xref: /openbmc/linux/net/ipv4/tcp_highspeed.c (revision afb46f79)
1 /*
2  * Sally Floyd's High Speed TCP (RFC 3649) congestion control
3  *
4  * See http://www.icir.org/floyd/hstcp.html
5  *
6  * John Heffner <jheffner@psc.edu>
7  */
8 
9 #include <linux/module.h>
10 #include <net/tcp.h>
11 
12 
13 /* From AIMD tables from RFC 3649 appendix B,
14  * with fixed-point MD scaled <<8.
15  */
16 static const struct hstcp_aimd_val {
17 	unsigned int cwnd;
18 	unsigned int md;
19 } hstcp_aimd_vals[] = {
20  {     38,  128, /*  0.50 */ },
21  {    118,  112, /*  0.44 */ },
22  {    221,  104, /*  0.41 */ },
23  {    347,   98, /*  0.38 */ },
24  {    495,   93, /*  0.37 */ },
25  {    663,   89, /*  0.35 */ },
26  {    851,   86, /*  0.34 */ },
27  {   1058,   83, /*  0.33 */ },
28  {   1284,   81, /*  0.32 */ },
29  {   1529,   78, /*  0.31 */ },
30  {   1793,   76, /*  0.30 */ },
31  {   2076,   74, /*  0.29 */ },
32  {   2378,   72, /*  0.28 */ },
33  {   2699,   71, /*  0.28 */ },
34  {   3039,   69, /*  0.27 */ },
35  {   3399,   68, /*  0.27 */ },
36  {   3778,   66, /*  0.26 */ },
37  {   4177,   65, /*  0.26 */ },
38  {   4596,   64, /*  0.25 */ },
39  {   5036,   62, /*  0.25 */ },
40  {   5497,   61, /*  0.24 */ },
41  {   5979,   60, /*  0.24 */ },
42  {   6483,   59, /*  0.23 */ },
43  {   7009,   58, /*  0.23 */ },
44  {   7558,   57, /*  0.22 */ },
45  {   8130,   56, /*  0.22 */ },
46  {   8726,   55, /*  0.22 */ },
47  {   9346,   54, /*  0.21 */ },
48  {   9991,   53, /*  0.21 */ },
49  {  10661,   52, /*  0.21 */ },
50  {  11358,   52, /*  0.20 */ },
51  {  12082,   51, /*  0.20 */ },
52  {  12834,   50, /*  0.20 */ },
53  {  13614,   49, /*  0.19 */ },
54  {  14424,   48, /*  0.19 */ },
55  {  15265,   48, /*  0.19 */ },
56  {  16137,   47, /*  0.19 */ },
57  {  17042,   46, /*  0.18 */ },
58  {  17981,   45, /*  0.18 */ },
59  {  18955,   45, /*  0.18 */ },
60  {  19965,   44, /*  0.17 */ },
61  {  21013,   43, /*  0.17 */ },
62  {  22101,   43, /*  0.17 */ },
63  {  23230,   42, /*  0.17 */ },
64  {  24402,   41, /*  0.16 */ },
65  {  25618,   41, /*  0.16 */ },
66  {  26881,   40, /*  0.16 */ },
67  {  28193,   39, /*  0.16 */ },
68  {  29557,   39, /*  0.15 */ },
69  {  30975,   38, /*  0.15 */ },
70  {  32450,   38, /*  0.15 */ },
71  {  33986,   37, /*  0.15 */ },
72  {  35586,   36, /*  0.14 */ },
73  {  37253,   36, /*  0.14 */ },
74  {  38992,   35, /*  0.14 */ },
75  {  40808,   35, /*  0.14 */ },
76  {  42707,   34, /*  0.13 */ },
77  {  44694,   33, /*  0.13 */ },
78  {  46776,   33, /*  0.13 */ },
79  {  48961,   32, /*  0.13 */ },
80  {  51258,   32, /*  0.13 */ },
81  {  53677,   31, /*  0.12 */ },
82  {  56230,   30, /*  0.12 */ },
83  {  58932,   30, /*  0.12 */ },
84  {  61799,   29, /*  0.12 */ },
85  {  64851,   28, /*  0.11 */ },
86  {  68113,   28, /*  0.11 */ },
87  {  71617,   27, /*  0.11 */ },
88  {  75401,   26, /*  0.10 */ },
89  {  79517,   26, /*  0.10 */ },
90  {  84035,   25, /*  0.10 */ },
