dccp ccid-3: Remove duplicate RX states
[safe/jmp/linux-2.6] / 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
53 /*
54  * Compute the initial sending rate X_init in the manner of RFC 3390:
55  *
56  *      X_init  =  min(4 * s, max(2 * s, 4380 bytes)) / RTT
57  *
58  * Note that RFC 3390 uses MSS, RFC 4342 refers to RFC 3390, and rfc3448bis
59  * (rev-02) clarifies the use of RFC 3390 with regard to the above formula.
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 struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
65         const __u32 w_init = clamp_t(__u32, 4380U, 2 * hctx->s, 4 * hctx->s);
66
67         return scaled_div(w_init << 6, hctx->rtt);
68 }
69
70 /**
71  * ccid3_update_send_interval  -  Calculate new t_ipi = s / X_inst
72  * This respects the granularity of X_inst (64 * bytes/second).
73  */
74 static void ccid3_update_send_interval(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx)
75 {
76         hctx->t_ipi = scaled_div32(((u64)hctx->s) << 6, hctx->x);
77
78         ccid3_pr_debug("t_ipi=%u, s=%u, X=%u\n", hctx->t_ipi,
79                        hctx->s, (unsigned)(hctx->x >> 6));
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                 hctx->x = max(hctx->x, (((u64)hctx->s) << 6) / TFRC_T_MBI);
121
122         } else if (ktime_us_delta(now, hctx->t_ld) - (s64)hctx->rtt >= 0) {
123
124                 hctx->x = min(2 * hctx->x, min_rate);
125                 hctx->x = max(hctx->x,
126                               scaled_div(((u64)hctx->s) << 6, hctx->rtt));
127                 hctx->t_ld = now;
128         }
129
130         if (hctx->x != old_x) {
131                 ccid3_pr_debug("X_prev=%u, X_now=%u, X_calc=%u, "
132                                "X_recv=%u\n", (unsigned)(old_x >> 6),
133                                (unsigned)(hctx->x >> 6), hctx->x_calc,
134                                (unsigned)(hctx->x_recv >> 6));
135
136                 ccid3_update_send_interval(hctx);
137         }
138 }
139
140 /*
141  *      Track the mean packet size `s' (cf. RFC 4342, 5.3 and  RFC 3448, 4.1)
142  *      @len: DCCP packet payload size in bytes
143  */
144 static inline void ccid3_hc_tx_update_s(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx, int len)
145 {
146         const u16 old_s = hctx->s;
147
148         hctx->s = tfrc_ewma(hctx->s, len, 9);
149
150         if (hctx->s != old_s)
151                 ccid3_update_send_interval(hctx);
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 = max(hctx->x / 2, (((u64)hctx->s) << 6) / TFRC_T_MBI);
202                 ccid3_update_send_interval(hctx);
203         } else {
204                 /*
205                  *  Modify the cached value of X_recv
206                  *
207                  *  If (X_calc > 2 * X_recv)
208                  *    X_recv = max(X_recv / 2, s / (2 * t_mbi));
209                  *  Else
210                  *    X_recv = X_calc / 4;
211                  *
212                  *  Note that X_recv is scaled by 2^6 while X_calc is not
213                  */
214                 BUG_ON(hctx->p && !hctx->x_calc);
215
216                 if (hctx->x_calc > (hctx->x_recv >> 5))
217                         hctx->x_recv =
218                                 max(hctx->x_recv / 2,
219                                     (((__u64)hctx->s) << 6) / (2 * TFRC_T_MBI));
220                 else {
221                         hctx->x_recv = hctx->x_calc;
222                         hctx->x_recv <<= 4;
223                 }
224                 ccid3_hc_tx_update_x(sk, NULL);
225         }
226         ccid3_pr_debug("Reduced X to %llu/64 bytes/sec\n",
227                         (unsigned long long)hctx->x);
228
229         /*
230          * Set new timeout for the nofeedback timer.
231          * See comments in packet_recv() regarding the value of t_RTO.
