tcp: usec resolution SYN/ACK RTT
authorYuchung Cheng <ycheng@google.com>
Fri, 18 Sep 2015 18:36:14 +0000 (11:36 -0700)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Mon, 21 Sep 2015 23:19:01 +0000 (16:19 -0700)
Currently SYN/ACK RTT is measured in jiffies. For LAN the SYN/ACK
RTT is often measured as 0ms or sometimes 1ms, which would affect
RTT estimation and min RTT samping used by some congestion control.

This patch improves SYN/ACK RTT to be usec resolution if platform
supports it. While the timestamping of SYN/ACK is done in request
sock, the RTT measurement is carefully arranged to avoid storing
another u64 timestamp in tcp_sock.

For regular handshake w/o SYNACK retransmission, the RTT is sampled
right after the child socket is created and right before the request
sock is released (tcp_check_req() in tcp_minisocks.c)

For Fast Open the child socket is already created when SYN/ACK was
sent, the RTT is sampled in tcp_rcv_state_process() after processing
the final ACK an right before the request socket is released.

If the SYN/ACK was retransmistted or SYN-cookie was used, we rely
on TCP timestamps to measure the RTT. The sample is taken at the
same place in tcp_rcv_state_process() after the timestamp values
are validated in tcp_validate_incoming(). Note that we do not store
TS echo value in request_sock for SYN-cookies, because the value
is already stored in tp->rx_opt used by tcp_ack_update_rtt().

One side benefit is that the RTT measurement now happens before
initializing congestion control (of the passive side). Therefore
the congestion control can use the SYN/ACK RTT.

Signed-off-by: Yuchung Cheng <ycheng@google.com>
Signed-off-by: Neal Cardwell <ncardwell@google.com>
Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
include/linux/tcp.h
include/net/tcp.h
net/ipv4/syncookies.c
net/ipv4/tcp_input.c
net/ipv4/tcp_minisocks.c
net/ipv6/syncookies.c

index 937b97893d5f4877ecffc3f17de9bcb2fe3e3659..fcb573be75d92beecfeb03f425d01247ee0a426a 100644 (file)
@@ -112,11 +112,11 @@ struct tcp_request_sock_ops;
 struct tcp_request_sock {
        struct inet_request_sock        req;
        const struct tcp_request_sock_ops *af_specific;
+       struct skb_mstamp               snt_synack; /* first SYNACK sent time */
        bool                            tfo_listener;
        u32                             txhash;
        u32                             rcv_isn;
        u32                             snt_isn;
-       u32                             snt_synack; /* synack sent time */
        u32                             last_oow_ack_time; /* last SYNACK */
        u32                             rcv_nxt; /* the ack # by SYNACK. For
                                                  * FastOpen it's the seq#
index 0cab28cd43a9067e731af2d0b2557172e63fe5e9..5cf9672c13e216472970688086600aeaa61c6064 100644 (file)
@@ -565,6 +565,7 @@ bool tcp_schedule_loss_probe(struct sock *sk);
 /* tcp_input.c */
 void tcp_resume_early_retransmit(struct sock *sk);
 void tcp_rearm_rto(struct sock *sk);
+void tcp_synack_rtt_meas(struct sock *sk, struct request_sock *req);
 void tcp_reset(struct sock *sk);
 
 /* tcp_timer.c */
index d70b1f603692554664c478ebb597ba73958ebd9a..6595affded202a9ab7d3f3be679f444fe19111e4 100644 (file)
@@ -345,7 +345,7 @@ struct sock *cookie_v4_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
        ireq->wscale_ok         = tcp_opt.wscale_ok;
        ireq->tstamp_ok         = tcp_opt.saw_tstamp;
        req->ts_recent          = tcp_opt.saw_tstamp ? tcp_opt.rcv_tsval : 0;
-       treq->snt_synack        = tcp_opt.saw_tstamp ? tcp_opt.rcv_tsecr : 0;
+       treq->snt_synack.v64    = 0;
        treq->tfo_listener      = false;
 
        ireq->ir_iif = sk->sk_bound_dev_if;
index a62e9c76d485fb1f316da1323a9982d3d3019e94..497adf58a6b85da482cc89b31460f00eb6a832c2 100644 (file)
@@ -2953,21 +2953,21 @@ static inline bool tcp_ack_update_rtt(struct sock *sk, const int flag,
 }
 
 /* Compute time elapsed between (last) SYNACK and the ACK completing 3WHS. */
-static void tcp_synack_rtt_meas(struct sock *sk, const u32 synack_stamp)
+void tcp_synack_rtt_meas(struct sock *sk, struct request_sock *req)
 {
-       struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
-       long seq_rtt_us = -1L;
+       long rtt_us = -1L;
 
