sys/netinet/cc/cc.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2007-2008
   3  *      Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia.
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Lawrence Stewart <lstewart@freebsd.org>
   5  * Copyright (c) 2010 The FreeBSD Foundation
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This software was developed at the Centre for Advanced Internet
   9  * Architectures, Swinburne University of Technology, by Lawrence Stewart and
  10  * James Healy, made possible in part by a grant from the Cisco University
  11  * Research Program Fund at Community Foundation Silicon Valley.
  12  *
  13  * Portions of this software were developed at the Centre for Advanced
  14  * Internet Architectures, Swinburne University of Technology, Melbourne,
  15  * Australia by David Hayes under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  16  *
  17  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  18  * modification, are permitted provided that the following conditions
  19  * are met:
  20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  * $FreeBSD$
  39  */
  40
  41 /*
  42  * This software was first released in 2007 by James Healy and Lawrence Stewart
  43  * whilst working on the NewTCP research project at Swinburne University of
  44  * Technology's Centre for Advanced Internet Architectures, Melbourne,
  45  * Australia, which was made possible in part by a grant from the Cisco
  46  * University Research Program Fund at Community Foundation Silicon Valley.
  47  * More details are available at:
  48  *   http://caia.swin.edu.au/urp/newtcp/
  49  */
  50
  51 #ifndef _NETINET_CC_CC_H_
  52 #define _NETINET_CC_CC_H_
  53
  54 #ifdef _KERNEL
  55
  56 /* Global CC vars. */
  57 extern STAILQ_HEAD(cc_head, cc_algo) cc_list;
  58 extern const int tcprexmtthresh;
  59 extern struct cc_algo newreno_cc_algo;
  60
  61 /* Per-netstack bits. */
  62 VNET_DECLARE(struct cc_algo *, default_cc_ptr);
  63 #define V_default_cc_ptr VNET(default_cc_ptr)
  64
  65 VNET_DECLARE(int, cc_do_abe);
  66 #define V_cc_do_abe                     VNET(cc_do_abe)
  67
  68 VNET_DECLARE(int, cc_abe_frlossreduce);
  69 #define V_cc_abe_frlossreduce           VNET(cc_abe_frlossreduce)
  70
  71 /* Define the new net.inet.tcp.cc sysctl tree. */
  72 SYSCTL_DECL(_net_inet_tcp_cc);
  73
  74 /* CC housekeeping functions. */
  75 int     cc_register_algo(struct cc_algo *add_cc);
  76 int     cc_deregister_algo(struct cc_algo *remove_cc);
  77
  78 /*
  79  * Wrapper around transport structs that contain same-named congestion
  80  * control variables. Allows algos to be shared amongst multiple CC aware
  81  * transprots.
  82  */
  83 struct cc_var {
  84         void            *cc_data; /* Per-connection private CC algorithm data. */
  85         int             bytes_this_ack; /* # bytes acked by the current ACK. */
  86         tcp_seq         curack; /* Most recent ACK. */
  87         uint32_t        flags; /* Flags for cc_var (see below) */
  88         int             type; /* Indicates which ptr is valid in ccvc. */
  89         union ccv_container {
  90                 struct tcpcb            *tcp;
  91                 struct sctp_nets        *sctp;
  92         } ccvc;
  93         uint16_t        nsegs; /* # segments coalesced into current chain. */
  94         uint8_t         labc;  /* Dont use system abc use passed in */
  95 };
  96
  97 /* cc_var flags. */
  98 #define CCF_ABC_SENTAWND        0x0001  /* ABC counted cwnd worth of bytes? */
  99 #define CCF_CWND_LIMITED        0x0002  /* Are we currently cwnd limited? */
 100 #define CCF_USE_LOCAL_ABC       0x0004  /* Dont use the system l_abc val */
 101 #define CCF_ACKNOW              0x0008  /* Will this ack be sent now? */
 102 #define CCF_IPHDR_CE            0x0010  /* Does this packet set CE bit? */
 103 #define CCF_TCPHDR_CWR          0x0020  /* Does this packet set CWR bit? */
 104 #define CCF_MAX_CWND            0x0040  /* Have we reached maximum cwnd? */
 105 #define CCF_CHG_MAX_CWND        0x0080  /* Cubic max_cwnd changed, for K */
 106 #define CCF_USR_IWND            0x0100  /* User specified initial window */
 107 #define CCF_USR_IWND_INIT_NSEG  0x0200  /* Convert segs to bytes on conn init */
 108
 109 /* ACK types passed to the ack_received() hook. */
 110 #define CC_ACK          0x0001  /* Regular in sequence ACK. */
 111 #define CC_DUPACK       0x0002  /* Duplicate ACK. */
 112 #define CC_PARTIALACK   0x0004  /* Not yet. */
 113 #define CC_SACK         0x0008  /* Not yet. */
 114 #endif /* _KERNEL */
 115
 116 /*
 117  * Congestion signal types passed to the cong_signal() hook. The highest order 8
 118  * bits (0x01000000 - 0x80000000) are reserved for CC algos to declare their own
 119  * congestion signal types.
