Merge branch 'upstream-linus' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/jgarzik...
[powerpc.git] / net / ipv4 / tcp_cubic.c
index a60ef38..1422448 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * TCP CUBIC: Binary Increase Congestion control for TCP v2.0
+ * TCP CUBIC: Binary Increase Congestion control for TCP v2.1
  *
  * This is from the implementation of CUBIC TCP in
  * Injong Rhee, Lisong Xu.
                                          */
 #define        BICTCP_HZ               10      /* BIC HZ 2^10 = 1024 */
 
-static int fast_convergence = 1;
-static int max_increment = 16;
-static int beta = 819;         /* = 819/1024 (BICTCP_BETA_SCALE) */
-static int initial_ssthresh = 100;
-static int bic_scale = 41;
-static int tcp_friendliness = 1;
+static int fast_convergence __read_mostly = 1;
+static int max_increment __read_mostly = 16;
+static int beta __read_mostly = 819;   /* = 819/1024 (BICTCP_BETA_SCALE) */
+static int initial_ssthresh __read_mostly = 100;
+static int bic_scale __read_mostly = 41;
+static int tcp_friendliness __read_mostly = 1;
 
-static u32 cube_rtt_scale;
-static u32 beta_scale;
-static u64 cube_factor;
+static u32 cube_rtt_scale __read_mostly;
+static u32 beta_scale __read_mostly;
+static u64 cube_factor __read_mostly;
 
 /* Note parameters that are used for precomputing scale factors are read-only */
 module_param(fast_convergence, int, 0644);
@@ -51,8 +51,6 @@ MODULE_PARM_DESC(bic_scale, "scale (scaled by 1024) value for bic function (bic_
 module_param(tcp_friendliness, int, 0644);
 MODULE_PARM_DESC(tcp_friendliness, "turn on/off tcp friendliness");
 
-#include <asm/div64.h>
-
 /* BIC TCP Parameters */
 struct bictcp {
        u32     cnt;            /* increase cwnd by 1 after ACKs */
@@ -93,50 +91,51 @@ static void bictcp_init(struct sock *sk)
                tcp_sk(sk)->snd_ssthresh = initial_ssthresh;
 }
 
-/* 64bit divisor, dividend and result. dynamic precision */
-static inline u_int64_t div64_64(u_int64_t dividend, u_int64_t divisor)
-{
-       u_int32_t d = divisor;
-
-       if (divisor > 0xffffffffULL) {
-               unsigned int shift = fls(divisor >> 32);
-
-               d = divisor >> shift;
-               dividend >>= shift;
-       }
-
-       /* avoid 64 bit division if possible */
-       if (dividend >> 32)
-               do_div(dividend, d);
-       else
-               dividend = (uint32_t) dividend / d;
-
-       return dividend;
-}
-
-/*
- * calculate the cubic root of x using Newton-Raphson
+/* calculate the cubic root of x using a table lookup followed by one
+ * Newton-Raphson iteration.
+ * Avg err ~= 0.195%
  */
 static u32 cubic_root(u64 a)
 {
-       u32 x, x1;
-
-       /* Initial estimate is based on:
-        * cbrt(x) = exp(log(x) / 3)
+       u32 x, b, shift;
+       /*
+        * cbrt(x) MSB values for x MSB values in [0..63].
+        * Precomputed then refined by hand - Willy Tarreau
+        *
+        * For x in [0..63],
+        *   v = cbrt(x << 18) - 1
+        *   cbrt(x) = (v[x] + 10) >> 6
         */
-       x = 1u << (fls64(a)/3);
+       static const u8 v[] = {
+               /* 0x00 */    0,   54,   54,   54,  118,  118,  118,  118,
+               /* 0x08 */  123,  129,  134,  138,  143,  147,  151,  156,
+               /* 0x10 */  157,  161,  164,  168,  170,  173,  176,  179,
+               /* 0x18 */  181,  185,  187,  190,  192,  194,  197,  199,
+               /* 0x20 */  200,  202,  204,  206,  209,  211,  213,  215,
+               /* 0x28 */  217,  219,  221,  222,  224,  225,  227,  229,
+               /* 0x30 */  231,  232,  234,  236,  237,  239,  240,  242,
+               /* 0x38 */  244,  245,  246,  248,  250,  251,  252,  254,
+       };
+
+       b = fls64(a);
+       if (b < 7) {
+               /* a in [0..63] */
+               return ((u32)v[(u32)a] + 35) >> 6;
+       }
+
+       b = ((b * 84) >> 8) - 1;
+       shift = (a >> (b * 3));
+
+       x = ((u32)(((u32)v[shift] + 10) << b)) >> 6;
 
        /*
-        * Iteration based on:
+        * Newton-Raphson iteration
         *                         2
         * x    = ( 2 * x  +  a / x  ) / 3
         *  k+1          k         k
         */
-       do {
-               x1 = x;
-               x = (2 * x + (uint32_t) div64_64(a, x*x)) / 3;
-       } while (abs(x1 - x) > 1);
-
+       x = (2 * x + (u32)div64_64(a, (u64)x * (u64)(x - 1)));
+       x = ((x * 341) >> 10);
        return x;
 }
 
@@ -175,51 +174,53 @@ static inline void bictcp_update(struct bictcp *ca, u32 cwnd)
                }
        }
 
