = max(X_recv / 2, s / (2 * t_mbi));
 235                  *  Else
 236                  *    X_recv = X_calc / 4;
 237                  *
 238                  *  Note that X_recv is scaled by 2^6 while X_calc is not
 239                  */
 240                 BUG_ON(hc->tx_p && !hc->tx_x_calc);
 241
 242                 if (hc->tx_x_calc > (hc->tx_x_recv >> 5))
 243                         hc->tx_x_recv =
 244                                 max(hc->tx_x_recv / 2,
 245                                     (((__u64)hc->tx_s) << 6) / (2*TFRC_T_MBI));
 246                 else {
 247                         hc->tx_x_recv = hc->tx_x_calc;
 248                         hc->tx_x_recv <<= 4;
 249                 }
 250                 ccid3_hc_tx_update_x(sk, NULL);
 251         }
 252         ccid3_pr_debug("Reduced X to %llu/64 bytes/sec\n",
 253                         (unsigned long long)hc->tx_x);
 254
 255         /*
 256          * Set new timeout for the nofeedback timer.
 257          * See comments in packet_recv() regarding the value of t_RTO.
 258          */
 259         if (unlikely(hc->tx_t_rto == 0))        /* no feedback received yet */
 260                 t_nfb = TFRC_INITIAL_TIMEOUT;
 261         else
 262                 t_nfb = max(hc->tx_t_rto, 2 * hc->tx_t_ipi);
 263
 264 restart_timer:
 265         sk_reset_timer(sk, &hc->tx_no_feedback_timer,
 266                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
 267 out:
 268         bh_unlock_sock(sk);
 269         sock_put(sk);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * returns
 274  *   > 0: delay (in msecs) that should pass before actually sending
 275  *   = 0: can send immediately
 276  *   < 0: error condition; do not send packet
 277  */
 278 static int ccid3_hc_tx_send_packet(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 279 {
 280         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
 281         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 282         ktime_t now = ktime_get_real();
 283         s64 delay;
 284
 285         /*
 286          * This function is called only for Data and DataAck packets. Sending
 287          * zero-sized Data(Ack)s is theoretically possible, but for congestion
 288          * control this case is pathological - ignore it.
 289          */
 290         if (unlikely(skb->len == 0))
 291                 return -EBADMSG;
 292
 293         switch (hc->tx_state) {
 294         case TFRC_SSTATE_NO_SENT:
 295                 sk_reset_timer(sk, &hc->tx_no_feedback_timer, (jiffies +
 296                                usecs_to_jiffies(TFRC_INITIAL_TIMEOUT)));
 297                 hc->tx_last_win_count   = 0;
 298                 hc->tx_t_last_win_count = now;
 299
 300                 /* Set t_0 for initial packet */
 301                 hc->tx_t_nom = now;
 302
 303                 hc->tx_s = skb->len;
 304
 305                 /*
 306                  * Use initial RTT sample when available: recommended by erratum
 307                  * to RFC 4342. This implements the initialisation procedure of
 308                  * draft rfc3448bis, section 4.2. Remember, X is scaled by 2^6.
 309                  */
 310                 if (dp->dccps_syn_rtt) {
 311                         ccid3_pr_debug("SYN RTT = %uus\n", dp->dccps_syn_rtt);
 312                         hc->tx_rtt  = dp->dccps_syn_rtt;
 313                         hc->tx_x    = rfc3390_initial_rate(sk);
 314                         hc->tx_t_ld = now;
 315                 } else {
 316                         /*
 317                          * Sender does not have RTT sample:
 318                          * - set fallback RTT (RFC 4340, 3.4) since a RTT value
 319                          *   is needed in several parts (e.g.  window counter);
 320                          * - set sending rate X_pps = 1pps as per RFC 3448, 4.2.
 321                          */
 322                         hc->tx_rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
 323                         hc->tx_x   = hc->tx_s;
 324                         hc->tx_x <<= 6;
 325                 }
 326                 ccid3_update_send_interval(hc);
 327
 328                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_NO_FBACK);
 329                 break;
 330         case TFRC_SSTATE_NO_FBACK:
 331         case TFRC_SSTATE_FBACK:
 332                 delay = ktime_us_delta(hc->tx_t_nom, now);
 333                 ccid3_pr_debug("delay=%ld\n", (long)delay);
 334                 /*
 335                  *      Scheduling of packet transmissions [RFC 3448, 4.6]
 336                  *
 337                  * if (t_now > t_nom - delta)
 338                  *       // send the packet now
 339                  * else
 340                  *       // send the packet in (t_nom - t_now) milliseconds.
