xref: /linux/net/ipv4/tcp_highspeed.c (revision b85d45947951d23cb22d90caecf4c1eb81342c96)
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 /* From AIMD tables from RFC 3649 appendix B,
13  * with fixed-point MD scaled <<8.
14  */
15 static const struct hstcp_aimd_val {
16 	unsigned int cwnd;
17 	unsigned int md;
18 } hstcp_aimd_vals[] = {
19 	{     38,  128, /*  0.50 */ },
20 	{    118,  112, /*  0.44 */ },
21 	{    221,  104, /*  0.41 */ },
22 	{    347,   98, /*  0.38 */ },
23 	{    495,   93, /*  0.37 */ },
24 	{    663,   89, /*  0.35 */ },
25 	{    851,   86, /*  0.34 */ },
26 	{   1058,   83, /*  0.33 */ },
27 	{   1284,   81, /*  0.32 */ },
28 	{   1529,   78, /*  0.31 */ },
29 	{   1793,   76, /*  0.30 */ },
30 	{   2076,   74, /*  0.29 */ },
31 	{   2378,   72, /*  0.28 */ },
32 	{   2699,   71, /*  0.28 */ },
33 	{   3039,   69, /*  0.27 */ },
34 	{   3399,   68, /*  0.27 */ },
35 	{   3778,   66, /*  0.26 */ },
36 	{   4177,   65, /*  0.26 */ },
37 	{   4596,   64, /*  0.25 */ },
38 	{   5036,   62, /*  0.25 */ },
39 	{   5497,   61, /*  0.24 */ },
40 	{   5979,   60, /*  0.24 */ },
41 	{   6483,   59, /*  0.23 */ },
42 	{   7009,   58, /*  0.23 */ },
43 	{   7558,   57, /*  0.22 */ },
44 	{   8130,   56, /*  0.22 */ },
45 	{   8726,   55, /*  0.22 */ },
46 	{   9346,   54, /*  0.21 */ },
47 	{   9991,   53, /*  0.21 */ },
48 	{  10661,   52, /*  0.21 */ },
49 	{  11358,   52, /*  0.20 */ },
50 	{  12082,   51, /*  0.20 */ },
51 	{  12834,   50, /*  0.20 */ },
52 	{  13614,   49, /*  0.19 */ },
53 	{  14424,   48, /*  0.19 */ },
54 	{  15265,   48, /*  0.19 */ },
55 	{  16137,   47, /*  0.19 */ },
56 	{  17042,   46, /*  0.18 */ },
57 	{  17981,   45, /*  0.18 */ },
58 	{  18955,   45, /*  0.18 */ },
59 	{  19965,   44, /*  0.17 */ },
60 	{  21013,   43, /*  0.17 */ },
61 	{  22101,   43, /*  0.17 */ },
62 	{  23230,   42, /*  0.17 */ },
63 	{  24402,   41, /*  0.16 */ },
64 	{  25618,   41, /*  0.16 */ },
65 	{  26881,   40, /*  0.16 */ },
66 	{  28193,   39, /*  0.16 */ },
67 	{  29557,   39, /*  0.15 */ },
68 	{  30975,   38, /*  0.15 */ },
69 	{  32450,   38, /*  0.15 */ },
70 	{  33986,   37, /*  0.15 */ },
71 	{  35586,   36, /*  0.14 */ },
72 	{  37253,   36, /*  0.14 */ },
73 	{  38992,   35, /*  0.14 */ },
74 	{  40808,   35, /*  0.14 */ },
75 	{  42707,   34, /*  0.13 */ },
76 	{  44694,   33, /*  0.13 */ },
77 	{  46776,   33, /*  0.13 */ },
78 	{  48961,   32, /*  0.13 */ },
79 	{  51258,   32, /*  0.13 */ },
80 	{  53677,   31, /*  0.12 */ },
81 	{  56230,   30, /*  0.12 */ },
82 	{  58932,   30, /*  0.12 */ },
83 	{  61799,   29, /*  0.12 */ },
84 	{  64851,   28, /*  0.11 */ },
85 	{  68113,   28, /*  0.11 */ },
86 	{  71617,   27, /*  0.11 */ },
87 	{  75401,   26, /*  0.10 */ },
88 	{  79517,   26, /*  0.10 */ },
89 	{  84035,   25, /*  0.10 */ },
90 	{  89053,   24, /*  0.10 */ },
91 };