 120  */
 121 #define CC_ECN          0x00000001      /* ECN marked packet received. */
 122 #define CC_RTO          0x00000002      /* RTO fired. */
 123 #define CC_RTO_ERR      0x00000004      /* RTO fired in error. */
 124 #define CC_NDUPACK      0x00000008      /* Threshold of dupack's reached. */
 125
 126 #define CC_SIGPRIVMASK  0xFF000000      /* Mask to check if sig is private. */
 127
 128 #ifdef _KERNEL
 129 /*
 130  * Structure to hold data and function pointers that together represent a
 131  * congestion control algorithm.
 132  */
 133 struct cc_algo {
 134         char    name[TCP_CA_NAME_MAX];
 135
 136         /* Init global module state on kldload. */
 137         int     (*mod_init)(void);
 138
 139         /* Cleanup global module state on kldunload. */
 140         int     (*mod_destroy)(void);
 141
 142         /* Init CC state for a new control block. */
 143         int     (*cb_init)(struct cc_var *ccv);
 144
 145         /* Cleanup CC state for a terminating control block. */
 146         void    (*cb_destroy)(struct cc_var *ccv);
 147
 148         /* Init variables for a newly established connection. */
 149         void    (*conn_init)(struct cc_var *ccv);
 150
 151         /* Called on receipt of an ack. */
 152         void    (*ack_received)(struct cc_var *ccv, uint16_t type);
 153
 154         /* Called on detection of a congestion signal. */
 155         void    (*cong_signal)(struct cc_var *ccv, uint32_t type);
 156
 157         /* Called after exiting congestion recovery. */
 158         void    (*post_recovery)(struct cc_var *ccv);
 159
 160         /* Called when data transfer resumes after an idle period. */
 161         void    (*after_idle)(struct cc_var *ccv);
 162
 163         /* Called for an additional ECN processing apart from RFC3168. */
 164         void    (*ecnpkt_handler)(struct cc_var *ccv);
 165
 166         /* Called for {get|set}sockopt() on a TCP socket with TCP_CCALGOOPT. */
 167         int     (*ctl_output)(struct cc_var *, struct sockopt *, void *);
 168
 169         STAILQ_ENTRY (cc_algo) entries;
 170 };
 171
 172 /* Macro to obtain the CC algo's struct ptr. */
 173 #define CC_ALGO(tp)     ((tp)->cc_algo)
 174
 175 /* Macro to obtain the CC algo's data ptr. */
 176 #define CC_DATA(tp)     ((tp)->ccv->cc_data)
 177
 178 /* Macro to obtain the system default CC algo's struct ptr. */
 179 #define CC_DEFAULT()    V_default_cc_ptr
 180
 181 extern struct rwlock cc_list_lock;
 182 #define CC_LIST_LOCK_INIT()     rw_init(&cc_list_lock, "cc_list")
 183 #define CC_LIST_LOCK_DESTROY()  rw_destroy(&cc_list_lock)
 184 #define CC_LIST_RLOCK()         rw_rlock(&cc_list_lock)
 185 #define CC_LIST_RUNLOCK()       rw_runlock(&cc_list_lock)
 186 #define CC_LIST_WLOCK()         rw_wlock(&cc_list_lock)
 187 #define CC_LIST_WUNLOCK()       rw_wunlock(&cc_list_lock)
 188 #define CC_LIST_LOCK_ASSERT()   rw_assert(&cc_list_lock, RA_LOCKED)
 189
 190 #define CC_ALGOOPT_LIMIT        2048
 191
 192 #endif /* _KERNEL */
 193 #endif /* _NETINET_CC_CC_H_ */