xref: /linux/net/ipv4/tcp_highspeed.c (revision 4f2c0a4acffbec01079c28f839422e64ddeff004)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Sally Floyd's High Speed TCP (RFC 3649) congestion control
4  *
5  * See https://www.icir.org/floyd/hstcp.html
6  *
7  * John Heffner <jheffner@psc.edu>
8  */
9 
10 #include <linux/module.h>
11 #include <net/tcp.h>
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 
hstcp_init(struct sock * sk)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 
hstcp_cong_avoid(struct sock * sk,u32 ack,u32 acked)112 static void hstcp_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked)
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))
118 		return;
119 
120 	if (tcp_in_slow_start(tp))
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 (tcp_snd_cwnd(tp) > hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd) {
131 			while (tcp_snd_cwnd(tp) > hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd &&
132 			       ca->ai < HSTCP_AIMD_MAX - 1)
133 				ca->ai++;
134 		} else if (ca->ai && tcp_snd_cwnd(tp) <= hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd) {
135 			while (ca->ai && tcp_snd_cwnd(tp) <= hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd)
136 				ca->ai--;
137 		}
138 
139 		/* Do additive increase */
140 		if (tcp_snd_cwnd(tp) < tp->snd_cwnd_clamp) {
141 			/* cwnd = cwnd + a(w) / cwnd */
142 			tp->snd_cwnd_cnt += ca->ai + 1;
143 			if (tp->snd_cwnd_cnt >= tcp_snd_cwnd(tp)) {
144 				tp->snd_cwnd_cnt -= tcp_snd_cwnd(tp);
145 				tcp_snd_cwnd_set(tp, tcp_snd_cwnd(tp) + 1);
146 			}
147 		}
148 	}
149 }
150 
hstcp_ssthresh(struct sock * sk)151 static u32 hstcp_ssthresh(struct sock *sk)
152 {
153 	const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
154 	struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
155 
156 	/* Do multiplicative decrease */
157 	return max(tcp_snd_cwnd(tp) - ((tcp_snd_cwnd(tp) * hstcp_aimd_vals[ca->ai].md) >> 8), 2U);
158 }
159 
160 static struct tcp_congestion_ops tcp_highspeed __read_mostly = {
161 	.init		= hstcp_init,
162 	.ssthresh	= hstcp_ssthresh,
163 	.undo_cwnd	= tcp_reno_undo_cwnd,
164 	.cong_avoid	= hstcp_cong_avoid,
165 
166 	.owner		= THIS_MODULE,
167 	.name		= "highspeed"
168 };
169 
hstcp_register(void)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 
hstcp_unregister(void)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