232          */
233         if (unlikely(hctx->t_rto == 0))         /* no feedback received yet */
234                 t_nfb = TFRC_INITIAL_TIMEOUT;
235         else
236                 t_nfb = max(hctx->t_rto, 2 * hctx->t_ipi);
237
238 restart_timer:
239         sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer,
240                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
241 out:
242         bh_unlock_sock(sk);
243         sock_put(sk);
244 }
245
246 /**
247  * ccid3_hc_tx_send_packet  -  Delay-based dequeueing of TX packets
248  * @skb: next packet candidate to send on @sk
249  * This function uses the convention of ccid_packet_dequeue_eval() and
250  * returns a millisecond-delay value between 0 and t_mbi = 64000 msec.
251  */
252 static int ccid3_hc_tx_send_packet(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
253 {
254         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
255         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
256         ktime_t now = ktime_get_real();
257         s64 delay;
258
259         /*
260          * This function is called only for Data and DataAck packets. Sending
261          * zero-sized Data(Ack)s is theoretically possible, but for congestion
262          * control this case is pathological - ignore it.
263          */
264         if (unlikely(skb->len == 0))
265                 return -EBADMSG;
266
267         if (hctx->s == 0) {
268                 sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer, (jiffies +
269                                 usecs_to_jiffies(TFRC_INITIAL_TIMEOUT)));
270                 hctx->last_win_count   = 0;
271                 hctx->t_last_win_count = now;
272
273                 /* Set t_0 for initial packet */
274                 hctx->t_nom = now;
275
276                 hctx->s = skb->len;
277
278                 /*
279                  * Use initial RTT sample when available: recommended by erratum
280                  * to RFC 4342. This implements the initialisation procedure of
281                  * draft rfc3448bis, section 4.2. Remember, X is scaled by 2^6.
282                  */
283                 if (dp->dccps_syn_rtt) {
284                         ccid3_pr_debug("SYN RTT = %uus\n", dp->dccps_syn_rtt);
285                         hctx->rtt  = dp->dccps_syn_rtt;
286                         hctx->x    = rfc3390_initial_rate(sk);
287                         hctx->t_ld = now;
288                 } else {
289                         /*
290                          * Sender does not have RTT sample:
291                          * - set fallback RTT (RFC 4340, 3.4) since a RTT value
292                          *   is needed in several parts (e.g.  window counter);
293                          * - set sending rate X_pps = 1pps as per RFC 3448, 4.2.
294                          */
295                         hctx->rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
296                         hctx->x   = hctx->s;
297                         hctx->x <<= 6;
298                 }
299                 ccid3_update_send_interval(hctx);
300
301         } else {
302                 delay = ktime_us_delta(hctx->t_nom, now);
303                 ccid3_pr_debug("delay=%ld\n", (long)delay);
304                 /*
305                  *      Scheduling of packet transmissions [RFC 3448, 4.6]
306                  *
307                  * if (t_now > t_nom - delta)
308                  *       // send the packet now
309                  * else
310                  *       // send the packet in (t_nom - t_now) milliseconds.
311                  */
312                 if (delay >= TFRC_T_DELTA)
313                         return (u32)delay / USEC_PER_MSEC;
314
315                 ccid3_hc_tx_update_win_count(hctx, now);
316         }
317
318         /* prepare to send now (add options etc.) */
319         dp->dccps_hc_tx_insert_options = 1;
320         DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ccval  = hctx->last_win_count;
321
322         /* set the nominal send time for the next following packet */
323         hctx->t_nom = ktime_add_us(hctx->t_nom, hctx->t_ipi);
324         return CCID_PACKET_SEND_AT_ONCE;
325 }
326
327 static void ccid3_hc_tx_packet_sent(struct sock *sk, unsigned int len)
328 {
329         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
330
331         ccid3_hc_tx_update_s(hctx, len);
332
333         if (tfrc_tx_hist_add(&hctx->hist, dccp_sk(sk)->dccps_gss))
334                 DCCP_CRIT("packet history - out of memory!");
335 }
336
337 static void ccid3_hc_tx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
338 {
339         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
340         struct tfrc_tx_hist_entry *acked;
341         ktime_t now;
342         unsigned long t_nfb;
343         u32 r_sample;
344
345         /* we are only interested in ACKs */
346         if (!(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_ACK ||
347               DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_DATAACK))
348                 return;
349         /*
350          * Locate the acknowledged packet in the TX history.
