]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - net/dccp/ccids/ccid3.c
dccp ccid-3: Preventing Oscillations
[linux-beck.git] / net / dccp / ccids / ccid3.c
1 /*
2  *  net/dccp/ccids/ccid3.c
3  *
4  *  Copyright (c) 2007   The University of Aberdeen, Scotland, UK
5  *  Copyright (c) 2005-7 The University of Waikato, Hamilton, New Zealand.
6  *  Copyright (c) 2005-7 Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>
7  *
8  *  An implementation of the DCCP protocol
9  *
10  *  This code has been developed by the University of Waikato WAND
11  *  research group. For further information please see http://www.wand.net.nz/
12  *
13  *  This code also uses code from Lulea University, rereleased as GPL by its
14  *  authors:
15  *  Copyright (c) 2003 Nils-Erik Mattsson, Joacim Haggmark, Magnus Erixzon
16  *
17  *  Changes to meet Linux coding standards, to make it meet latest ccid3 draft
18  *  and to make it work as a loadable module in the DCCP stack written by
19  *  Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>.
20  *
21  *  Copyright (c) 2005 Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>
22  *
23  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  *  (at your option) any later version.
27  *
28  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  *  GNU General Public License for more details.
32  *
33  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
34  *  along with this program; if not, write to the Free Software
35  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
36  */
37 #include "../dccp.h"
38 #include "ccid3.h"
39
40 #include <asm/unaligned.h>
41
42 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
43 static int ccid3_debug;
44 #define ccid3_pr_debug(format, a...)    DCCP_PR_DEBUG(ccid3_debug, format, ##a)
45 #else
46 #define ccid3_pr_debug(format, a...)
47 #endif
48
49 /*
50  *      Transmitter Half-Connection Routines
51  */
52 /* Oscillation Prevention/Reduction: recommended by rfc3448bis, on by default */
53 static int do_osc_prev = true;
54
55 /*
56  * Compute the initial sending rate X_init in the manner of RFC 3390:
57  *
58  *      X_init  =  min(4 * MPS, max(2 * MPS, 4380 bytes)) / RTT
59  *
60  * For consistency with other parts of the code, X_init is scaled by 2^6.
61  */
62 static inline u64 rfc3390_initial_rate(struct sock *sk)
63 {
64         const u32 mps = dccp_sk(sk)->dccps_mss_cache,
65                w_init = clamp(4380U, 2 * mps, 4 * mps);
66
67         return scaled_div(w_init << 6, ccid3_hc_tx_sk(sk)->rtt);
68 }
69
70 /**
71  * ccid3_update_send_interval  -  Calculate new t_ipi = s / X
72  * This respects the granularity of X (64 * bytes/second) and enforces the
73  * scaled minimum of s * 64 / t_mbi = `s' bytes/second as per RFC 3448/4342.
74  */
75 static void ccid3_update_send_interval(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx)
76 {
77         if (unlikely(hctx->x <= hctx->s))
78                 hctx->x = hctx->s;
79         hctx->t_ipi = scaled_div32(((u64)hctx->s) << 6, hctx->x);
80 }
81
82 static u32 ccid3_hc_tx_idle_rtt(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx, ktime_t now)
83 {
84         u32 delta = ktime_us_delta(now, hctx->t_last_win_count);
85
86         return delta / hctx->rtt;
87 }
88
89 /**
90  * ccid3_hc_tx_update_x  -  Update allowed sending rate X
91  * @stamp: most recent time if available - can be left NULL.
92  * This function tracks draft rfc3448bis, check there for latest details.
93  *
94  * Note: X and X_recv are both stored in units of 64 * bytes/second, to support
95  *       fine-grained resolution of sending rates. This requires scaling by 2^6
96  *       throughout the code. Only X_calc is unscaled (in bytes/second).
97  *
98  */
99 static void ccid3_hc_tx_update_x(struct sock *sk, ktime_t *stamp)
100 {
101         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
102         u64 min_rate = 2 * hctx->x_recv;
103         const u64 old_x = hctx->x;
104         ktime_t now = stamp ? *stamp : ktime_get_real();
105
106         /*
107          * Handle IDLE periods: do not reduce below RFC3390 initial sending rate
108          * when idling [RFC 4342, 5.1]. Definition of idling is from rfc3448bis:
109          * a sender is idle if it has not sent anything over a 2-RTT-period.