-        /* cubic function - calc*/
-        /* calculate c * time^3 / rtt,
-         *  while considering overflow in calculation of time^3
+       /* cubic function - calc*/
+       /* calculate c * time^3 / rtt,
+        *  while considering overflow in calculation of time^3
         * (so time^3 is done by using 64 bit)
         * and without the support of division of 64bit numbers
         * (so all divisions are done by using 32 bit)
-         *  also NOTE the unit of those veriables
-         *       time  = (t - K) / 2^bictcp_HZ
-         *       c = bic_scale >> 10
+        *  also NOTE the unit of those veriables
+               time  = (t - K) / 2^bictcp_HZ
+               c = bic_scale >> 10
         * rtt  = (srtt >> 3) / HZ
         * !!! The following code does not have overflow problems,
         * if the cwnd < 1 million packets !!!
-         */
+        */
 
        /* change the unit from HZ to bictcp_HZ */
-        t = ((tcp_time_stamp + ca->delay_min - ca->epoch_start)
+       t = ((tcp_time_stamp + (ca->delay_min>>3) - ca->epoch_start)
             << BICTCP_HZ) / HZ;
 
-        if (t < ca->bic_K)             /* t - K */
+       if (t < ca->bic_K)              /* t - K */
                offs = ca->bic_K - t;
-        else
-                offs = t - ca->bic_K;
+       else
+               offs = t - ca->bic_K;
 
        /* c/rtt * (t-K)^3 */
        delta = (cube_rtt_scale * offs * offs * offs) >> (10+3*BICTCP_HZ);
-        if (t < ca->bic_K)                                     /* below origin*/
-                bic_target = ca->bic_origin_point - delta;
-        else                                                   /* above origin*/
-                bic_target = ca->bic_origin_point + delta;
+       if (t < ca->bic_K)                                      /* below origin*/
+               bic_target = ca->bic_origin_point - delta;
+       else                                                    /* above origin*/
+               bic_target = ca->bic_origin_point + delta;
 
-        /* cubic function - calc bictcp_cnt*/
-        if (bic_target > cwnd) {
+       /* cubic function - calc bictcp_cnt*/
+       if (bic_target > cwnd) {
                ca->cnt = cwnd / (bic_target - cwnd);
-        } else {
-                ca->cnt = 100 * cwnd;              /* very small increment*/
-        }
+       } else {
+               ca->cnt = 100 * cwnd;              /* very small increment*/
+       }
 
        if (ca->delay_min > 0) {
                /* max increment = Smax * rtt / 0.1  */
                min_cnt = (cwnd * HZ * 8)/(10 * max_increment * ca->delay_min);
-               if (ca->cnt < min_cnt)
+
+               /* use concave growth when the target is above the origin */
+               if (ca->cnt < min_cnt && t >= ca->bic_K)
                        ca->cnt = min_cnt;
        }
 
-        /* slow start and low utilization  */
+       /* slow start and low utilization  */
        if (ca->loss_cwnd == 0)         /* could be aggressive in slow start */
                ca->cnt = 50;
 
@@ -227,9 +228,9 @@ static inline void bictcp_update(struct bictcp *ca, u32 cwnd)
        if (tcp_friendliness) {
                u32 scale = beta_scale;
                delta = (cwnd * scale) >> 3;
-               while (ca->ack_cnt > delta) {           /* update tcp cwnd */
-                       ca->ack_cnt -= delta;
-                       ca->tcp_cwnd++;
+               while (ca->ack_cnt > delta) {           /* update tcp cwnd */
+                       ca->ack_cnt -= delta;
+                       ca->tcp_cwnd++;
                }
 
                if (ca->tcp_cwnd > cwnd){       /* if bic is slower than tcp */
@@ -238,7 +239,7 @@ static inline void bictcp_update(struct bictcp *ca, u32 cwnd)
                        if (ca->cnt > max_cnt)
                                ca->cnt = max_cnt;
                }
-        }
+       }
 
        ca->cnt = (ca->cnt << ACK_RATIO_SHIFT) / ca->delayed_ack;
        if (ca->cnt == 0)                       /* cannot be zero */
@@ -259,7 +260,7 @@ static inline void measure_delay(struct sock *sk)
            (s32)(tcp_time_stamp - ca->epoch_start) < HZ)
                return;
 
-       delay = tcp_time_stamp - tp->rx_opt.rcv_tsecr;
+       delay = (tcp_time_stamp - tp->rx_opt.rcv_tsecr)<<3;
        if (delay == 0)
                delay = 1;
 
@@ -333,7 +334,7 @@ static void bictcp_state(struct sock *sk, u8 new_state)
 /* Track delayed acknowledgment ratio using sliding window
  * ratio = (15*ratio + sample) / 16
  */
-static void bictcp_acked(struct sock *sk, u32 cnt)
+static void bictcp_acked(struct sock *sk, u32 cnt, ktime_t last)
 {
        const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
 
@@ -366,7 +367,7 @@ static int __init cubictcp_register(void)
 
        beta_scale = 8*(BICTCP_BETA_SCALE+beta)/ 3 / (BICTCP_BETA_SCALE - beta);
 
-       cube_rtt_scale = (bic_scale << 3) / 10; /* 1024*c/rtt */
+       cube_rtt_scale = (bic_scale * 10);      /* 1024*c/rtt */
 
        /* calculate the "K" for (wmax-cwnd) = c/rtt * K^3
         *  so K = cubic_root( (wmax-cwnd)*rtt/c )
@@ -401,4 +402,4 @@ module_exit(cubictcp_unregister);
 MODULE_AUTHOR("Sangtae Ha, Stephen Hemminger");
 MODULE_LICENSE("GPL");
 MODULE_DESCRIPTION("CUBIC TCP");
-MODULE_VERSION("2.0");
+MODULE_VERSION("2.1");