Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / net / ipv4 / tcp_cong.c
diff --git a/kernel/net/ipv4/tcp_cong.c b/kernel/net/ipv4/tcp_cong.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..84be008
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,441 @@
+/*
+ * Pluggable TCP congestion control support and newReno
+ * congestion control.
+ * Based on ideas from I/O scheduler support and Web100.
+ *
+ * Copyright (C) 2005 Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
+ */
+
+#define pr_fmt(fmt) "TCP: " fmt
+
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/list.h>
+#include <linux/gfp.h>
+#include <linux/jhash.h>
+#include <net/tcp.h>
+
+static DEFINE_SPINLOCK(tcp_cong_list_lock);
+static LIST_HEAD(tcp_cong_list);
+
+/* Simple linear search, don't expect many entries! */
+static struct tcp_congestion_ops *tcp_ca_find(const char *name)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *e;
+
+       list_for_each_entry_rcu(e, &tcp_cong_list, list) {
+               if (strcmp(e->name, name) == 0)
+                       return e;
+       }
+
+       return NULL;
+}
+
+/* Must be called with rcu lock held */
+static const struct tcp_congestion_ops *__tcp_ca_find_autoload(const char *name)
+{
+       const struct tcp_congestion_ops *ca = tcp_ca_find(name);
+#ifdef CONFIG_MODULES
+       if (!ca && capable(CAP_NET_ADMIN)) {
+               rcu_read_unlock();
+               request_module("tcp_%s", name);
+               rcu_read_lock();
+               ca = tcp_ca_find(name);
+       }
+#endif
+       return ca;
+}
+
+/* Simple linear search, not much in here. */
+struct tcp_congestion_ops *tcp_ca_find_key(u32 key)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *e;
+
+       list_for_each_entry_rcu(e, &tcp_cong_list, list) {
+               if (e->key == key)
+                       return e;
+       }
+
+       return NULL;
+}
+
+/*
+ * Attach new congestion control algorithm to the list
+ * of available options.
+ */
+int tcp_register_congestion_control(struct tcp_congestion_ops *ca)
+{
+       int ret = 0;
+
+       /* all algorithms must implement ssthresh and cong_avoid ops */
+       if (!ca->ssthresh || !ca->cong_avoid) {
+               pr_err("%s does not implement required ops\n", ca->name);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       ca->key = jhash(ca->name, sizeof(ca->name), strlen(ca->name));
+
+       spin_lock(&tcp_cong_list_lock);
+       if (ca->key == TCP_CA_UNSPEC || tcp_ca_find_key(ca->key)) {
+               pr_notice("%s already registered or non-unique key\n",
+                         ca->name);
+               ret = -EEXIST;
+       } else {
+               list_add_tail_rcu(&ca->list, &tcp_cong_list);
+               pr_debug("%s registered\n", ca->name);
+       }
+       spin_unlock(&tcp_cong_list_lock);
+
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_register_congestion_control);
+
+/*
+ * Remove congestion control algorithm, called from
+ * the module's remove function.  Module ref counts are used
+ * to ensure that this can't be done till all sockets using
+ * that method are closed.
+ */
+void tcp_unregister_congestion_control(struct tcp_congestion_ops *ca)
+{
+       spin_lock(&tcp_cong_list_lock);
+       list_del_rcu(&ca->list);
+       spin_unlock(&tcp_cong_list_lock);
+
+       /* Wait for outstanding readers to complete before the
+        * module gets removed entirely.
+        *
+        * A try_module_get() should fail by now as our module is
+        * in "going" state since no refs are held anymore and
+        * module_exit() handler being called.
+        */
+       synchronize_rcu();
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_unregister_congestion_control);
+
+u32 tcp_ca_get_key_by_name(const char *name)
+{
+       const struct tcp_congestion_ops *ca;
+       u32 key;
+
+       might_sleep();
+
+       rcu_read_lock();
+       ca = __tcp_ca_find_autoload(name);
+       key = ca ? ca->key : TCP_CA_UNSPEC;
+       rcu_read_unlock();
+
+       return key;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_ca_get_key_by_name);
+
+char *tcp_ca_get_name_by_key(u32 key, char *buffer)
+{
+       const struct tcp_congestion_ops *ca;
+       char *ret = NULL;
+
+       rcu_read_lock();
+       ca = tcp_ca_find_key(key);
+       if (ca)
+               ret = strncpy(buffer, ca->name,
+                             TCP_CA_NAME_MAX);
+       rcu_read_unlock();
+
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_ca_get_name_by_key);
+
+/* Assign choice of congestion control. */
+void tcp_assign_congestion_control(struct sock *sk)
+{
+       struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
+       struct tcp_congestion_ops *ca;
+
+       rcu_read_lock();
+       list_for_each_entry_rcu(ca, &tcp_cong_list, list) {
+               if (likely(try_module_get(ca->owner))) {
+                       icsk->icsk_ca_ops = ca;
+                       goto out;
+               }
+               /* Fallback to next available. The last really
+                * guaranteed fallback is Reno from this list.