 341                  */
 342                 if (delay - (s64)hc->tx_delta >= 1000)
 343                         return (u32)delay / 1000L;
 344
 345                 ccid3_hc_tx_update_win_count(hc, now);
 346                 break;
 347         case TFRC_SSTATE_TERM:
 348                 DCCP_BUG("%s(%p) - Illegal state TERM", dccp_role(sk), sk);
 349                 return -EINVAL;
 350         }
 351
 352         /* prepare to send now (add options etc.) */
 353         dp->dccps_hc_tx_insert_options = 1;
 354         DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ccval  = hc->tx_last_win_count;
 355
 356         /* set the nominal send time for the next following packet */
 357         hc->tx_t_nom = ktime_add_us(hc->tx_t_nom, hc->tx_t_ipi);
 358         return 0;
 359 }
 360
 361 static void ccid3_hc_tx_packet_sent(struct sock *sk, int more,
 362                                     unsigned int len)
 363 {
 364         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 365
 366         ccid3_hc_tx_update_s(hc, len);
 367
 368         if (tfrc_tx_hist_add(&hc->tx_hist, dccp_sk(sk)->dccps_gss))
 369                 DCCP_CRIT("packet history - out of memory!");
 370 }
 371
 372 static void ccid3_hc_tx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 373 {
 374         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 375         struct ccid3_options_received *opt_recv = &hc->tx_options_received;
 376         ktime_t now;
 377         unsigned long t_nfb;
 378         u32 pinv, r_sample;
 379
 380         /* we are only interested in ACKs */
 381         if (!(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_ACK ||
 382               DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_DATAACK))
 383                 return;
 384         /* ... and only in the established state */
 385         if (hc->tx_state != TFRC_SSTATE_FBACK &&
 386             hc->tx_state != TFRC_SSTATE_NO_FBACK)
 387                 return;
 388
 389         now = ktime_get_real();
 390
 391         /* Estimate RTT from history if ACK number is valid */
 392         r_sample = tfrc_tx_hist_rtt(hc->tx_hist,
 393                                     DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ack_seq, now);
 394         if (r_sample == 0) {
 395                 DCCP_WARN("%s(%p): %s with bogus ACK-%llu\n", dccp_role(sk), sk,
 396                           dccp_packet_name(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type),
 397                           (unsigned long long)DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ack_seq);
 398                 return;
 399         }
 400
 401         /* Update receive rate in units of 64 * bytes/second */
 402         hc->tx_x_recv = opt_recv->ccid3or_receive_rate;
 403         hc->tx_x_recv <<= 6;
 404
 405         /* Update loss event rate (which is scaled by 1e6) */
 406         pinv = opt_recv->ccid3or_loss_event_rate;
 407         if (pinv == ~0U || pinv == 0)          /* see RFC 4342, 8.5   */
 408                 hc->tx_p = 0;
 409         else                                   /* can not exceed 100% */
 410                 hc->tx_p = scaled_div(1, pinv);
 411         /*
 412          * Validate new RTT sample and update moving average
 413          */
 414         r_sample = dccp_sample_rtt(sk, r_sample);
 415         hc->tx_rtt = tfrc_ewma(hc->tx_rtt, r_sample, 9);
 416         /*
 417          * Update allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.2/3
 418          */
 419         if (hc->tx_state == TFRC_SSTATE_NO_FBACK) {
 420                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_FBACK);
 421
 422                 if (hc->tx_t_rto == 0) {
 423                         /*
 424                          * Initial feedback packet: Larger Initial Windows (4.2)
 425                          */
 426                         hc->tx_x    = rfc3390_initial_rate(sk);
 427                         hc->tx_t_ld = now;
 428
 429                         ccid3_update_send_interval(hc);
 430
 431                         goto done_computing_x;
 432                 } else if (hc->tx_p == 0) {
 433                         /*
 434                          * First feedback after nofeedback timer expiry (4.3)
 435                          */
 436                         goto done_computing_x;
 437                 }
 438         }
 439
 440         /* Update sending rate (step 4 of [RFC 3448, 4.3]) */
 441         if (hc->tx_p > 0)
 442                 hc->tx_x_calc = tfrc_calc_x(hc->tx_s, hc->tx_rtt, hc->tx_p);
 443         ccid3_hc_tx_update_x(sk, &now);
 444
 445 done_computing_x:
 446         ccid3_pr_debug("%s(%p), RTT=%uus (sample=%uus), s=%u, "
 447                                "p=%u, X_calc=%u, X_recv=%u, X=%u\n",
