net/sched/sch_hfsc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003 Patrick McHardy, <kaber@trash.net>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   7  * of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * 2003-10-17 - Ported from altq
  10  */
  11 /*
  12  * Copyright (c) 1997-1999 Carnegie Mellon University. All Rights Reserved.
  13  *
  14  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and
  15  * its documentation is hereby granted (including for commercial or
  16  * for-profit use), provided that both the copyright notice and this
  17  * permission notice appear in all copies of the software, derivative
  18  * works, or modified versions, and any portions thereof.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS EXPERIMENTAL AND IS KNOWN TO HAVE BUGS, SOME OF
  21  * WHICH MAY HAVE SERIOUS CONSEQUENCES.  CARNEGIE MELLON PROVIDES THIS
  22  * SOFTWARE IN ITS ``AS IS'' CONDITION, AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  23  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  24  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  25  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL CARNEGIE MELLON UNIVERSITY BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  27  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT
  28  * OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR
  29  * BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  30  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  31  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE
  32  * USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
  33  * DAMAGE.
  34  *
  35  * Carnegie Mellon encourages (but does not require) users of this
  36  * software to return any improvements or extensions that they make,
  37  * and to grant Carnegie Mellon the rights to redistribute these
  38  * changes without encumbrance.
  39  */
  40 /*
  41  * H-FSC is described in Proceedings of SIGCOMM'97,
  42  * "A Hierarchical Fair Service Curve Algorithm for Link-Sharing,
  43  * Real-Time and Priority Service"
  44  * by Ion Stoica, Hui Zhang, and T. S. Eugene Ng.
  45  *
  46  * Oleg Cherevko <olwi@aq.ml.com.ua> added the upperlimit for link-sharing.
  47  * when a class has an upperlimit, the fit-time is computed from the
  48  * upperlimit service curve.  the link-sharing scheduler does not schedule
  49  * a class whose fit-time exceeds the current time.
  50  */
  51
  52 #include <linux/kernel.h>
  53 #include <linux/module.h>
  54 #include <linux/types.h>
  55 #include <linux/errno.h>
  56 #include <linux/compiler.h>
  57 #include <linux/spinlock.h>
  58 #include <linux/skbuff.h>
  59 #include <linux/string.h>
  60 #include <linux/slab.h>
  61 #include <linux/list.h>
  62 #include <linux/rbtree.h>
  63 #include <linux/init.h>
  64 #include <linux/rtnetlink.h>
  65 #include <linux/pkt_sched.h>
  66 #include <net/netlink.h>
  67 #include <net/pkt_sched.h>
  68 #include <net/pkt_cls.h>
  69 #include <asm/div64.h>
  70
  71 /*
  72  * kernel internal service curve representation:
  73  *   coordinates are given by 64 bit unsigned integers.
  74  *   x-axis: unit is clock count.
  75  *   y-axis: unit is byte.
  76  *
  77  *   The service curve parameters are converted to the internal
  78  *   representation. The slope values are scaled to avoid overflow.
  79  *   the inverse slope values as well as the y-projection of the 1st
  80  *   segment are kept in order to avoid 64-bit divide operations
  81  *   that are expensive on 32-bit architectures.