-       if (synack_stamp && !tp->total_retrans)
-               seq_rtt_us = jiffies_to_usecs(tcp_time_stamp - synack_stamp);
+       if (req && !req->num_retrans && tcp_rsk(req)->snt_synack.v64) {
+               struct skb_mstamp now;
 
-       /* If the ACK acks both the SYNACK and the (Fast Open'd) data packets
-        * sent in SYN_RECV, SYNACK RTT is the smooth RTT computed in tcp_ack()
-        */
-       if (!tp->srtt_us)
-               tcp_ack_update_rtt(sk, FLAG_SYN_ACKED, seq_rtt_us, -1L);
+               skb_mstamp_get(&now);
+               rtt_us = skb_mstamp_us_delta(&now, &tcp_rsk(req)->snt_synack);
+       }
+
+       tcp_ack_update_rtt(sk, FLAG_SYN_ACKED, rtt_us, -1L);
 }
 
+
 static void tcp_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked)
 {
        const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
@@ -5706,7 +5706,6 @@ int tcp_rcv_state_process(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
        struct request_sock *req;
        int queued = 0;
        bool acceptable;
-       u32 synack_stamp;
 
        tp->rx_opt.saw_tstamp = 0;
 
@@ -5785,15 +5784,16 @@ int tcp_rcv_state_process(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
                if (!acceptable)
                        return 1;
 
+               if (!tp->srtt_us)
+                       tcp_synack_rtt_meas(sk, req);
+
                /* Once we leave TCP_SYN_RECV, we no longer need req
                 * so release it.
                 */
                if (req) {
-                       synack_stamp = tcp_rsk(req)->snt_synack;
                        tp->total_retrans = req->num_retrans;
                        reqsk_fastopen_remove(sk, req, false);
                } else {
-                       synack_stamp = tp->lsndtime;
                        /* Make sure socket is routed, for correct metrics. */
                        icsk->icsk_af_ops->rebuild_header(sk);
                        tcp_init_congestion_control(sk);
@@ -5816,7 +5816,6 @@ int tcp_rcv_state_process(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
                tp->snd_una = TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq;
                tp->snd_wnd = ntohs(th->window) << tp->rx_opt.snd_wscale;
                tcp_init_wl(tp, TCP_SKB_CB(skb)->seq);
-               tcp_synack_rtt_meas(sk, synack_stamp);
 
                if (tp->rx_opt.tstamp_ok)
                        tp->advmss -= TCPOLEN_TSTAMP_ALIGNED;
@@ -6027,7 +6026,7 @@ static void tcp_openreq_init(struct request_sock *req,
        req->cookie_ts = 0;
        tcp_rsk(req)->rcv_isn = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
        tcp_rsk(req)->rcv_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->seq + 1;
-       tcp_rsk(req)->snt_synack = tcp_time_stamp;
+       skb_mstamp_get(&tcp_rsk(req)->snt_synack);
        tcp_rsk(req)->last_oow_ack_time = 0;
        req->mss = rx_opt->mss_clamp;
        req->ts_recent = rx_opt->saw_tstamp ? rx_opt->rcv_tsval : 0;
index 6d8795b066aca708df47de3c9211f36bee5eb1d4..10933d01b982137b113f49497c6a971513e27aae 100644 (file)
@@ -470,7 +470,7 @@ struct sock *tcp_create_openreq_child(struct sock *sk, struct request_sock *req,
                newtp->snd_ssthresh = TCP_INFINITE_SSTHRESH;
                tcp_enable_early_retrans(newtp);
                newtp->tlp_high_seq = 0;
-               newtp->lsndtime = treq->snt_synack;
+               newtp->lsndtime = treq->snt_synack.stamp_jiffies;
                newtp->last_oow_ack_time = 0;
                newtp->total_retrans = req->num_retrans;
 
@@ -760,6 +760,7 @@ struct sock *tcp_check_req(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
        if (!child)
                goto listen_overflow;
 
+       tcp_synack_rtt_meas(child, req);
        inet_csk_reqsk_queue_drop(sk, req);
        inet_csk_reqsk_queue_add(sk, req, child);
        /* Warning: caller must not call reqsk_put(req);
index 0909f4e0d53c200f6643883df29682bca8e86fbb..2461b3ff9551bd10d7d697b32d15f1a9d2263e45 100644 (file)
@@ -210,7 +210,7 @@ struct sock *cookie_v6_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
        ireq->wscale_ok         = tcp_opt.wscale_ok;
        ireq->tstamp_ok         = tcp_opt.saw_tstamp;
        req->ts_recent          = tcp_opt.saw_tstamp ? tcp_opt.rcv_tsval : 0;
-       treq->snt_synack        = tcp_opt.saw_tstamp ? tcp_opt.rcv_tsecr : 0;
+       treq->snt_synack.v64    = 0;
        treq->rcv_isn = ntohl(th->seq) - 1;
        treq->snt_isn = cookie;