110          * For consistency with X and X_recv, min_rate is also scaled by 2^6.
111          */
112         if (ccid3_hc_tx_idle_rtt(hctx, now) >= 2) {
113                 min_rate = rfc3390_initial_rate(sk);
114                 min_rate = max(min_rate, 2 * hctx->x_recv);
115         }
116
117         if (hctx->p > 0) {
118
119                 hctx->x = min(((u64)hctx->x_calc) << 6, min_rate);
120
121         } else if (ktime_us_delta(now, hctx->t_ld) - (s64)hctx->rtt >= 0) {
122
123                 hctx->x = min(2 * hctx->x, min_rate);
124                 hctx->x = max(hctx->x,
125                               scaled_div(((u64)hctx->s) << 6, hctx->rtt));
126                 hctx->t_ld = now;
127         }
128
129         if (hctx->x != old_x) {
130                 ccid3_pr_debug("X_prev=%u, X_now=%u, X_calc=%u, "
131                                "X_recv=%u\n", (unsigned)(old_x >> 6),
132                                (unsigned)(hctx->x >> 6), hctx->x_calc,
133                                (unsigned)(hctx->x_recv >> 6));
134
135                 ccid3_update_send_interval(hctx);
136         }
137 }
138
139 /*
140  * ccid3_hc_tx_measure_packet_size  -  Measuring the packet size `s' (sec 4.1)
141  * @new_len: DCCP payload size in bytes (not used by all methods)
142  */
143 static u32 ccid3_hc_tx_measure_packet_size(struct sock *sk, const u16 new_len)
144 {
145 #if   defined(CONFIG_IP_DCCP_CCID3_MEASURE_S_AS_AVG)
146         return tfrc_ewma(ccid3_hc_tx_sk(sk)->s, new_len, 9);
147 #elif defined(CONFIG_IP_DCCP_CCID3_MEASURE_S_AS_MAX)
148         return max(ccid3_hc_tx_sk(sk)->s, new_len);
149 #else /* CONFIG_IP_DCCP_CCID3_MEASURE_S_AS_MPS  */
150         return dccp_sk(sk)->dccps_mss_cache;
151 #endif
152 }
153
154 /*
155  *      Update Window Counter using the algorithm from [RFC 4342, 8.1].
156  *      As elsewhere, RTT > 0 is assumed by using dccp_sample_rtt().
157  */
158 static inline void ccid3_hc_tx_update_win_count(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx,
159                                                 ktime_t now)
160 {
161         u32 delta = ktime_us_delta(now, hctx->t_last_win_count),
162             quarter_rtts = (4 * delta) / hctx->rtt;
163
164         if (quarter_rtts > 0) {
165                 hctx->t_last_win_count = now;
166                 hctx->last_win_count  += min(quarter_rtts, 5U);
167                 hctx->last_win_count  &= 0xF;           /* mod 16 */
168         }
169 }
170
171 static void ccid3_hc_tx_no_feedback_timer(unsigned long data)
172 {
173         struct sock *sk = (struct sock *)data;
174         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
175         unsigned long t_nfb = USEC_PER_SEC / 5;
176
177         bh_lock_sock(sk);
178         if (sock_owned_by_user(sk)) {
179                 /* Try again later. */
180                 /* XXX: set some sensible MIB */
181                 goto restart_timer;
182         }
183
184         ccid3_pr_debug("%s(%p) entry with%s feedback\n", dccp_role(sk), sk,
185                        hctx->feedback ? "" : "out");
186
187         /* Ignore and do not restart after leaving the established state */
188         if ((1 << sk->sk_state) & ~(DCCPF_OPEN | DCCPF_PARTOPEN))
189                 goto out;
190
191         /* Reset feedback state to "no feedback received" */
192         hctx->feedback = false;
193
194         /*
195          * Determine new allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.4
196          * RTO is 0 if and only if no feedback has been received yet.