  82  */
  83
  84 struct internal_sc {
  85         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
  86         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
  87         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
  88         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
  89         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
  90         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
  91 };
  92
  93 /* runtime service curve */
  94 struct runtime_sc {
  95         u64     x;      /* current starting position on x-axis */
  96         u64     y;      /* current starting position on y-axis */
  97         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
  98         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
  99         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
 100         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
 101         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
 102         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
 103 };
 104
 105 enum hfsc_class_flags {
 106         HFSC_RSC = 0x1,
 107         HFSC_FSC = 0x2,
 108         HFSC_USC = 0x4
 109 };
 110
 111 struct hfsc_class {
 112         struct Qdisc_class_common cl_common;
 113         unsigned int    refcnt;         /* usage count */
 114
 115         struct gnet_stats_basic_packed bstats;
 116         struct gnet_stats_queue qstats;
 117         struct net_rate_estimator __rcu *rate_est;
 118         struct tcf_proto __rcu *filter_list; /* filter list */
 119         struct tcf_block *block;
 120         unsigned int    filter_cnt;     /* filter count */
 121         unsigned int    level;          /* class level in hierarchy */
 122
 123         struct hfsc_sched *sched;       /* scheduler data */
 124         struct hfsc_class *cl_parent;   /* parent class */
 125         struct list_head siblings;      /* sibling classes */
 126         struct list_head children;      /* child classes */
 127         struct Qdisc    *qdisc;         /* leaf qdisc */
 128
 129         struct rb_node el_node;         /* qdisc's eligible tree member */
 130         struct rb_root vt_tree;         /* active children sorted by cl_vt */
 131         struct rb_node vt_node;         /* parent's vt_tree member */
 132         struct rb_root cf_tree;         /* active children sorted by cl_f */
 133         struct rb_node cf_node;         /* parent's cf_heap member */
 134
 135         u64     cl_total;               /* total work in bytes */
 136         u64     cl_cumul;               /* cumulative work in bytes done by
 137                                            real-time criteria */
 138
 139         u64     cl_d;                   /* deadline*/
 140         u64     cl_e;                   /* eligible time */
 141         u64     cl_vt;                  /* virtual time */
 142         u64     cl_f;                   /* time when this class will fit for
 143                                            link-sharing, max(myf, cfmin) */
 144         u64     cl_myf;                 /* my fit-time (calculated from this
 145                                            class's own upperlimit curve) */
 146         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 147                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 148         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 149                                            children fit for link-sharing
 150                                            (monotonic within a period) */
 151         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 152                                            adjustment */
 153         u64     cl_cvtoff;              /* largest virtual time seen among
 154                                            the children */
 155
 156         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 157         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 158         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 159         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 160         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 161         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 162         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 163
 164         u8              cl_flags;       /* which curves are valid */
 165         u32             cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 166         u32             cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 167         u32             cl_nactive;     /* number of active children */
 168 };
 169
 170 struct hfsc_sched {
 171         u16     defcls;                         /* default class id */
 172         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 173         struct Qdisc_class_hash clhash;         /* class hash */
 174         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 175         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 176 };
 177
 178 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 179
 180
 181 /*
 182  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 183  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 184  */
 185
 186 static void
 187 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 188 {
 189         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 190         struct rb_node *parent = NULL;
 191         struct hfsc_class *cl1;
 192
 193         while (*p != NULL) {
 194                 parent = *p;
 195                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 196                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 197                         p = &parent->rb_right;
 198                 else
 199                         p = &parent->rb_left;
 200         }
 201         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 202         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 203 }
 204
 205 static inline void
 206 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 207 {
 208         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 209 }
 210
 211 static inline void
 212 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 213 {
 214         eltree_remove(cl);
 215         eltree_insert(cl);
 216 }
 217
 218 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 219 static inline struct hfsc_class *
 220 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 221 {
 222         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 223         struct rb_node *n;
 224
 225         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 226                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 227                 if (p->cl_e > cur_time)
 228                         break;
 229                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 230                         cl = p;
 231         }
 232         return cl;
 233 }
 234
 235 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 236 static inline struct hfsc_class *
 237 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 238 {
 239         struct rb_node *n;
 240
 241         n = rb_first(&q->eligible);
 242         if (n == NULL)
 243                 return NULL;
 244         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 245 }
 246
 247 /*
 248  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 249  * time. each intermediate class has one vttree.