351          *
352          * Returning "entry not found" here can for instance happen when
353          *  - the host has not sent out anything (e.g. a passive server),
354          *  - the Ack is outdated (packet with higher Ack number was received),
355          *  - it is a bogus Ack (for a packet not sent on this connection).
356          */
357         acked = tfrc_tx_hist_find_entry(hctx->hist, dccp_hdr_ack_seq(skb));
358         if (acked == NULL)
359                 return;
360         /* For the sake of RTT sampling, ignore/remove all older entries */
361         tfrc_tx_hist_purge(&acked->next);
362
363         /* Update the moving average for the RTT estimate (RFC 3448, 4.3) */
364         now       = ktime_get_real();
365         r_sample  = dccp_sample_rtt(sk, ktime_us_delta(now, acked->stamp));
366         hctx->rtt = tfrc_ewma(hctx->rtt, r_sample, 9);
367
368         /*
369          * Update allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.2/3
370          */
371         if (!hctx->feedback) {
372                 hctx->feedback = true;
373
374                 if (hctx->t_rto == 0) {
375                         /*
376                          * Initial feedback packet: Larger Initial Windows (4.2)
377                          */
378                         hctx->x    = rfc3390_initial_rate(sk);
379                         hctx->t_ld = now;
380
381                         ccid3_update_send_interval(hctx);
382
383                         goto done_computing_x;
384                 } else if (hctx->p == 0) {
385                         /*
386                          * First feedback after nofeedback timer expiry (4.3)
387                          */
388                         goto done_computing_x;
389                 }
390         }
391
392         /* Update sending rate (step 4 of [RFC 3448, 4.3]) */
393         if (hctx->p > 0)
394                 hctx->x_calc = tfrc_calc_x(hctx->s, hctx->rtt, hctx->p);
395         ccid3_hc_tx_update_x(sk, &now);
396
397 done_computing_x:
398         ccid3_pr_debug("%s(%p), RTT=%uus (sample=%uus), s=%u, "
399                                "p=%u, X_calc=%u, X_recv=%u, X=%u\n",
400                                dccp_role(sk), sk, hctx->rtt, r_sample,
401                                hctx->s, hctx->p, hctx->x_calc,
402                                (unsigned)(hctx->x_recv >> 6),
403                                (unsigned)(hctx->x >> 6));
404
405         /* unschedule no feedback timer */
406         sk_stop_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer);
407
408         /*
409          * As we have calculated new ipi, delta, t_nom it is possible
410          * that we now can send a packet, so wake up dccp_wait_for_ccid
411          */
412         sk->sk_write_space(sk);
413
414         /*
415          * Update timeout interval for the nofeedback timer.
416          * We use a configuration option to increase the lower bound.
417          * This can help avoid triggering the nofeedback timer too
418          * often ('spinning') on LANs with small RTTs.