197          */
198         if (hctx->t_rto == 0 || hctx->p == 0) {
199
200                 /* halve send rate directly */
201                 hctx->x /= 2;
202                 ccid3_update_send_interval(hctx);
203
204         } else {
205                 /*
206                  *  Modify the cached value of X_recv
207                  *
208                  *  If (X_calc > 2 * X_recv)
209                  *    X_recv = max(X_recv / 2, s / (2 * t_mbi));
210                  *  Else
211                  *    X_recv = X_calc / 4;
212                  *
213                  *  Note that X_recv is scaled by 2^6 while X_calc is not
214                  */
215                 BUG_ON(hctx->p && !hctx->x_calc);
216
217                 if (hctx->x_calc > (hctx->x_recv >> 5))
218                         hctx->x_recv /= 2;
219                 else {
220                         hctx->x_recv = hctx->x_calc;
221                         hctx->x_recv <<= 4;
222                 }
223                 ccid3_hc_tx_update_x(sk, NULL);
224         }
225         ccid3_pr_debug("Reduced X to %llu/64 bytes/sec\n",
226                         (unsigned long long)hctx->x);
227
228         /*
229          * Set new timeout for the nofeedback timer.
230          * See comments in packet_recv() regarding the value of t_RTO.
231          */
232         if (unlikely(hctx->t_rto == 0))         /* no feedback received yet */
233                 t_nfb = TFRC_INITIAL_TIMEOUT;
234         else
235                 t_nfb = max(hctx->t_rto, 2 * hctx->t_ipi);
236
237 restart_timer:
238         sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer,
239                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
240 out:
241         bh_unlock_sock(sk);
242         sock_put(sk);
243 }
244
245 /**
246  * ccid3_hc_tx_send_packet  -  Delay-based dequeueing of TX packets
247  * @skb: next packet candidate to send on @sk
248  * This function uses the convention of ccid_packet_dequeue_eval() and
249  * returns a millisecond-delay value between 0 and t_mbi = 64000 msec.
250  */
251 static int ccid3_hc_tx_send_packet(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
252 {
253         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
254         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
255         ktime_t now = ktime_get_real();
256         s64 delay;
257
258         /*
259          * This function is called only for Data and DataAck packets. Sending
260          * zero-sized Data(Ack)s is theoretically possible, but for congestion
261          * control this case is pathological - ignore it.
262          */
263         if (unlikely(skb->len == 0))
264                 return -EBADMSG;
265
266         if (hctx->s == 0) {
267                 sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer, (jiffies +
268                                 usecs_to_jiffies(TFRC_INITIAL_TIMEOUT)));
269                 hctx->last_win_count   = 0;
270                 hctx->t_last_win_count = now;
271
272                 /* Set t_0 for initial packet */
273                 hctx->t_nom = now;
274
275                 /*
276                  * Use initial RTT sample when available: recommended by erratum
277                  * to RFC 4342. This implements the initialisation procedure of
278                  * draft rfc3448bis, section 4.2. Remember, X is scaled by 2^6.
279                  */
280                 if (dp->dccps_syn_rtt) {
281                         ccid3_pr_debug("SYN RTT = %uus\n", dp->dccps_syn_rtt);
282                         hctx->rtt  = dp->dccps_syn_rtt;
283                         hctx->x    = rfc3390_initial_rate(sk);
284                         hctx->t_ld = now;
285                 } else {
286                         /*
287                          * Sender does not have RTT sample:
288                          * - set fallback RTT (RFC 4340, 3.4) since a RTT value
289                          *   is needed in several parts (e.g.  window counter);
290                          * - set sending rate X_pps = 1pps as per RFC 3448, 4.2.
291                          */
292                         hctx->rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
293                         hctx->x   = dp->dccps_mss_cache;
294                         hctx->x <<= 6;
295                 }
296
297                 /* Compute t_ipi = s / X */
298                 hctx->s = ccid3_hc_tx_measure_packet_size(sk, skb->len);
299                 ccid3_update_send_interval(hctx);
300
301                 /* Seed value for Oscillation Prevention (sec. 4.5) */
302                 hctx->r_sqmean = tfrc_scaled_sqrt(hctx->rtt);
303
304         } else {
305                 delay = ktime_us_delta(hctx->t_nom, now);
306                 ccid3_pr_debug("delay=%ld\n", (long)delay);
307                 /*
308                  *      Scheduling of packet transmissions [RFC 3448, 4.6]
309                  *
310                  * if (t_now > t_nom - delta)
311                  *       // send the packet now
312                  * else
313                  *       // send the packet in (t_nom - t_now) milliseconds.