92 
93 #define HSTCP_AIMD_MAX	ARRAY_SIZE(hstcp_aimd_vals)
94 
95 struct hstcp {
96 	u32	ai;
97 };
98 
99 static void hstcp_init(struct sock *sk)
100 {
101 	struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
102 	struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
103 
104 	ca->ai = 0;
105 
106 	/* Ensure the MD arithmetic works.  This is somewhat pedantic,
107 	 * since I don't think we will see a cwnd this large. :) */
108 	tp->snd_cwnd_clamp = min_t(u32, tp->snd_cwnd_clamp, 0xffffffff/128);
109 }
110 
111 static void hstcp_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked)
112 {
113 	struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
114 	struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
115 
116 	if (!tcp_is_cwnd_limited(sk))
117 		return;
118 
119 	if (tcp_in_slow_start(tp))
120 		tcp_slow_start(tp, acked);
121 	else {
122 		/* Update AIMD parameters.
123 		 *
124 		 * We want to guarantee that:
125 		 *     hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd <
126 		 *     snd_cwnd <=
127 		 *     hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd
128 		 */
129 		if (tp->snd_cwnd > hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd) {
130 			while (tp->snd_cwnd > hstcp_aimd_vals[ca->ai].cwnd &&
131 			       ca->ai < HSTCP_AIMD_MAX - 1)
132 				ca->ai++;
133 		} else if (ca->ai && tp->snd_cwnd <= hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd) {
134 			while (ca->ai && tp->snd_cwnd <= hstcp_aimd_vals[ca->ai-1].cwnd)
135 				ca->ai--;
136 		}
137 
138 		/* Do additive increase */
139 		if (tp->snd_cwnd < tp->snd_cwnd_clamp) {
140 			/* cwnd = cwnd + a(w) / cwnd */
141 			tp->snd_cwnd_cnt += ca->ai + 1;
142 			if (tp->snd_cwnd_cnt >= tp->snd_cwnd) {
143 				tp->snd_cwnd_cnt -= tp->snd_cwnd;
144 				tp->snd_cwnd++;
145 			}
146 		}
147 	}
148 }
149 
150 static u32 hstcp_ssthresh(struct sock *sk)
151 {
152 	const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
153 	const struct hstcp *ca = inet_csk_ca(sk);
154 
155 	/* Do multiplicative decrease */
156 	return max(tp->snd_cwnd - ((tp->snd_cwnd * hstcp_aimd_vals[ca->ai].md) >> 8), 2U);
157 }
158 
159 
160 static struct tcp_congestion_ops tcp_highspeed __read_mostly = {
161 	.init		= hstcp_init,
162 	.ssthresh	= hstcp_ssthresh,
163 	.cong_avoid	= hstcp_cong_avoid,
164 
165 	.owner		= THIS_MODULE,
166 	.name		= "highspeed"
167 };
168 
169 static int __init hstcp_register(void)
170 {
171 	BUILD_BUG_ON(sizeof(struct hstcp) > ICSK_CA_PRIV_SIZE);
172 	return tcp_register_congestion_control(&tcp_highspeed);
173 }
174 
175 static void __exit hstcp_unregister(void)
176 {
177 	tcp_unregister_congestion_control(&tcp_highspeed);
178 }
179 
180 module_init(hstcp_register);
181 module_exit(hstcp_unregister);
182 
183 MODULE_AUTHOR("John Heffner");
184 MODULE_LICENSE("GPL");
185 MODULE_DESCRIPTION("High Speed TCP");
186