419          */
420         hctx->t_rto = max_t(u32, 4 * hctx->rtt, (CONFIG_IP_DCCP_CCID3_RTO *
421                                                  (USEC_PER_SEC / 1000)));
422         /*
423          * Schedule no feedback timer to expire in
424          * max(t_RTO, 2 * s/X)  =  max(t_RTO, 2 * t_ipi)
425          */
426         t_nfb = max(hctx->t_rto, 2 * hctx->t_ipi);
427
428         ccid3_pr_debug("%s(%p), Scheduled no feedback timer to "
429                        "expire in %lu jiffies (%luus)\n",
430                        dccp_role(sk), sk, usecs_to_jiffies(t_nfb), t_nfb);
431
432         sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer,
433                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
434 }
435
436 static int ccid3_hc_tx_parse_options(struct sock *sk, u8 packet_type,
437                                      u8 option, u8 *optval, u8 optlen)
438 {
439         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
440         __be32 opt_val;
441
442         switch (option) {
443         case TFRC_OPT_RECEIVE_RATE:
444         case TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE:
445                 /* Must be ignored on Data packets, cf. RFC 4342 8.3 and 8.5 */
446                 if (packet_type == DCCP_PKT_DATA)
447                         break;
448                 if (unlikely(optlen != 4)) {
449                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d for %u\n",
450                                   dccp_role(sk), sk, optlen, option);
451                         return -EINVAL;
452                 }
453                 opt_val = ntohl(get_unaligned((__be32 *)optval));
454
455                 if (option == TFRC_OPT_RECEIVE_RATE) {
456                         /* Receive Rate is kept in units of 64 bytes/second */
457                         hctx->x_recv = opt_val;
458                         hctx->x_recv <<= 6;
459
460                         ccid3_pr_debug("%s(%p), RECEIVE_RATE=%u\n",
461                                        dccp_role(sk), sk, opt_val);
462                 } else {
463                         /* Update the fixpoint Loss Event Rate fraction */
464                         hctx->p = tfrc_invert_loss_event_rate(opt_val);
465
466                         ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_EVENT_RATE=%u\n",
467                                        dccp_role(sk), sk, opt_val);
468                 }
469         }
470         return 0;
471 }
472
473 static int ccid3_hc_tx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
474 {
475         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid_priv(ccid);
476
477         hctx->hist  = NULL;
478         setup_timer(&hctx->no_feedback_timer,
479                     ccid3_hc_tx_no_feedback_timer, (unsigned long)sk);
480         return 0;
481 }
482
483 static void ccid3_hc_tx_exit(struct sock *sk)
484 {
485         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
486
487         sk_stop_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer);
488         tfrc_tx_hist_purge(&hctx->hist);
489 }
490
491 static void ccid3_hc_tx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
492 {
493         info->tcpi_rto = ccid3_hc_tx_sk(sk)->t_rto;
494         info->tcpi_rtt = ccid3_hc_tx_sk(sk)->rtt;
495 }
496
497 static int ccid3_hc_tx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
498                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
499 {
500         const struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
501         struct tfrc_tx_info tfrc;
502         const void *val;
503
504         switch (optname) {
505         case DCCP_SOCKOPT_CCID_TX_INFO:
506                 if (len < sizeof(tfrc))
507                         return -EINVAL;
508                 tfrc.tfrctx_x      = hctx->x;
509                 tfrc.tfrctx_x_recv = hctx->x_recv;
510                 tfrc.tfrctx_x_calc = hctx->x_calc;
511                 tfrc.tfrctx_rtt    = hctx->rtt;
512                 tfrc.tfrctx_p      = hctx->p;
513                 tfrc.tfrctx_rto    = hctx->t_rto;
514                 tfrc.tfrctx_ipi    = hctx->t_ipi;
515                 len = sizeof(tfrc);
516                 val = &tfrc;
517                 break;
518         default:
519                 return -ENOPROTOOPT;
520         }
521
522         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
523                 return -EFAULT;
524
525         return 0;
526 }
527
528 /*
529  *      Receiver Half-Connection Routines
530  */
531 static void ccid3_hc_rx_send_feedback(struct sock *sk,
532                                       const struct sk_buff *skb,
533                                       enum ccid3_fback_type fbtype)
534 {
535         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
536         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
537         ktime_t now = ktime_get_real();
538         s64 delta = 0;
539
540         switch (fbtype) {
541         case CCID3_FBACK_INITIAL:
542                 hcrx->x_recv = 0;
543                 hcrx->p_inverse = ~0U;   /* see RFC 4342, 8.5 */
544                 break;
545         case CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE:
546                 if (unlikely(hcrx->feedback == CCID3_FBACK_NONE)) {
547                         /*
548                          * rfc3448bis-06, 6.3.1: First packet(s) lost or marked
549                          * FIXME: in rfc3448bis the receiver returns X_recv=0
550                          * here as it normally would in the first feedback packet.