314                  */
315                 if (delay >= TFRC_T_DELTA)
316                         return (u32)delay / USEC_PER_MSEC;
317
318                 ccid3_hc_tx_update_win_count(hctx, now);
319         }
320
321         /* prepare to send now (add options etc.) */
322         dp->dccps_hc_tx_insert_options = 1;
323         DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ccval  = hctx->last_win_count;
324
325         /* set the nominal send time for the next following packet */
326         hctx->t_nom = ktime_add_us(hctx->t_nom, hctx->t_ipi);
327         return CCID_PACKET_SEND_AT_ONCE;
328 }
329
330 static void ccid3_hc_tx_packet_sent(struct sock *sk, unsigned int len)
331 {
332         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
333
334         /* Changes to s will become effective the next time X is computed */
335         hctx->s = ccid3_hc_tx_measure_packet_size(sk, len);
336
337         if (tfrc_tx_hist_add(&hctx->hist, dccp_sk(sk)->dccps_gss))
338                 DCCP_CRIT("packet history - out of memory!");
339 }
340
341 static void ccid3_hc_tx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
342 {
343         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
344         struct tfrc_tx_hist_entry *acked;
345         ktime_t now;
346         unsigned long t_nfb;
347         u32 r_sample;
348
349         /* we are only interested in ACKs */
350         if (!(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_ACK ||
351               DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_DATAACK))
352                 return;
353         /*
354          * Locate the acknowledged packet in the TX history.
355          *
356          * Returning "entry not found" here can for instance happen when
357          *  - the host has not sent out anything (e.g. a passive server),
358          *  - the Ack is outdated (packet with higher Ack number was received),
359          *  - it is a bogus Ack (for a packet not sent on this connection).
360          */
361         acked = tfrc_tx_hist_find_entry(hctx->hist, dccp_hdr_ack_seq(skb));
362         if (acked == NULL)
363                 return;
364         /* For the sake of RTT sampling, ignore/remove all older entries */
365         tfrc_tx_hist_purge(&acked->next);
366
367         /* Update the moving average for the RTT estimate (RFC 3448, 4.3) */
368         now       = ktime_get_real();
369         r_sample  = dccp_sample_rtt(sk, ktime_us_delta(now, acked->stamp));
370         hctx->rtt = tfrc_ewma(hctx->rtt, r_sample, 9);
371
372         /*
373          * Update allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.2/3
374          */
375         if (!hctx->feedback) {
376                 hctx->feedback = true;
377
378                 if (hctx->t_rto == 0) {
379                         /*
380                          * Initial feedback packet: Larger Initial Windows (4.2)
381                          */
382                         hctx->x    = rfc3390_initial_rate(sk);
383                         hctx->t_ld = now;
384
385                         ccid3_update_send_interval(hctx);
386
387                         goto done_computing_x;
388                 } else if (hctx->p == 0) {
389                         /*
390                          * First feedback after nofeedback timer expiry (4.3)
391                          */
392                         goto done_computing_x;
393                 }
394         }
395
396         /* Update sending rate (step 4 of [RFC 3448, 4.3]) */
397         if (hctx->p > 0)
398                 hctx->x_calc = tfrc_calc_x(hctx->s, hctx->rtt, hctx->p);
399         ccid3_hc_tx_update_x(sk, &now);
400
401 done_computing_x:
402         ccid3_pr_debug("%s(%p), RTT=%uus (sample=%uus), s=%u, "
403                                "p=%u, X_calc=%u, X_recv=%u, X=%u\n",
404                                dccp_role(sk), sk, hctx->rtt, r_sample,
405                                hctx->s, hctx->p, hctx->x_calc,
406                                (unsigned)(hctx->x_recv >> 6),
407                                (unsigned)(hctx->x >> 6));
408         /*
409          * Oscillation Reduction (RFC 3448, 4.5) - modifying t_ipi according to
410          * RTT changes, multiplying by X/X_inst = sqrt(R_sample)/R_sqmean. This
411          * can be useful if few connections share a link, avoiding that buffer
412          * fill levels (RTT) oscillate as a result of frequent adjustments to X.
413          * A useful presentation with background information is in
414          *    Joerg Widmer, "Equation-Based Congestion Control",
415          *    MSc Thesis, University of Mannheim, Germany, 2000
416          * (sec. 3.6.4), who calls this ISM ("Inter-packet Space Modulation").