 448                                dccp_role(sk), sk, hc->tx_rtt, r_sample,
 449                                hc->tx_s, hc->tx_p, hc->tx_x_calc,
 450                                (unsigned)(hc->tx_x_recv >> 6),
 451                                (unsigned)(hc->tx_x >> 6));
 452
 453         /* unschedule no feedback timer */
 454         sk_stop_timer(sk, &hc->tx_no_feedback_timer);
 455
 456         /*
 457          * As we have calculated new ipi, delta, t_nom it is possible
 458          * that we now can send a packet, so wake up dccp_wait_for_ccid
 459          */
 460         sk->sk_write_space(sk);
 461
 462         /*
 463          * Update timeout interval for the nofeedback timer. In order to control
 464          * rate halving on networks with very low RTTs (<= 1 ms), use per-route
 465          * tunable RTAX_RTO_MIN value as the lower bound.
 466          */
 467         hc->tx_t_rto = max_t(u32, 4 * hc->tx_rtt,
 468                                   USEC_PER_SEC/HZ * tcp_rto_min(sk));
 469         /*
 470          * Schedule no feedback timer to expire in
 471          * max(t_RTO, 2 * s/X)  =  max(t_RTO, 2 * t_ipi)
 472          */
 473         t_nfb = max(hc->tx_t_rto, 2 * hc->tx_t_ipi);
 474
 475         ccid3_pr_debug("%s(%p), Scheduled no feedback timer to "
 476                        "expire in %lu jiffies (%luus)\n",
 477                        dccp_role(sk), sk, usecs_to_jiffies(t_nfb), t_nfb);
 478
 479         sk_reset_timer(sk, &hc->tx_no_feedback_timer,
 480                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
 481 }
 482
 483 static int ccid3_hc_tx_parse_options(struct sock *sk, unsigned char option,
 484                                      unsigned char len, u16 idx,
 485                                      unsigned char *value)
 486 {
 487         int rc = 0;
 488         const struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
 489         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 490         struct ccid3_options_received *opt_recv = &hc->tx_options_received;
 491         __be32 opt_val;
 492
 493         if (opt_recv->ccid3or_seqno != dp->dccps_gsr) {
 494                 opt_recv->ccid3or_seqno              = dp->dccps_gsr;
 495                 opt_recv->ccid3or_loss_event_rate    = ~0;
 496                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_idx = 0;
 497                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_len = 0;
 498                 opt_recv->ccid3or_receive_rate       = 0;
 499         }
 500
 501         switch (option) {
 502         case TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE:
 503                 if (unlikely(len != 4)) {
 504                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d "
 505                                   "for TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE\n",
 506                                   dccp_role(sk), sk, len);
 507                         rc = -EINVAL;
 508                 } else {
 509                         opt_val = get_unaligned((__be32 *)value);
 510                         opt_recv->ccid3or_loss_event_rate = ntohl(opt_val);
 511                         ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_EVENT_RATE=%u\n",
 512                                        dccp_role(sk), sk,
 513                                        opt_recv->ccid3or_loss_event_rate);
 514                 }
 515                 break;
 516         case TFRC_OPT_LOSS_INTERVALS:
 517                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_idx = idx;
 518                 opt_recv->ccid3or_loss_intervals_len = len;
 519                 ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_INTERVALS=(%u, %u)\n",
 520                                dccp_role(sk), sk,
 521                                opt_recv->ccid3or_loss_intervals_idx,
 522                                opt_recv->ccid3or_loss_intervals_len);
 523                 break;
 524         case TFRC_OPT_RECEIVE_RATE:
 525                 if (unlikely(len != 4)) {
 526                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d "
 527                                   "for TFRC_OPT_RECEIVE_RATE\n",
 528                                   dccp_role(sk), sk, len);
 529                         rc = -EINVAL;
 530                 } else {
 531                         opt_val = get_unaligned((__be32 *)value);
 532                         opt_recv->ccid3or_receive_rate = ntohl(opt_val);
 533                         ccid3_pr_debug("%s(%p), RECEIVE_RATE=%u\n",
 534                                        dccp_role(sk), sk,
 535                                        opt_recv->ccid3or_receive_rate);
 536                 }
 537                 break;