551                          * However this is not possible yet, since the code still
552                          * uses RFC 3448, i.e.
553                          *    If (p > 0)
554                          *      Calculate X_calc using the TCP throughput equation.
555                          *      X = max(min(X_calc, 2*X_recv), s/t_mbi);
556                          * would bring X down to s/t_mbi. That is why we return
557                          * X_recv according to rfc3448bis-06 for the moment.
558                          */
559                         u32 rtt = hcrx->rtt ? : DCCP_FALLBACK_RTT,
560                             s   = tfrc_rx_hist_packet_size(&hcrx->hist);
561
562                         hcrx->x_recv = scaled_div32(s, 2 * rtt);
563                         break;
564                 }
565                 /*
566                  * When parameters change (new loss or p > p_prev), we do not
567                  * have a reliable estimate for R_m of [RFC 3448, 6.2] and so
568                  * need to  reuse the previous value of X_recv. However, when
569                  * X_recv was 0 (due to early loss), this would kill X down to
570                  * s/t_mbi (i.e. one packet in 64 seconds).
571                  * To avoid such drastic reduction, we approximate X_recv as
572                  * the number of bytes since last feedback.
573                  * This is a safe fallback, since X is bounded above by X_calc.
574                  */
575                 if (hcrx->x_recv > 0)
576                         break;
577                 /* fall through */
578         case CCID3_FBACK_PERIODIC:
579                 delta = ktime_us_delta(now, hcrx->tstamp_last_feedback);
580                 if (delta <= 0)
581                         DCCP_BUG("delta (%ld) <= 0", (long)delta);
582                 else
583                         hcrx->x_recv = scaled_div32(hcrx->hist.bytes_recvd, delta);
584                 break;
585         default:
586                 return;
587         }
588
589         ccid3_pr_debug("Interval %ldusec, X_recv=%u, 1/p=%u\n",
590                        (long)delta, hcrx->x_recv, hcrx->p_inverse);
591
592         hcrx->tstamp_last_feedback = now;
593         hcrx->last_counter         = dccp_hdr(skb)->dccph_ccval;
594         hcrx->hist.bytes_recvd     = 0;
595         hcrx->feedback             = fbtype;
596
597         dp->dccps_hc_rx_insert_options = 1;
598         dccp_send_ack(sk);
599 }
600
601 static int ccid3_hc_rx_insert_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
602 {
603         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
604         __be32 x_recv, pinv;
605
606         if (!(sk->sk_state == DCCP_OPEN || sk->sk_state == DCCP_PARTOPEN))
607                 return 0;
608
609         if (dccp_packet_without_ack(skb))
610                 return 0;
611
612         x_recv = htonl(hcrx->x_recv);
613         pinv   = htonl(hcrx->p_inverse);
614
615         if (dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE,
616                                &pinv, sizeof(pinv)) ||
617             dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_RECEIVE_RATE,
618                                &x_recv, sizeof(x_recv)))
619                 return -1;
620
621         return 0;
622 }
623
624 /** ccid3_first_li  -  Implements [RFC 3448, 6.3.1]
625  *
626  * Determine the length of the first loss interval via inverse lookup.
627  * Assume that X_recv can be computed by the throughput equation
628  *                  s
629  *      X_recv = --------
630  *               R * fval
631  * Find some p such that f(p) = fval; return 1/p (scaled).
632  */
633 static u32 ccid3_first_li(struct sock *sk)
634 {
635         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
636         u32 x_recv, p, delta,
637             s = tfrc_rx_hist_packet_size(&hcrx->hist);
638         u64 fval;
639
640         /*
641          * rfc3448bis-06, 6.3.1: First data packet(s) are marked or lost. Set p
642          * to give the equivalent of X_target = s/(2*R). Thus fval = 2 and so p
643          * is about 20.64%. This yields an interval length of 4.84 (rounded up).