417          */
418         if (do_osc_prev) {
419                 r_sample = tfrc_scaled_sqrt(r_sample);
420                 /*
421                  * The modulation can work in both ways: increase/decrease t_ipi
422                  * according to long-term increases/decreases of the RTT. The
423                  * former is a useful measure, since it works against queue
424                  * build-up. The latter temporarily increases the sending rate,
425                  * so that buffers fill up more quickly. This in turn causes
426                  * the RTT to increase, so that either later reduction becomes
427                  * necessary or the RTT stays at a very high level. Decreasing
428                  * t_ipi is therefore not supported.
429                  * Furthermore, during the initial slow-start phase the RTT
430                  * naturally increases, where using the algorithm would cause
431                  * delays. Hence it is disabled during the initial slow-start.
432                  */
433                 if (r_sample > hctx->r_sqmean && hctx->p > 0)
434                         hctx->t_ipi = div_u64((u64)hctx->t_ipi * (u64)r_sample,
435                                               hctx->r_sqmean);
436                 hctx->t_ipi = min_t(u32, hctx->t_ipi, TFRC_T_MBI);
437                 /* update R_sqmean _after_ computing the modulation factor */
438                 hctx->r_sqmean = tfrc_ewma(hctx->r_sqmean, r_sample, 9);
439         }
440
441         /* unschedule no feedback timer */
442         sk_stop_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer);
443
444         /*
445          * As we have calculated new ipi, delta, t_nom it is possible
446          * that we now can send a packet, so wake up dccp_wait_for_ccid
447          */
448         sk->sk_write_space(sk);
449
450         /*
451          * Update timeout interval for the nofeedback timer.
452          * We use a configuration option to increase the lower bound.
453          * This can help avoid triggering the nofeedback timer too
454          * often ('spinning') on LANs with small RTTs.
455          */
456         hctx->t_rto = max_t(u32, 4 * hctx->rtt, (CONFIG_IP_DCCP_CCID3_RTO *
457                                                  (USEC_PER_SEC / 1000)));
458         /*
459          * Schedule no feedback timer to expire in
460          * max(t_RTO, 2 * s/X)  =  max(t_RTO, 2 * t_ipi)
461          */
462         t_nfb = max(hctx->t_rto, 2 * hctx->t_ipi);
463
464         ccid3_pr_debug("%s(%p), Scheduled no feedback timer to "
465                        "expire in %lu jiffies (%luus)\n",
466                        dccp_role(sk), sk, usecs_to_jiffies(t_nfb), t_nfb);
467
468         sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer,
469                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
470 }
471
472 static int ccid3_hc_tx_parse_options(struct sock *sk, u8 packet_type,
473                                      u8 option, u8 *optval, u8 optlen)
474 {
475         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
476         __be32 opt_val;
477
478         switch (option) {
479         case TFRC_OPT_RECEIVE_RATE:
480         case TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE:
481                 /* Must be ignored on Data packets, cf. RFC 4342 8.3 and 8.5 */
482                 if (packet_type == DCCP_PKT_DATA)
483                         break;
484                 if (unlikely(optlen != 4)) {
485                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d for %u\n",
486                                   dccp_role(sk), sk, optlen, option);
487                         return -EINVAL;
488                 }
489                 opt_val = ntohl(get_unaligned((__be32 *)optval));
490
491                 if (option == TFRC_OPT_RECEIVE_RATE) {
492                         /* Receive Rate is kept in units of 64 bytes/second */
493                         hctx->x_recv = opt_val;
494                         hctx->x_recv <<= 6;
495
496                         ccid3_pr_debug("%s(%p), RECEIVE_RATE=%u\n",
497                                        dccp_role(sk), sk, opt_val);
498                 } else {
499                         /* Update the fixpoint Loss Event Rate fraction */
500                         hctx->p = tfrc_invert_loss_event_rate(opt_val);
501
502                         ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_EVENT_RATE=%u\n",
503                                        dccp_role(sk), sk, opt_val);
504                 }
505         }
506         return 0;
507 }
508
509 static int ccid3_hc_tx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
510 {
511         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid_priv(ccid);
512
513         hctx->hist  = NULL;
514         setup_timer(&hctx->no_feedback_timer,
515                     ccid3_hc_tx_no_feedback_timer, (unsigned long)sk);
516         return 0;
517 }
518
519 static void ccid3_hc_tx_exit(struct sock *sk)
520 {
521         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
522
523         sk_stop_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer);
524         tfrc_tx_hist_purge(&hctx->hist);
525 }
526
527 static void ccid3_hc_tx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
528 {
529         info->tcpi_rto = ccid3_hc_tx_sk(sk)->t_rto;