 250  */
 251 static void
 252 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 253 {
 254         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 255         struct rb_node *parent = NULL;
 256         struct hfsc_class *cl1;
 257
 258         while (*p != NULL) {
 259                 parent = *p;
 260                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 261                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 262                         p = &parent->rb_right;
 263                 else
 264                         p = &parent->rb_left;
 265         }
 266         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 267         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 268 }
 269
 270 static inline void
 271 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 272 {
 273         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 274 }
 275
 276 static inline void
 277 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 278 {
 279         vttree_remove(cl);
 280         vttree_insert(cl);
 281 }
 282
 283 static inline struct hfsc_class *
 284 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 285 {
 286         struct hfsc_class *p;
 287         struct rb_node *n;
 288
 289         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 290                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 291                 if (p->cl_f <= cur_time)
 292                         return p;
 293         }
 294         return NULL;
 295 }
 296
 297 /*
 298  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 299  */
 300 static struct hfsc_class *
 301 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 302 {
 303         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 304         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 305                 return NULL;
 306
 307         while (cl->level > 0) {
 308                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 309                 if (cl == NULL)
 310                         return NULL;
 311                 /*
 312                  * update parent's cl_cvtmin.
 313                  */
 314                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 315                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 316         }
 317         return cl;
 318 }
 319
 320 static void
 321 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 322 {
 323         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 324         struct rb_node *parent = NULL;
 325         struct hfsc_class *cl1;
 326
 327         while (*p != NULL) {
 328                 parent = *p;
 329                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 330                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 331                         p = &parent->rb_right;
 332                 else
 333                         p = &parent->rb_left;
 334         }
 335         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 336         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 337 }
 338
 339 static inline void
 340 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 341 {
 342         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 343 }
 344
 345 static inline void
 346 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 347 {
 348         cftree_remove(cl);
 349         cftree_insert(cl);
 350 }
 351
 352 /*
 353  * service curve support functions
 354  *
 355  *  external service curve parameters
 356  *      m: bps
 357  *      d: us
 358  *  internal service curve parameters
 359  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 360  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 361  *      dx: psched_us
 362  *
 363  * The clock source resolution with ktime and PSCHED_SHIFT 10 is 1.024us.
 364  *
 365  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 366  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 367  * digits in decimal using the following table.
 368  *
 369  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 370  *  ------------+-------------------------------------------------------
 371  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 372  *
 373  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 374  *
 375  * So, for PSCHED_SHIFT 10 we need: SM_SHIFT 20, ISM_SHIFT 18.
 376  */
 377 #define SM_SHIFT        (30 - PSCHED_SHIFT)
 378 #define ISM_SHIFT       (8 + PSCHED_SHIFT)
 379
 380 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 381 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 382
 383 static inline u64
 384 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 385 {
 386         u64 y;
 387
 388         /*
 389          * compute
 390          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 391          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 392          */
 393         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 394         return y;
 395 }
 396
 397 static inline u64
 398 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 399 {
 400         u64 x;
 401
 402         if (y == 0)
 403                 x = 0;
 404         else if (ism == HT_INFINITY)
 405                 x = HT_INFINITY;
 406         else {
 407                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 408                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 409         }
 410         return x;
 411 }
 412
 413 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 414 static u64
 415 m2sm(u32 m)
 416 {
 417         u64 sm;
 418
 419         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 420         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 421         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 422         return sm;
 423 }
 424
 425 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 426 static u64
 427 m2ism(u32 m)
 428 {
 429         u64 ism;
 430
 431         if (m == 0)
 432                 ism = HT_INFINITY;
 433         else {
 434                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 435                 ism += m - 1;
 436                 do_div(ism, m);
 437         }
 438         return ism;
 439 }
 440
 441 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 442 static u64
 443 d2dx(u32 d)
 444 {
 445         u64 dx;
 446
 447         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 448         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 449         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 450         return dx;
 451 }
 452
 453 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 454 static u32
 455 sm2m(u64 sm)
 456 {
 457         u64 m;
 458
 459         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 460         return (u32)m;
 461 }
 462
 463 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 464 static u32
 465 dx2d(u64 dx)
 466 {
 467         u64 d;
 468
 469         d = dx * USEC_PER_SEC;
 470         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 471         return (u32)d;
 472 }
 473
 474 static void
 475 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 476 {
 477         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 478         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 479         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 480         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 481         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 482         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 483 }
 484
 485 /*
 486  * initialize the runtime service curve with the given internal
 487  * service curve starting at (x, y).