644          */
645         if (unlikely(hcrx->feedback == CCID3_FBACK_NONE))
646                 return 5;
647
648         if (hcrx->rtt == 0) {
649                 DCCP_WARN("No RTT estimate available, using fallback RTT\n");
650                 hcrx->rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
651         }
652
653         delta = ktime_to_us(net_timedelta(hcrx->tstamp_last_feedback));
654         x_recv = scaled_div32(hcrx->hist.bytes_recvd, delta);
655         if (x_recv == 0) {              /* would also trigger divide-by-zero */
656                 DCCP_WARN("X_recv==0\n");
657                 if (hcrx->x_recv == 0) {
658                         DCCP_BUG("stored value of X_recv is zero");
659                         return ~0U;
660                 }
661                 x_recv = hcrx->x_recv;
662         }
663
664         fval = scaled_div32(scaled_div(s, hcrx->rtt), x_recv);
665         p = tfrc_calc_x_reverse_lookup(fval);
666
667         ccid3_pr_debug("%s(%p), receive rate=%u bytes/s, implied "
668                        "loss rate=%u\n", dccp_role(sk), sk, x_recv, p);
669
670         return p == 0 ? ~0U : scaled_div(1, p);
671 }
672
673 static void ccid3_hc_rx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
674 {
675         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
676         enum ccid3_fback_type do_feedback = CCID3_FBACK_NONE;
677         const u64 ndp = dccp_sk(sk)->dccps_options_received.dccpor_ndp;
678         const bool is_data_packet = dccp_data_packet(skb);
679
680         /*
681          * Perform loss detection and handle pending losses
682          */
683         if (tfrc_rx_handle_loss(&hcrx->hist, &hcrx->li_hist,
684                                 skb, ndp, ccid3_first_li, sk)) {
685                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
686                 goto done_receiving;
687         }
688
689         if (unlikely(hcrx->feedback == CCID3_FBACK_NONE)) {
690                 if (is_data_packet)
691                         do_feedback = CCID3_FBACK_INITIAL;
692                 goto update_records;
693         }
694
695         if (tfrc_rx_hist_loss_pending(&hcrx->hist))
696                 return; /* done receiving */
697
698         /*
699          * Handle data packets: RTT sampling and monitoring p
700          */
701         if (unlikely(!is_data_packet))
702                 goto update_records;
703
704         if (!tfrc_lh_is_initialised(&hcrx->li_hist)) {
705                 const u32 sample = tfrc_rx_hist_sample_rtt(&hcrx->hist, skb);
706                 /*
707                  * Empty loss history: no loss so far, hence p stays 0.
708                  * Sample RTT values, since an RTT estimate is required for the
709                  * computation of p when the first loss occurs; RFC 3448, 6.3.1.
710                  */
711                 if (sample != 0)
712                         hcrx->rtt = tfrc_ewma(hcrx->rtt, sample, 9);
713         }
714         /*
715          * Check if the periodic once-per-RTT feedback is due; RFC 4342, 10.3
716          */
717         if (SUB16(dccp_hdr(skb)->dccph_ccval, hcrx->last_counter) > 3)
718                 do_feedback = CCID3_FBACK_PERIODIC;
719
720 update_records:
721         tfrc_rx_hist_add_packet(&hcrx->hist, skb, ndp);
722
723 done_receiving:
724         if (do_feedback)
725                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, do_feedback);
726 }
727
728 static int ccid3_hc_rx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
729 {
730         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid_priv(ccid);
731
732         tfrc_lh_init(&hcrx->li_hist);
733         return tfrc_rx_hist_init(&hcrx->hist, sk);
734 }
735
736 static void ccid3_hc_rx_exit(struct sock *sk)
737 {
738         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
739
740         tfrc_rx_hist_purge(&hcrx->hist);
