tcp: do not pace pure ack packets
authorEric Dumazet <edumazet@google.com>
Wed, 4 Feb 2015 02:31:53 +0000 (18:31 -0800)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Thu, 5 Feb 2015 04:36:31 +0000 (20:36 -0800)
When we added pacing to TCP, we decided to let sch_fq take care
of actual pacing.

All TCP had to do was to compute sk->pacing_rate using simple formula:

sk->pacing_rate = 2 * cwnd * mss / rtt

It works well for senders (bulk flows), but not very well for receivers
or even RPC :

cwnd on the receiver can be less than 10, rtt can be around 100ms, so we
can end up pacing ACK packets, slowing down the sender.

Really, only the sender should pace, according to its own logic.

Instead of adding a new bit in skb, or call yet another flow
dissection, we tweak skb->truesize to a small value (2), and
we instruct sch_fq to use new helper and not pace pure ack.

Note this also helps TCP small queue, as ack packets present
in qdisc/NIC do not prevent sending a data packet (RPC workload)

This helps to reduce tx completion overhead, ack packets can use regular
sock_wfree() instead of tcp_wfree() which is a bit more expensive.

This has no impact in the case packets are sent to loopback interface,
as we do not coalesce ack packets (were we would detect skb->truesize
lie)

In case netem (with a delay) is used, skb_orphan_partial() also sets
skb->truesize to 1.

This patch is a combination of two patches we used for about one year at
Google.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
include/net/tcp.h
net/ipv4/tcp_output.c
net/sched/sch_fq.c

index b8fdc6bab3f3ac9fe8d3992dc6105f9b857612b8..637ee490ec81605054777e559c93c3977ff6a230 100644 (file)
@@ -1713,4 +1713,19 @@ static inline struct ip_options_rcu *tcp_v4_save_options(struct sk_buff *skb)
        return dopt;
 }
 
+/* locally generated TCP pure ACKs have skb->truesize == 2
+ * (check tcp_send_ack() in net/ipv4/tcp_output.c )
+ * This is much faster than dissecting the packet to find out.
+ * (Think of GRE encapsulations, IPv4, IPv6, ...)
+ */
+static inline bool skb_is_tcp_pure_ack(const struct sk_buff *skb)
+{
+       return skb->truesize == 2;
+}
+
+static inline void skb_set_tcp_pure_ack(struct sk_buff *skb)
+{
+       skb->truesize = 2;
+}
+
 #endif /* _TCP_H */
index 20ab06b228ac3bcc599a80cc3dffab202a30e30a..1b326ed46f7b32bedde0ed80cc3c5ca3e3139723 100644 (file)
@@ -948,7 +948,7 @@ static int tcp_transmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int clone_it,
 
        skb_orphan(skb);
        skb->sk = sk;
-       skb->destructor = tcp_wfree;
+       skb->destructor = skb_is_tcp_pure_ack(skb) ? sock_wfree : tcp_wfree;
        skb_set_hash_from_sk(skb, sk);
        atomic_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
 
@@ -3265,6 +3265,14 @@ void tcp_send_ack(struct sock *sk)
        skb_reserve(buff, MAX_TCP_HEADER);
        tcp_init_nondata_skb(buff, tcp_acceptable_seq(sk), TCPHDR_ACK);
 
+       /* We do not want pure acks influencing TCP Small Queues or fq/pacing
+        * too much.
+        * SKB_TRUESIZE(max(1 .. 66, MAX_TCP_HEADER)) is unfortunately ~784
+        * We also avoid tcp_wfree() overhead (cache line miss accessing
+        * tp->tsq_flags) by using regular sock_wfree()
+        */
+       skb_set_tcp_pure_ack(buff);
+
        /* Send it off, this clears delayed acks for us. */
        skb_mstamp_get(&buff->skb_mstamp);
        tcp_transmit_skb(sk, buff, 0, sk_gfp_atomic(sk, GFP_ATOMIC));
index 2a50f5c62070a81ae37d871aac2626555128fd38..69a3dbf55c60271723e580b209282c8b3ae91ae8 100644 (file)
@@ -52,6 +52,7 @@
 #include <net/pkt_sched.h>
 #include <net/sock.h>
 #include <net/tcp_states.h>
+#include <net/tcp.h>
 
 /*
  * Per flow structure, dynamically allocated
@@ -445,7 +446,9 @@ begin:
                goto begin;
        }
 
-       if (unlikely(f->head && now < f->time_next_packet)) {
+       skb = f->head;
+       if (unlikely(skb && now < f->time_next_packet &&
+                    !skb_is_tcp_pure_ack(skb))) {
                head->first = f->next;
                fq_flow_set_throttled(q, f);
                goto begin;
@@ -464,12 +467,15 @@ begin:
                goto begin;
        }
        prefetch(&skb->end);
-       f->time_next_packet = now;
        f->credit -= qdisc_pkt_len(skb);
 
        if (f->credit > 0 || !q->rate_enable)
                goto out;
 
+       /* Do not pace locally generated ack packets */
+       if (skb_is_tcp_pure_ack(skb))
+               goto out;
+
        rate = q->flow_max_rate;
        if (skb->sk)
                rate = min(skb->sk->sk_pacing_rate, rate);