 538         }
 539
 540         return rc;
 541 }
 542
 543 static int ccid3_hc_tx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
 544 {
 545         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid_priv(ccid);
 546
 547         hc->tx_state = TFRC_SSTATE_NO_SENT;
 548         hc->tx_hist  = NULL;
 549         setup_timer(&hc->tx_no_feedback_timer,
 550                         ccid3_hc_tx_no_feedback_timer, (unsigned long)sk);
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 static void ccid3_hc_tx_exit(struct sock *sk)
 555 {
 556         struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 557
 558         ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_TERM);
 559         sk_stop_timer(sk, &hc->tx_no_feedback_timer);
 560
 561         tfrc_tx_hist_purge(&hc->tx_hist);
 562 }
 563
 564 static void ccid3_hc_tx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
 565 {
 566         info->tcpi_rto = ccid3_hc_tx_sk(sk)->tx_t_rto;
 567         info->tcpi_rtt = ccid3_hc_tx_sk(sk)->tx_rtt;
 568 }
 569
 570 static int ccid3_hc_tx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
 571                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
 572 {
 573         const struct ccid3_hc_tx_sock *hc = ccid3_hc_tx_sk(sk);
 574         struct tfrc_tx_info tfrc;
 575         const void *val;
 576
 577         switch (optname) {
 578         case DCCP_SOCKOPT_CCID_TX_INFO:
 579                 if (len < sizeof(tfrc))
 580                         return -EINVAL;
 581                 tfrc.tfrctx_x      = hc->tx_x;
 582                 tfrc.tfrctx_x_recv = hc->tx_x_recv;
 583                 tfrc.tfrctx_x_calc = hc->tx_x_calc;
 584                 tfrc.tfrctx_rtt    = hc->tx_rtt;
 585                 tfrc.tfrctx_p      = hc->tx_p;
 586                 tfrc.tfrctx_rto    = hc->tx_t_rto;
 587                 tfrc.tfrctx_ipi    = hc->tx_t_ipi;
 588                 len = sizeof(tfrc);
 589                 val = &tfrc;
 590                 break;
 591         default:
 592                 return -ENOPROTOOPT;
 593         }
 594
 595         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
 596                 return -EFAULT;
 597
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 /*
 602  *      Receiver Half-Connection Routines
 603  */
 604
 605 /* CCID3 feedback types */
 606 enum ccid3_fback_type {
 607         CCID3_FBACK_NONE = 0,
 608         CCID3_FBACK_INITIAL,
 609         CCID3_FBACK_PERIODIC,
 610         CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE
 611 };
 612
 613 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
 614 static const char *ccid3_rx_state_name(enum ccid3_hc_rx_states state)
 615 {
 616         static const char *const ccid3_rx_state_names[] = {
 617         [TFRC_RSTATE_NO_DATA] = "NO_DATA",
 618         [TFRC_RSTATE_DATA]    = "DATA",
 619         [TFRC_RSTATE_TERM]    = "TERM",
 620         };
 621
 622         return ccid3_rx_state_names[state];
 623 }
 624 #endif
 625
 626 static void ccid3_hc_rx_set_state(struct sock *sk,
 627                                   enum ccid3_hc_rx_states state)
 628 {
 629         struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 630         enum ccid3_hc_rx_states oldstate = hc->rx_state;
 631
 632         ccid3_pr_debug("%s(%p) %-8.8s -> %s\n",
 633                        dccp_role(sk), sk, ccid3_rx_state_name(oldstate),
 634                        ccid3_rx_state_name(state));
 635         WARN_ON(state == oldstate);
 636         hc->rx_state = state;
 637 }
 638
 639 static void ccid3_hc_rx_send_feedback(struct sock *sk,
 640                                       const struct sk_buff *skb,
 641                                       enum ccid3_fback_type fbtype)
 642 {
 643         struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 644         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
 645         ktime_t now;
 646         s64 delta = 0;
 647
 648         if (unlikely(hc->rx_state == TFRC_RSTATE_TERM))
 649                 return;
 650
 651         now = ktime_get_real();
 652
 653         switch (fbtype) {
 654         case CCID3_FBACK_INITIAL:
 655                 hc->rx_x_recv = 0;
 656                 hc->rx_pinv   = ~0U;   /* see RFC 4342, 8.5 */
 657                 break;
 658         case CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE:
 659                 /*
 660                  * When parameters change (new loss or p > p_prev), we do not
 661                  * have a reliable estimate for R_m of [RFC 3448, 6.2] and so
 662                  * need to  reuse the previous value of X_recv. However, when
 663                  * X_recv was 0 (due to early loss), this would kill X down to
 664                  * s/t_mbi (i.e. one packet in 64 seconds).