 488  */
 489 static void
 490 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 491 {
 492         rtsc->x    = x;
 493         rtsc->y    = y;
 494         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 495         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 496         rtsc->dx   = isc->dx;
 497         rtsc->dy   = isc->dy;
 498         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 499         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 500 }
 501
 502 /*
 503  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 504  * given x-projection value
 505  */
 506 static u64
 507 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 508 {
 509         u64 x;
 510
 511         if (y < rtsc->y)
 512                 x = rtsc->x;
 513         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 514                 /* x belongs to the 1st segment */
 515                 if (rtsc->dy == 0)
 516                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 517                 else
 518                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 519         } else {
 520                 /* x belongs to the 2nd segment */
 521                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 522                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 523         }
 524         return x;
 525 }
 526
 527 static u64
 528 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 529 {
 530         u64 y;
 531
 532         if (x <= rtsc->x)
 533                 y = rtsc->y;
 534         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 535                 /* y belongs to the 1st segment */
 536                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 537         else
 538                 /* y belongs to the 2nd segment */
 539                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 540                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 541         return y;
 542 }
 543
 544 /*
 545  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 546  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 547  */
 548 static void
 549 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 550 {
 551         u64 y1, y2, dx, dy;
 552         u32 dsm;
 553
 554         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 555                 /* service curve is convex */
 556                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 557                 if (y1 < y)
 558                         /* the current rtsc is smaller */
 559                         return;
 560                 rtsc->x = x;
 561                 rtsc->y = y;
 562                 return;
 563         }
 564
 565         /*
 566          * service curve is concave
 567          * compute the two y values of the current rtsc
 568          *      y1: at x
 569          *      y2: at (x + dx)
 570          */
 571         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 572         if (y1 <= y) {
 573                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 574                 return;
 575         }
 576
 577         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 578         if (y2 >= y + isc->dy) {
 579                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 580                 rtsc->x = x;
 581                 rtsc->y = y;
 582                 rtsc->dx = isc->dx;
 583                 rtsc->dy = isc->dy;
 584                 return;
 585         }
 586
 587         /*
 588          * the two curves intersect
 589          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 590          * function of seg_x2y()
 591          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 592          */
 593         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 594         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 595         do_div(dx, dsm);
 596         /*
 597          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 598          * if so, add the offset.
 599          */
 600         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 601                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 602         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 603
 604         rtsc->x = x;
 605         rtsc->y = y;
 606         rtsc->dx = dx;
 607         rtsc->dy = dy;
 608 }
 609
 610 static void
 611 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 612 {
 613         u64 cur_time = psched_get_time();
 614
 615         /* update the deadline curve */
 616         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 617
 618         /*
 619          * update the eligible curve.
 620          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 621          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 622          */
 623         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 624         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 625                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 626                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 627         }
 628
 629         /* compute e and d */
 630         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 631         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 632
 633         eltree_insert(cl);
 634 }
 635
 636 static void
 637 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 638 {
 639         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 640         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 641
 642         eltree_update(cl);
 643 }
 644
 645 static inline void
 646 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 647 {
 648         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 649 }
 650
 651 static inline void
 652 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 653 {
 654         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 655         struct hfsc_class *p;
 656
 657         if (n == NULL) {
 658                 cl->cl_cfmin = 0;
 659                 return;
 660         }
 661         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 662         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 663 }
 664
 665 static void
 666 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 667 {
 668         struct hfsc_class *max_cl;
 669         struct rb_node *n;
 670         u64 vt, f, cur_time;
 671         int go_active;
 672
 673         cur_time = 0;
 674         go_active = 1;
 675         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 676                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 677                         go_active = 1;
 678                 else
 679                         go_active = 0;
 680
 681                 if (go_active) {
 682                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 683                         if (n != NULL) {
 684                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 685                                 /*
 686                                  * set vt to the average of the min and max
 687                                  * classes.  if the parent's period didn't
 688                                  * change, don't decrease vt of the class.