530         info->tcpi_rtt = ccid3_hc_tx_sk(sk)->rtt;
531 }
532
533 static int ccid3_hc_tx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
534                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
535 {
536         const struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
537         struct tfrc_tx_info tfrc;
538         const void *val;
539
540         switch (optname) {
541         case DCCP_SOCKOPT_CCID_TX_INFO:
542                 if (len < sizeof(tfrc))
543                         return -EINVAL;
544                 tfrc.tfrctx_x      = hctx->x;
545                 tfrc.tfrctx_x_recv = hctx->x_recv;
546                 tfrc.tfrctx_x_calc = hctx->x_calc;
547                 tfrc.tfrctx_rtt    = hctx->rtt;
548                 tfrc.tfrctx_p      = hctx->p;
549                 tfrc.tfrctx_rto    = hctx->t_rto;
550                 tfrc.tfrctx_ipi    = hctx->t_ipi;
551                 len = sizeof(tfrc);
552                 val = &tfrc;
553                 break;
554         default:
555                 return -ENOPROTOOPT;
556         }
557
558         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
559                 return -EFAULT;
560
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  *      Receiver Half-Connection Routines
566  */
567 static void ccid3_hc_rx_send_feedback(struct sock *sk,
568                                       const struct sk_buff *skb,
569                                       enum ccid3_fback_type fbtype)
570 {
571         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
572
573         switch (fbtype) {
574         case CCID3_FBACK_INITIAL:
575                 hcrx->x_recv = 0;
576                 hcrx->p_inverse = ~0U;   /* see RFC 4342, 8.5 */
577                 break;
578         case CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE:
579                 if (unlikely(hcrx->feedback == CCID3_FBACK_NONE)) {
580                         /*
581                          * rfc3448bis-06, 6.3.1: First packet(s) lost or marked
582                          * FIXME: in rfc3448bis the receiver returns X_recv=0
583                          * here as it normally would in the first feedback packet.
584                          * However this is not possible yet, since the code still
585                          * uses RFC 3448, i.e.
586                          *    If (p > 0)
587                          *      Calculate X_calc using the TCP throughput equation.
588                          *      X = max(min(X_calc, 2*X_recv), s/t_mbi);
589                          * would bring X down to s/t_mbi. That is why we return
590                          * X_recv according to rfc3448bis-06 for the moment.
591                          */
592                         u32 s = tfrc_rx_hist_packet_size(&hcrx->hist),
593                             rtt = tfrc_rx_hist_rtt(&hcrx->hist);
594
595                         hcrx->x_recv = scaled_div32(s, 2 * rtt);
596                         break;
597                 }
598                 /*
599                  * When parameters change (new loss or p > p_prev), we do not
600                  * have a reliable estimate for R_m of [RFC 3448, 6.2] and so
601                  * always check whether at least RTT time units were covered.
602                  */
603                 hcrx->x_recv = tfrc_rx_hist_x_recv(&hcrx->hist, hcrx->x_recv);
604                 break;
605         case CCID3_FBACK_PERIODIC:
606                 /*
607                  * Step (2) of rfc3448bis-06, 6.2:
608                  * - if no data packets have been received, just restart timer
609                  * - if data packets have been received, re-compute X_recv
610                  */
611                 if (hcrx->hist.bytes_recvd == 0)
612                         goto prepare_for_next_time;
613                 hcrx->x_recv = tfrc_rx_hist_x_recv(&hcrx->hist, hcrx->x_recv);
614                 break;
615         default:
616                 return;
617         }
618
619         ccid3_pr_debug("X_recv=%u, 1/p=%u\n", hcrx->x_recv, hcrx->p_inverse);
620
621         dccp_sk(sk)->dccps_hc_rx_insert_options = 1;
622         dccp_send_ack(sk);
623
624 prepare_for_next_time:
625         tfrc_rx_hist_restart_byte_counter(&hcrx->hist);
626         hcrx->last_counter = dccp_hdr(skb)->dccph_ccval;
627         hcrx->feedback     = fbtype;
628 }
629
630 static int ccid3_hc_rx_insert_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
631 {
632         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
633         __be32 x_recv, pinv;
634
635         if (!(sk->sk_state == DCCP_OPEN || sk->sk_state == DCCP_PARTOPEN))
636                 return 0;
637
638         if (dccp_packet_without_ack(skb))
639                 return 0;
640
641         x_recv = htonl(hcrx->x_recv);
642         pinv   = htonl(hcrx->p_inverse);
643
644         if (dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE,
645                                &pinv, sizeof(pinv)) ||
646             dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_RECEIVE_RATE,
647                                &x_recv, sizeof(x_recv)))
648                 return -1;
649
650         return 0;
651 }
652
653 /** ccid3_first_li  -  Implements [RFC 3448, 6.3.1]
654  *
655  * Determine the length of the first loss interval via inverse lookup.