 665                  * To avoid such drastic reduction, we approximate X_recv as
 666                  * the number of bytes since last feedback.
 667                  * This is a safe fallback, since X is bounded above by X_calc.
 668                  */
 669                 if (hc->rx_x_recv > 0)
 670                         break;
 671                 /* fall through */
 672         case CCID3_FBACK_PERIODIC:
 673                 delta = ktime_us_delta(now, hc->rx_tstamp_last_feedback);
 674                 if (delta <= 0)
 675                         DCCP_BUG("delta (%ld) <= 0", (long)delta);
 676                 else
 677                         hc->rx_x_recv = scaled_div32(hc->rx_bytes_recv, delta);
 678                 break;
 679         default:
 680                 return;
 681         }
 682
 683         ccid3_pr_debug("Interval %ldusec, X_recv=%u, 1/p=%u\n", (long)delta,
 684                        hc->rx_x_recv, hc->rx_pinv);
 685
 686         hc->rx_tstamp_last_feedback = now;
 687         hc->rx_last_counter         = dccp_hdr(skb)->dccph_ccval;
 688         hc->rx_bytes_recv           = 0;
 689
 690         dp->dccps_hc_rx_insert_options = 1;
 691         dccp_send_ack(sk);
 692 }
 693
 694 static int ccid3_hc_rx_insert_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 695 {
 696         const struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 697         __be32 x_recv, pinv;
 698
 699         if (!(sk->sk_state == DCCP_OPEN || sk->sk_state == DCCP_PARTOPEN))
 700                 return 0;
 701
 702         if (dccp_packet_without_ack(skb))
 703                 return 0;
 704
 705         x_recv = htonl(hc->rx_x_recv);
 706         pinv   = htonl(hc->rx_pinv);
 707
 708         if (dccp_insert_option(skb, TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE,
 709                                &pinv, sizeof(pinv)) ||
 710             dccp_insert_option(skb, TFRC_OPT_RECEIVE_RATE,
 711                                &x_recv, sizeof(x_recv)))
 712                 return -1;
 713
 714         return 0;
 715 }
 716
 717 /**
 718  * ccid3_first_li  -  Implements [RFC 5348, 6.3.1]
 719  *
 720  * Determine the length of the first loss interval via inverse lookup.
 721  * Assume that X_recv can be computed by the throughput equation
 722  *                  s
 723  *      X_recv = --------
 724  *               R * fval
 725  * Find some p such that f(p) = fval; return 1/p (scaled).