 689                                  */
 690                                 vt = max_cl->cl_vt;
 691                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 692                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 693
 694                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 695                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 696                                         cl->cl_vt = vt;
 697                         } else {
 698                                 /*
 699                                  * first child for a new parent backlog period.
 700                                  * initialize cl_vt to the highest value seen
 701                                  * among the siblings. this is analogous to
 702                                  * what cur_time would provide in realtime case.
 703                                  */
 704                                 cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtoff;
 705                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 706                         }
 707
 708                         /* update the virtual curve */
 709                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 710                         cl->cl_vtadj = 0;
 711
 712                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 713                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 714                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 715                                 cl->cl_parentperiod++;
 716                         cl->cl_f = 0;
 717
 718                         vttree_insert(cl);
 719                         cftree_insert(cl);
 720
 721                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 722                                 /* class has upper limit curve */
 723                                 if (cur_time == 0)
 724                                         cur_time = psched_get_time();
 725
 726                                 /* update the ulimit curve */
 727                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 728                                          cl->cl_total);
 729                                 /* compute myf */
 730                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 731                                                       cl->cl_total);
 732                         }
 733                 }
 734
 735                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 736                 if (f != cl->cl_f) {
 737                         cl->cl_f = f;
 738                         cftree_update(cl);
 739                 }
 740                 update_cfmin(cl->cl_parent);
 741         }
 742 }
 743
 744 static void
 745 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 746 {
 747         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 748         int go_passive = 0;
 749
 750         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 751                 go_passive = 1;
 752
 753         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 754                 cl->cl_total += len;
 755
 756                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 757                         continue;
 758
 759                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 760                         go_passive = 1;
 761                 else
 762                         go_passive = 0;
 763
 764                 /* update vt */
 765                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total) + cl->cl_vtadj;
 766
 767                 /*
 768                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 769                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 770                  * if so, we need to adjust vtadj.
 771                  */
 772                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 773                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 774                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 775                 }
 776
 777                 if (go_passive) {
 778                         /* no more active child, going passive */
 779
 780                         /* update cvtoff of the parent class */
 781                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtoff)
 782                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff = cl->cl_vt;
 783
 784                         /* remove this class from the vt tree */
 785                         vttree_remove(cl);
 786
 787                         cftree_remove(cl);
 788                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 789
 790                         continue;
 791                 }
 792
 793                 /* update the vt tree */
 794                 vttree_update(cl);
 795
 796                 /* update f */
 797                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 798                         cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit, cl->cl_total);
 799 #if 0
 800                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 801                                                               cl->cl_total);
 802                         /*
 803                          * This code causes classes to stay way under their
 804                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 805                          * speed. needs investigation. -kaber
 806                          */
 807                         /*
 808                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 809                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 810                          * a rate-limited class from going greedy.
 811                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 812                          * fluctuates within one clock tick.