741         tfrc_lh_cleanup(&hcrx->li_hist);
742 }
743
744 static void ccid3_hc_rx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
745 {
746         info->tcpi_options  |= TCPI_OPT_TIMESTAMPS;
747         info->tcpi_rcv_rtt  = ccid3_hc_rx_sk(sk)->rtt;
748 }
749
750 static int ccid3_hc_rx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
751                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
752 {
753         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
754         struct tfrc_rx_info rx_info;
755         const void *val;
756
757         switch (optname) {
758         case DCCP_SOCKOPT_CCID_RX_INFO:
759                 if (len < sizeof(rx_info))
760                         return -EINVAL;
761                 rx_info.tfrcrx_x_recv = hcrx->x_recv;
762                 rx_info.tfrcrx_rtt    = hcrx->rtt;
763                 rx_info.tfrcrx_p      = tfrc_invert_loss_event_rate(hcrx->p_inverse);
764                 len = sizeof(rx_info);
765                 val = &rx_info;
766                 break;
767         default:
768                 return -ENOPROTOOPT;
769         }
770
771         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
772                 return -EFAULT;
773
774         return 0;
775 }
776
777 static struct ccid_operations ccid3 = {
778         .ccid_id                   = DCCPC_CCID3,
779         .ccid_name                 = "TCP-Friendly Rate Control",
780         .ccid_owner                = THIS_MODULE,
781         .ccid_hc_tx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_tx_sock),
782         .ccid_hc_tx_init           = ccid3_hc_tx_init,
783         .ccid_hc_tx_exit           = ccid3_hc_tx_exit,
784         .ccid_hc_tx_send_packet    = ccid3_hc_tx_send_packet,
785         .ccid_hc_tx_packet_sent    = ccid3_hc_tx_packet_sent,
786         .ccid_hc_tx_packet_recv    = ccid3_hc_tx_packet_recv,
787         .ccid_hc_tx_parse_options  = ccid3_hc_tx_parse_options,
788         .ccid_hc_rx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_rx_sock),
789         .ccid_hc_rx_init           = ccid3_hc_rx_init,
790         .ccid_hc_rx_exit           = ccid3_hc_rx_exit,
791         .ccid_hc_rx_insert_options = ccid3_hc_rx_insert_options,
792         .ccid_hc_rx_packet_recv    = ccid3_hc_rx_packet_recv,
793         .ccid_hc_rx_get_info       = ccid3_hc_rx_get_info,
794         .ccid_hc_tx_get_info       = ccid3_hc_tx_get_info,
795         .ccid_hc_rx_getsockopt     = ccid3_hc_rx_getsockopt,
796         .ccid_hc_tx_getsockopt     = ccid3_hc_tx_getsockopt,
797 };
798
799 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
800 module_param(ccid3_debug, bool, 0644);
801 MODULE_PARM_DESC(ccid3_debug, "Enable debug messages");
802 #endif
803
804 static __init int ccid3_module_init(void)
805 {
806         struct timespec tp;
807
808         /*
809          * Without a fine-grained clock resolution, RTTs/X_recv are not sampled
810          * correctly and feedback is sent either too early or too late.
811          */
812         hrtimer_get_res(CLOCK_MONOTONIC, &tp);
813         if (tp.tv_sec || tp.tv_nsec > DCCP_TIME_RESOLUTION * NSEC_PER_USEC) {
814                 printk(KERN_ERR "%s: Timer too coarse (%ld usec), need %u-usec"
815                        " resolution - check your clocksource.\n", __func__,
816                        tp.tv_nsec/NSEC_PER_USEC, DCCP_TIME_RESOLUTION);
817                 return -ESOCKTNOSUPPORT;
818         }
819         return ccid_register(&ccid3);
820 }
821 module_init(ccid3_module_init);
822
823 static __exit void ccid3_module_exit(void)
824 {
825         ccid_unregister(&ccid3);
826 }
827 module_exit(ccid3_module_exit);
828
829 MODULE_AUTHOR("Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>, "
830               "Arnaldo Carvalho de Melo <acme@ghostprotocols.net>");
831 MODULE_DESCRIPTION("DCCP TFRC CCID3 CCID");
832 MODULE_LICENSE("GPL");
833 MODULE_ALIAS("net-dccp-ccid-3");