 726  */
 727 static u32 ccid3_first_li(struct sock *sk)
 728 {
 729         struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 730         u32 x_recv, p, delta;
 731         u64 fval;
 732
 733         if (hc->rx_rtt == 0) {
 734                 DCCP_WARN("No RTT estimate available, using fallback RTT\n");
 735                 hc->rx_rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
 736         }
 737
 738         delta  = ktime_to_us(net_timedelta(hc->rx_tstamp_last_feedback));
 739         x_recv = scaled_div32(hc->rx_bytes_recv, delta);
 740         if (x_recv == 0) {              /* would also trigger divide-by-zero */
 741                 DCCP_WARN("X_recv==0\n");
 742                 if (hc->rx_x_recv == 0) {
 743                         DCCP_BUG("stored value of X_recv is zero");
 744                         return ~0U;
 745                 }
 746                 x_recv = hc->rx_x_recv;
 747         }
 748
 749         fval = scaled_div(hc->rx_s, hc->rx_rtt);
 750         fval = scaled_div32(fval, x_recv);
 751         p = tfrc_calc_x_reverse_lookup(fval);
 752
 753         ccid3_pr_debug("%s(%p), receive rate=%u bytes/s, implied "
 754                        "loss rate=%u\n", dccp_role(sk), sk, x_recv, p);
 755
 756         return p == 0 ? ~0U : scaled_div(1, p);
 757 }
 758
 759 static void ccid3_hc_rx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 760 {
 761         struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 762         enum ccid3_fback_type do_feedback = CCID3_FBACK_NONE;
 763         const u64 ndp = dccp_sk(sk)->dccps_options_received.dccpor_ndp;
 764         const bool is_data_packet = dccp_data_packet(skb);
 765
 766         if (unlikely(hc->rx_state == TFRC_RSTATE_NO_DATA)) {
 767                 if (is_data_packet) {
 768                         const u32 payload = skb->len - dccp_hdr(skb)->dccph_doff * 4;
 769                         do_feedback = CCID3_FBACK_INITIAL;
 770                         ccid3_hc_rx_set_state(sk, TFRC_RSTATE_DATA);
 771                         hc->rx_s = payload;
 772                         /*
 773                          * Not necessary to update rx_bytes_recv here,
 774                          * since X_recv = 0 for the first feedback packet (cf.
 775                          * RFC 3448, 6.3) -- gerrit
 776                          */
 777                 }
 778                 goto update_records;
 779         }
 780
 781         if (tfrc_rx_hist_duplicate(&hc->rx_hist, skb))
 782                 return; /* done receiving */
 783
 784         if (is_data_packet) {
 785                 const u32 payload = skb->len - dccp_hdr(skb)->dccph_doff * 4;
 786                 /*
 787                  * Update moving-average of s and the sum of received payload bytes
 788                  */
 789                 hc->rx_s = tfrc_ewma(hc->rx_s, payload, 9);
 790                 hc->rx_bytes_recv += payload;
 791         }
 792
 793         /*
 794          * Perform loss detection and handle pending losses
 795          */
 796         if (tfrc_rx_handle_loss(&hc->rx_hist, &hc->rx_li_hist,
 797                                 skb, ndp, ccid3_first_li, sk)) {
 798                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
 799                 goto done_receiving;
 800         }
 801
 802         if (tfrc_rx_hist_loss_pending(&hc->rx_hist))
 803                 return; /* done receiving */
 804
 805         /*
 806          * Handle data packets: RTT sampling and monitoring p
 807          */
 808         if (unlikely(!is_data_packet))
 809                 goto update_records;
 810
 811         if (!tfrc_lh_is_initialised(&hc->rx_li_hist)) {
 812                 const u32 sample = tfrc_rx_hist_sample_rtt(&hc->rx_hist, skb);
 813                 /*
 814                  * Empty loss history: no loss so far, hence p stays 0.
 815                  * Sample RTT values, since an RTT estimate is required for the
 816                  * computation of p when the first loss occurs; RFC 3448, 6.3.1.
 817                  */
 818                 if (sample != 0)
 819                         hc->rx_rtt = tfrc_ewma(hc->rx_rtt, sample, 9);
 820
 821         } else if (tfrc_lh_update_i_mean(&hc->rx_li_hist, skb)) {
 822                 /*
 823                  * Step (3) of [RFC 3448, 6.1]: Recompute I_mean and, if I_mean
 824                  * has decreased (resp. p has increased), send feedback now.