656  * Assume that X_recv can be computed by the throughput equation
657  *                  s
658  *      X_recv = --------
659  *               R * fval
660  * Find some p such that f(p) = fval; return 1/p (scaled).
661  */
662 static u32 ccid3_first_li(struct sock *sk)
663 {
664         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
665         u32 s = tfrc_rx_hist_packet_size(&hcrx->hist),
666             rtt = tfrc_rx_hist_rtt(&hcrx->hist), x_recv, p;
667         u64 fval;
668
669         /*
670          * rfc3448bis-06, 6.3.1: First data packet(s) are marked or lost. Set p
671          * to give the equivalent of X_target = s/(2*R). Thus fval = 2 and so p
672          * is about 20.64%. This yields an interval length of 4.84 (rounded up).
673          */
674         if (unlikely(hcrx->feedback == CCID3_FBACK_NONE))
675                 return 5;
676
677         x_recv = tfrc_rx_hist_x_recv(&hcrx->hist, hcrx->x_recv);
678         if (x_recv == 0)
679                 goto failed;
680
681         fval = scaled_div32(scaled_div(s, rtt), x_recv);
682         p = tfrc_calc_x_reverse_lookup(fval);
683
684         ccid3_pr_debug("%s(%p), receive rate=%u bytes/s, implied "
685                        "loss rate=%u\n", dccp_role(sk), sk, x_recv, p);
686
687         if (p > 0)
688                 return scaled_div(1, p);
689 failed:
690         return UINT_MAX;
691 }
692
693 static void ccid3_hc_rx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
694 {
695         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
696         const u64 ndp = dccp_sk(sk)->dccps_options_received.dccpor_ndp;
697         const bool is_data_packet = dccp_data_packet(skb);
698
699         /*
700          * Perform loss detection and handle pending losses
701          */
702         if (tfrc_rx_congestion_event(&hcrx->hist, &hcrx->li_hist,
703                                      skb, ndp, ccid3_first_li, sk))
704                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE);
705         /*
706          * Feedback for first non-empty data packet (RFC 3448, 6.3)
707          */
708         else if (unlikely(hcrx->feedback == CCID3_FBACK_NONE && is_data_packet))
709                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, CCID3_FBACK_INITIAL);
710         /*
711          * Check if the periodic once-per-RTT feedback is due; RFC 4342, 10.3
712          */
713         else if (!tfrc_rx_hist_loss_pending(&hcrx->hist) && is_data_packet &&
714                  SUB16(dccp_hdr(skb)->dccph_ccval, hcrx->last_counter) > 3)
715                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, CCID3_FBACK_PERIODIC);
716 }
717
718 static int ccid3_hc_rx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
719 {
720         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid_priv(ccid);
721
722         tfrc_lh_init(&hcrx->li_hist);
723         return tfrc_rx_hist_init(&hcrx->hist, sk);
724 }
725
726 static void ccid3_hc_rx_exit(struct sock *sk)
727 {
728         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
729
730         tfrc_rx_hist_purge(&hcrx->hist);
731         tfrc_lh_cleanup(&hcrx->li_hist);
732 }
733
734 static void ccid3_hc_rx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
735 {
736         info->tcpi_options  |= TCPI_OPT_TIMESTAMPS;
737         info->tcpi_rcv_rtt  = tfrc_rx_hist_rtt(&ccid3_hc_rx_sk(sk)->hist);
738 }
739
740 static int ccid3_hc_rx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
741                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
742 {
743         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