 813                          */
 814                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 815                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 816                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 817                                 cl->cl_myfadj += delta;
 818                                 cl->cl_myf += delta;
 819                         }
 820 #endif
 821                 }
 822
 823                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 824                 if (f != cl->cl_f) {
 825                         cl->cl_f = f;
 826                         cftree_update(cl);
 827                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 828                 }
 829         }
 830 }
 831
 832 static void
 833 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 834 {
 835         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 836                 init_ed(cl, len);
 837         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 838                 init_vf(cl, len);
 839
 840 }
 841
 842 static void
 843 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 844 {
 845         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 846                 eltree_remove(cl);
 847
 848         /*
 849          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 850          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 851          */
 852 }
 853
 854 static unsigned int
 855 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 856 {
 857         struct sk_buff *skb;
 858         unsigned int len;
 859
 860         skb = sch->ops->peek(sch);
 861         if (unlikely(skb == NULL)) {
 862                 qdisc_warn_nonwc("qdisc_peek_len", sch);
 863                 return 0;
 864         }
 865         len = qdisc_pkt_len(skb);
 866
 867         return len;
 868 }
 869
 870 static void
 871 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 872 {
 873         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 874         unsigned int backlog = cl->qdisc->qstats.backlog;
 875
 876         qdisc_reset(cl->qdisc);
 877         qdisc_tree_reduce_backlog(cl->qdisc, len, backlog);
 878 }
 879
 880 static void
 881 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 882 {
 883         struct hfsc_class *p;
 884         unsigned int level;
 885
 886         do {
 887                 level = 0;
 888                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 889                         if (p->level >= level)
 890                                 level = p->level + 1;
 891                 }
 892                 cl->level = level;
 893         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 894 }
 895
 896 static inline struct hfsc_class *
 897 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 898 {
 899         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 900         struct Qdisc_class_common *clc;
 901
 902         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, classid);
 903         if (clc == NULL)
 904                 return NULL;
 905         return container_of(clc, struct hfsc_class, cl_common);
 906 }
 907
 908 static void
 909 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 910                 u64 cur_time)
 911 {
 912         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 913         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 914         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 915         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 916                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 917                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 918         }
 919         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 920 }
 921
 922 static void
 923 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 924 {
 925         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 926         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 927         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 928 }
 929
 930 static void
 931 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 932                 u64 cur_time)
 933 {
 934         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 935         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 936         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 937 }
 938
 939 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
 940         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 941         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 942         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 943 };
 944
 945 static int
 946 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 947                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg)
 948 {
 949         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 950         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 951         struct hfsc_class *parent = NULL;
 952         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
 953         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
 954         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
 955         u64 cur_time;
 956         int err;
 957
 958         if (opt == NULL)
 959                 return -EINVAL;
 960
 961         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy, NULL);
 962         if (err < 0)
 963                 return err;
 964
 965         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
 966                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
 967                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
 968                         rsc = NULL;
 969         }
 970
 971         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
 972                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
 973                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
 974                         fsc = NULL;
 975         }
 976
 977         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
 978                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
 979                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
 980                         usc = NULL;
 981         }
 982
 983         if (cl != NULL) {
 984                 if (parentid) {
 985                         if (cl->cl_parent &&
 986                             cl->cl_parent->cl_common.classid != parentid)
 987                                 return -EINVAL;
 988                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
 989                                 return -EINVAL;
 990                 }
 991                 cur_time = psched_get_time();
 992
 993                 if (tca[TCA_RATE]) {
 994                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, NULL,
 995                                                     &cl->rate_est,
 996                                                     NULL,
 997                                                     qdisc_root_sleeping_running(sch),
 998                                                     tca[TCA_RATE]);
 999                         if (err)
1000                                 return err;
1001                 }
1002
1003                 sch_tree_lock(sch);
1004                 if (rsc != NULL)
1005                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1006                 if (fsc != NULL)
1007                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1008                 if (usc != NULL)