+                */
+       }
+out:
+       rcu_read_unlock();
+
+       /* Clear out private data before diag gets it and
+        * the ca has not been initialized.
+        */
+       if (ca->get_info)
+               memset(icsk->icsk_ca_priv, 0, sizeof(icsk->icsk_ca_priv));
+}
+
+void tcp_init_congestion_control(struct sock *sk)
+{
+       const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
+
+       if (icsk->icsk_ca_ops->init)
+               icsk->icsk_ca_ops->init(sk);
+}
+
+static void tcp_reinit_congestion_control(struct sock *sk,
+                                         const struct tcp_congestion_ops *ca)
+{
+       struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
+
+       tcp_cleanup_congestion_control(sk);
+       icsk->icsk_ca_ops = ca;
+       icsk->icsk_ca_setsockopt = 1;
+
+       if (sk->sk_state != TCP_CLOSE && icsk->icsk_ca_ops->init)
+               icsk->icsk_ca_ops->init(sk);
+}
+
+/* Manage refcounts on socket close. */
+void tcp_cleanup_congestion_control(struct sock *sk)
+{
+       struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
+
+       if (icsk->icsk_ca_ops->release)
+               icsk->icsk_ca_ops->release(sk);
+       module_put(icsk->icsk_ca_ops->owner);
+}
+
+/* Used by sysctl to change default congestion control */
+int tcp_set_default_congestion_control(const char *name)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *ca;
+       int ret = -ENOENT;
+
+       spin_lock(&tcp_cong_list_lock);
+       ca = tcp_ca_find(name);
+#ifdef CONFIG_MODULES
+       if (!ca && capable(CAP_NET_ADMIN)) {
+               spin_unlock(&tcp_cong_list_lock);
+
+               request_module("tcp_%s", name);
+               spin_lock(&tcp_cong_list_lock);
+               ca = tcp_ca_find(name);
+       }
+#endif
+
+       if (ca) {
+               ca->flags |= TCP_CONG_NON_RESTRICTED;   /* default is always allowed */
+               list_move(&ca->list, &tcp_cong_list);
+               ret = 0;
+       }
+       spin_unlock(&tcp_cong_list_lock);
+
+       return ret;
+}
+
+/* Set default value from kernel configuration at bootup */
+static int __init tcp_congestion_default(void)
+{
+       return tcp_set_default_congestion_control(CONFIG_DEFAULT_TCP_CONG);
+}
+late_initcall(tcp_congestion_default);
+
+/* Build string with list of available congestion control values */
+void tcp_get_available_congestion_control(char *buf, size_t maxlen)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *ca;
+       size_t offs = 0;
+
+       rcu_read_lock();
+       list_for_each_entry_rcu(ca, &tcp_cong_list, list) {
+               offs += snprintf(buf + offs, maxlen - offs,
+                                "%s%s",
+                                offs == 0 ? "" : " ", ca->name);
+       }
+       rcu_read_unlock();
+}
+
+/* Get current default congestion control */
+void tcp_get_default_congestion_control(char *name)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *ca;
+       /* We will always have reno... */
+       BUG_ON(list_empty(&tcp_cong_list));
+
+       rcu_read_lock();
+       ca = list_entry(tcp_cong_list.next, struct tcp_congestion_ops, list);
+       strncpy(name, ca->name, TCP_CA_NAME_MAX);
+       rcu_read_unlock();
+}
+
+/* Built list of non-restricted congestion control values */
+void tcp_get_allowed_congestion_control(char *buf, size_t maxlen)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *ca;
+       size_t offs = 0;
+
+       *buf = '\0';
+       rcu_read_lock();
+       list_for_each_entry_rcu(ca, &tcp_cong_list, list) {
+               if (!(ca->flags & TCP_CONG_NON_RESTRICTED))
+                       continue;
+               offs += snprintf(buf + offs, maxlen - offs,
+                                "%s%s",
+                                offs == 0 ? "" : " ", ca->name);
+       }
+       rcu_read_unlock();
+}
+
+/* Change list of non-restricted congestion control */
+int tcp_set_allowed_congestion_control(char *val)
+{
+       struct tcp_congestion_ops *ca;
+       char *saved_clone, *clone, *name;
+       int ret = 0;
+
+       saved_clone = clone = kstrdup(val, GFP_USER);
+       if (!clone)
+               return -ENOMEM;
+
+       spin_lock(&tcp_cong_list_lock);
+       /* pass 1 check for bad entries */
+       while ((name = strsep(&clone, " ")) && *name) {
+               ca = tcp_ca_find(name);
+               if (!ca) {
+                       ret = -ENOENT;
+                       goto out;
+               }
+       }
+
+       /* pass 2 clear old values */