91  {  89053,   24, /*  0.10 */ },
92 };
93 
94 #define HSTCP_AIMD_MAX	ARRAY_SIZE(hstcp_aimd_vals)
95 
96 struct hstcp {
97 	u32	ai;
98 };
99 
100 static void hstcp_init(struct sock *sk)
101 {
102 	struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
103 	struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
104 
105 	ca->ai = 0;
106 
107 	/* Ensure the MD arithmetic works.  This is somewhat pedantic,
108 	 * since I don't think we will see a cwnd this large. :) */
109 	tp->snd_cwnd_clamp = min_t(u32, tp->snd_cwnd_clamp, 0xffffffff/128);
110 }
111 
112 static void hstcp_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked, u32 in_flight)
113 {
114 	struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
115 	struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
116 
117 	if (!tcp_is_cwnd_limited(sk, in_flight))
118 		return;
119 
120 	if (tp->snd_cwnd <= tp->snd_ssthresh)
121 		tcp_slow_start(tp, acked);
122 	else {
123 		/* Update AIMD parameters.
124 		 *
125 		 * We want to guarantee that:
126 		 *     hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd <
127 		 *     snd_cwnd <=
128 		 *     hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd
129 		 */
130 		if (tp->snd_cwnd > hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd) {
131 			while (tp->snd_cwnd > hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd &&
132 			       ca->ai < HSTCP_AIMD_MAX - 1)
133 				ca->ai++;
134 		} else if (ca->ai && tp->snd_cwnd <= hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd) {
135 			while (ca->ai && tp->snd_cwnd <= hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd)
136 				ca->ai--;
137 		}
138 
139 		/* Do additive increase */
140 		if (tp->snd_cwnd < tp->snd_cwnd_clamp) {
141 			/* cwnd = cwnd + a(w) / cwnd */
142 			tp->snd_cwnd_cnt += ca->ai + 1;
143 			if (tp->snd_cwnd_cnt >= tp->snd_cwnd) {
144 				tp->snd_cwnd_cnt -= tp->snd_cwnd;
145 				tp->snd_cwnd++;
146 			}
147 		}
148 	}
149 }
150 
151 static u32 hstcp_ssthresh(struct sock *sk)
152 {
153 	const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
154 	const struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
155 
156 	/* Do multiplicative decrease */
157 	return max(tp->snd_cwnd - ((tp->snd_cwnd * hstcp_aimd_vals[ca->ai].md) >> 8), 2U);
158 }
159 
160 
161 static struct tcp_congestion_ops tcp_highspeed __read_mostly = {
162 	.init		= hstcp_init,
163 	.ssthresh	= hstcp_ssthresh,
164 	.cong_avoid	= hstcp_cong_avoid,
165 
166 	.owner		= THIS_MODULE,
167 	.name		= "highspeed"
168 };
169 
170 static int __init hstcp_register(void)
171 {
172 	BUILD_BUG_ON(sizeof(struct hstcp) > ICSK_CA_PRIV_SIZE);
173 	return tcp_register_congestion_control(&tcp_highspeed);
174 }
175 
176 static void __exit hstcp_unregister(void)
177 {
178 	tcp_unregister_congestion_control(&tcp_highspeed);
179 }
180 
181 module_init(hstcp_register);
182 module_exit(hstcp_unregister);
183 
184 MODULE_AUTHOR("John Heffner");
185 MODULE_LICENSE("GPL");
186 MODULE_DESCRIPTION("High Speed TCP");
187