744         struct tfrc_rx_info rx_info;
745         const void *val;
746
747         switch (optname) {
748         case DCCP_SOCKOPT_CCID_RX_INFO:
749                 if (len < sizeof(rx_info))
750                         return -EINVAL;
751                 rx_info.tfrcrx_x_recv = hcrx->x_recv;
752                 rx_info.tfrcrx_rtt    = tfrc_rx_hist_rtt(&hcrx->hist);
753                 rx_info.tfrcrx_p      = tfrc_invert_loss_event_rate(hcrx->p_inverse);
754                 len = sizeof(rx_info);
755                 val = &rx_info;
756                 break;
757         default:
758                 return -ENOPROTOOPT;
759         }
760
761         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
762                 return -EFAULT;
763
764         return 0;
765 }
766
767 static struct ccid_operations ccid3 = {
768         .ccid_id                   = DCCPC_CCID3,
769         .ccid_name                 = "TCP-Friendly Rate Control",
770         .ccid_owner                = THIS_MODULE,
771         .ccid_hc_tx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_tx_sock),
772         .ccid_hc_tx_init           = ccid3_hc_tx_init,
773         .ccid_hc_tx_exit           = ccid3_hc_tx_exit,
774         .ccid_hc_tx_send_packet    = ccid3_hc_tx_send_packet,
775         .ccid_hc_tx_packet_sent    = ccid3_hc_tx_packet_sent,
776         .ccid_hc_tx_packet_recv    = ccid3_hc_tx_packet_recv,
777         .ccid_hc_tx_parse_options  = ccid3_hc_tx_parse_options,
778         .ccid_hc_rx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_rx_sock),
779         .ccid_hc_rx_init           = ccid3_hc_rx_init,
780         .ccid_hc_rx_exit           = ccid3_hc_rx_exit,
781         .ccid_hc_rx_insert_options = ccid3_hc_rx_insert_options,
782         .ccid_hc_rx_packet_recv    = ccid3_hc_rx_packet_recv,
783         .ccid_hc_rx_get_info       = ccid3_hc_rx_get_info,
784         .ccid_hc_tx_get_info       = ccid3_hc_tx_get_info,
785         .ccid_hc_rx_getsockopt     = ccid3_hc_rx_getsockopt,
786         .ccid_hc_tx_getsockopt     = ccid3_hc_tx_getsockopt,
787 };
788
789 module_param(do_osc_prev, bool, 0644);
790 MODULE_PARM_DESC(do_osc_prev, "Use Oscillation Prevention (RFC 3448, 4.5)");
791
792 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
793 module_param(ccid3_debug, bool, 0644);
794 MODULE_PARM_DESC(ccid3_debug, "Enable debug messages");
795 #endif
796
797 static __init int ccid3_module_init(void)
798 {
799         struct timespec tp;
800
801         /*
802          * Without a fine-grained clock resolution, RTTs/X_recv are not sampled
803          * correctly and feedback is sent either too early or too late.
804          */
805         hrtimer_get_res(CLOCK_MONOTONIC, &tp);
806         if (tp.tv_sec || tp.tv_nsec > DCCP_TIME_RESOLUTION * NSEC_PER_USEC) {
807                 printk(KERN_ERR "%s: Timer too coarse (%ld usec), need %u-usec"
808                        " resolution - check your clocksource.\n", __func__,
809                        tp.tv_nsec/NSEC_PER_USEC, DCCP_TIME_RESOLUTION);
810                 return -ESOCKTNOSUPPORT;
811         }
812         return ccid_register(&ccid3);
813 }
814 module_init(ccid3_module_init);
815
816 static __exit void ccid3_module_exit(void)
817 {
818         ccid_unregister(&ccid3);
819 }
820 module_exit(ccid3_module_exit);
821
822 MODULE_AUTHOR("Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>, "
823               "Arnaldo Carvalho de Melo <acme@ghostprotocols.net>");
824 MODULE_DESCRIPTION("DCCP TFRC CCID3 CCID");
825 MODULE_LICENSE("GPL");
826 MODULE_ALIAS("net-dccp-ccid-3");