 825                  */
 826                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
 827         }
 828
 829         /*
 830          * Check if the periodic once-per-RTT feedback is due; RFC 4342, 10.3
 831          */
 832         if (SUB16(dccp_hdr(skb)->dccph_ccval, hc->rx_last_counter) > 3)
 833                 do_feedback = CCID3_FBACK_PERIODIC;
 834
 835 update_records:
 836         tfrc_rx_hist_add_packet(&hc->rx_hist, skb, ndp);
 837
 838 done_receiving:
 839         if (do_feedback)
 840                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, do_feedback);
 841 }
 842
 843 static int ccid3_hc_rx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
 844 {
 845         struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid_priv(ccid);
 846
 847         hc->rx_state = TFRC_RSTATE_NO_DATA;
 848         tfrc_lh_init(&hc->rx_li_hist);
 849         return tfrc_rx_hist_alloc(&hc->rx_hist);
 850 }
 851
 852 static void ccid3_hc_rx_exit(struct sock *sk)
 853 {
 854         struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 855
 856         ccid3_hc_rx_set_state(sk, TFRC_RSTATE_TERM);
 857
 858         tfrc_rx_hist_purge(&hc->rx_hist);
 859         tfrc_lh_cleanup(&hc->rx_li_hist);
 860 }
 861
 862 static void ccid3_hc_rx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
 863 {
 864         info->tcpi_ca_state = ccid3_hc_rx_sk(sk)->rx_state;
 865         info->tcpi_options  |= TCPI_OPT_TIMESTAMPS;
 866         info->tcpi_rcv_rtt  = ccid3_hc_rx_sk(sk)->rx_rtt;
 867 }
 868
 869 static int ccid3_hc_rx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
 870                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
 871 {
 872         const struct ccid3_hc_rx_sock *hc = ccid3_hc_rx_sk(sk);
 873         struct tfrc_rx_info rx_info;
 874         const void *val;
 875
 876         switch (optname) {
 877         case DCCP_SOCKOPT_CCID_RX_INFO:
 878                 if (len < sizeof(rx_info))
 879                         return -EINVAL;
 880                 rx_info.tfrcrx_x_recv = hc->rx_x_recv;
 881                 rx_info.tfrcrx_rtt    = hc->rx_rtt;
 882                 rx_info.tfrcrx_p      = hc->rx_pinv == 0 ? ~0U :
 883                                            scaled_div(1, hc->rx_pinv);
 884                 len = sizeof(rx_info);
 885                 val = &rx_info;
 886                 break;
 887         default:
 888                 return -ENOPROTOOPT;
 889         }
 890
 891         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
 892                 return -EFAULT;
 893
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 struct ccid_operations ccid3_ops = {
 898         .ccid_id                   = DCCPC_CCID3,
 899         .ccid_name                 = "TCP-Friendly Rate Control",
 900         .ccid_hc_tx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_tx_sock),
 901         .ccid_hc_tx_init           = ccid3_hc_tx_init,
 902         .ccid_hc_tx_exit           = ccid3_hc_tx_exit,
 903         .ccid_hc_tx_send_packet    = ccid3_hc_tx_send_packet,
 904         .ccid_hc_tx_packet_sent    = ccid3_hc_tx_packet_sent,
 905         .ccid_hc_tx_packet_recv    = ccid3_hc_tx_packet_recv,
 906         .ccid_hc_tx_parse_options  = ccid3_hc_tx_parse_options,
 907         .ccid_hc_rx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_rx_sock),
 908         .ccid_hc_rx_init           = ccid3_hc_rx_init,
 909         .ccid_hc_rx_exit           = ccid3_hc_rx_exit,
 910         .ccid_hc_rx_insert_options = ccid3_hc_rx_insert_options,
 911         .ccid_hc_rx_packet_recv    = ccid3_hc_rx_packet_recv,
 912         .ccid_hc_rx_get_info       = ccid3_hc_rx_get_info,
 913         .ccid_hc_tx_get_info       = ccid3_hc_tx_get_info,
 914         .ccid_hc_rx_getsockopt     = ccid3_hc_rx_getsockopt,
 915         .ccid_hc_tx_getsockopt     = ccid3_hc_tx_getsockopt,
 916 };
 917
 918 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
 919 module_param(ccid3_debug, bool, 0644);
 920 MODULE_PARM_DESC(ccid3_debug, "Enable CCID-3 debug messages");
 921 #endif