+       list_for_each_entry_rcu(ca, &tcp_cong_list, list)
+               ca->flags &= ~TCP_CONG_NON_RESTRICTED;
+
+       /* pass 3 mark as allowed */
+       while ((name = strsep(&val, " ")) && *name) {
+               ca = tcp_ca_find(name);
+               WARN_ON(!ca);
+               if (ca)
+                       ca->flags |= TCP_CONG_NON_RESTRICTED;
+       }
+out:
+       spin_unlock(&tcp_cong_list_lock);
+       kfree(saved_clone);
+
+       return ret;
+}
+
+/* Change congestion control for socket */
+int tcp_set_congestion_control(struct sock *sk, const char *name)
+{
+       struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
+       const struct tcp_congestion_ops *ca;
+       int err = 0;
+
+       if (icsk->icsk_ca_dst_locked)
+               return -EPERM;
+
+       rcu_read_lock();
+       ca = __tcp_ca_find_autoload(name);
+       /* No change asking for existing value */
+       if (ca == icsk->icsk_ca_ops) {
+               icsk->icsk_ca_setsockopt = 1;
+               goto out;
+       }
+       if (!ca)
+               err = -ENOENT;
+       else if (!((ca->flags & TCP_CONG_NON_RESTRICTED) ||
+                  ns_capable(sock_net(sk)->user_ns, CAP_NET_ADMIN)))
+               err = -EPERM;
+       else if (!try_module_get(ca->owner))
+               err = -EBUSY;
+       else
+               tcp_reinit_congestion_control(sk, ca);
+ out:
+       rcu_read_unlock();
+       return err;
+}
+
+/* Slow start is used when congestion window is no greater than the slow start
+ * threshold. We base on RFC2581 and also handle stretch ACKs properly.
+ * We do not implement RFC3465 Appropriate Byte Counting (ABC) per se but
+ * something better;) a packet is only considered (s)acked in its entirety to
+ * defend the ACK attacks described in the RFC. Slow start processes a stretch
+ * ACK of degree N as if N acks of degree 1 are received back to back except
+ * ABC caps N to 2. Slow start exits when cwnd grows over ssthresh and
+ * returns the leftover acks to adjust cwnd in congestion avoidance mode.
+ */
+u32 tcp_slow_start(struct tcp_sock *tp, u32 acked)
+{
+       u32 cwnd = tp->snd_cwnd + acked;
+
+       if (cwnd > tp->snd_ssthresh)
+               cwnd = tp->snd_ssthresh + 1;
+       acked -= cwnd - tp->snd_cwnd;
+       tp->snd_cwnd = min(cwnd, tp->snd_cwnd_clamp);
+
+       return acked;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_slow_start);
+
+/* In theory this is tp->snd_cwnd += 1 / tp->snd_cwnd (or alternative w),
+ * for every packet that was ACKed.
+ */
+void tcp_cong_avoid_ai(struct tcp_sock *tp, u32 w, u32 acked)
+{
+       /* If credits accumulated at a higher w, apply them gently now. */
+       if (tp->snd_cwnd_cnt >= w) {
+               tp->snd_cwnd_cnt = 0;
+               tp->snd_cwnd++;
+       }
+
+       tp->snd_cwnd_cnt += acked;
+       if (tp->snd_cwnd_cnt >= w) {
+               u32 delta = tp->snd_cwnd_cnt / w;
+
+               tp->snd_cwnd_cnt -= delta * w;
+               tp->snd_cwnd += delta;
+       }
+       tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, tp->snd_cwnd_clamp);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_cong_avoid_ai);
+
+/*
+ * TCP Reno congestion control
+ * This is special case used for fallback as well.
+ */
+/* This is Jacobson's slow start and congestion avoidance.
+ * SIGCOMM '88, p. 328.
+ */
+void tcp_reno_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked)
+{
+       struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
+
+       if (!tcp_is_cwnd_limited(sk))
+               return;
+
+       /* In "safe" area, increase. */
+       if (tp->snd_cwnd <= tp->snd_ssthresh) {
+               acked = tcp_slow_start(tp, acked);
+               if (!acked)
+                       return;
+       }
+       /* In dangerous area, increase slowly. */
+       tcp_cong_avoid_ai(tp, tp->snd_cwnd, acked);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_reno_cong_avoid);
+
+/* Slow start threshold is half the congestion window (min 2) */
+u32 tcp_reno_ssthresh(struct sock *sk)
+{
+       const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
+
+       return max(tp->snd_cwnd >> 1U, 2U);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_reno_ssthresh);
+
+struct tcp_congestion_ops tcp_reno = {
+       .flags          = TCP_CONG_NON_RESTRICTED,
+       .name           = "reno",
+       .owner          = THIS_MODULE,
+       .ssthresh       = tcp_reno_ssthresh,
+       .cong_avoid     = tcp_reno_cong_avoid,
+};