1009                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1010
1011                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1012                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1013                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1014                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1015                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1016                 }
1017                 sch_tree_unlock(sch);
1018
1019                 return 0;
1020         }
1021
1022         if (parentid == TC_H_ROOT)
1023                 return -EEXIST;
1024
1025         parent = &q->root;
1026         if (parentid) {
1027                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1028                 if (parent == NULL)
1029                         return -ENOENT;
1030         }
1031
1032         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1033                 return -EINVAL;
1034         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1035                 return -EEXIST;
1036
1037         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1038                 return -EINVAL;
1039
1040         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1041         if (cl == NULL)
1042                 return -ENOBUFS;
1043
1044         err = tcf_block_get(&cl->block, &cl->filter_list);
1045         if (err) {
1046                 kfree(cl);
1047                 return err;
1048         }
1049
1050         if (tca[TCA_RATE]) {
1051                 err = gen_new_estimator(&cl->bstats, NULL, &cl->rate_est,
1052                                         NULL,
1053                                         qdisc_root_sleeping_running(sch),
1054                                         tca[TCA_RATE]);
1055                 if (err) {
1056                         tcf_block_put(cl->block);
1057                         kfree(cl);
1058                         return err;
1059                 }
1060         }
1061
1062         if (rsc != NULL)
1063                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1064         if (fsc != NULL)
1065                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1066         if (usc != NULL)
1067                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1068
1069         cl->cl_common.classid = classid;
1070         cl->refcnt    = 1;
1071         cl->sched     = q;
1072         cl->cl_parent = parent;
1073         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue,
1074                                       &pfifo_qdisc_ops, classid);
1075         if (cl->qdisc == NULL)
1076                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1077         else
1078                 qdisc_hash_add(cl->qdisc, true);
1079         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1080         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1081         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1082
1083         sch_tree_lock(sch);
1084         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->cl_common);
1085         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1086         if (parent->level == 0)
1087                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1088         hfsc_adjust_levels(parent);
1089         sch_tree_unlock(sch);
1090
1091         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1092
1093         *arg = (unsigned long)cl;
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static void
1098 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1099 {
1100         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1101
1102         tcf_block_put(cl->block);
1103         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1104         gen_kill_estimator(&cl->rate_est);
1105         if (cl != &q->root)
1106                 kfree(cl);
1107 }
1108
1109 static int
1110 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1111 {
1112         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1113         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1114
1115         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1116                 return -EBUSY;
1117
1118         sch_tree_lock(sch);
1119
1120         list_del(&cl->siblings);
1121         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1122
1123         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1124         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->cl_common);
1125
1126         BUG_ON(--cl->refcnt == 0);
1127         /*
1128          * This shouldn't happen: we "hold" one cops->get() when called
1129          * from tc_ctl_tclass; the destroy method is done from cops->put().
1130          */
1131
1132         sch_tree_unlock(sch);
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 static struct hfsc_class *
1137 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1138 {
1139         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1140         struct hfsc_class *head, *cl;
1141         struct tcf_result res;
1142         struct tcf_proto *tcf;
1143         int result;
1144
1145         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1146             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1147                 if (cl->level == 0)
1148                         return cl;
1149
1150         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
1151         head = &q->root;
1152         tcf = rcu_dereference_bh(q->root.filter_list);
1153         while (tcf && (result = tcf_classify(skb, tcf, &res, false)) >= 0) {
1154 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1155                 switch (result) {
1156                 case TC_ACT_QUEUED:
1157                 case TC_ACT_STOLEN:
1158                 case TC_ACT_TRAP:
1159                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
1160                 case TC_ACT_SHOT:
1161                         return NULL;
1162                 }
1163 #endif
1164                 cl = (struct hfsc_class *)res.class;
1165                 if (!cl) {
1166                         cl = hfsc_find_class(res.classid, sch);
1167                         if (!cl)
1168                                 break; /* filter selected invalid classid */
1169                         if (cl->level >= head->level)
1170                                 break; /* filter may only point downwards */
1171                 }
1172
1173                 if (cl->level == 0)
1174                         return cl; /* hit leaf class */
1175
1176                 /* apply inner filter chain */
1177                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
1178                 head = cl;
1179         }
1180
1181         /* classification failed, try default class */
1182         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1183         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1184                 return NULL;
1185
1186         return cl;
1187 }
1188
1189 static int
1190 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1191                  struct Qdisc **old)
1192 {
1193         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1194
1195         if (cl->level > 0)
1196                 return -EINVAL;
1197         if (new == NULL) {
1198                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1199                                         cl->cl_common.classid);
1200                 if (new == NULL)
1201                         new = &noop_qdisc;
1202         }
1203
1204         *old = qdisc_replace(sch, new, &cl->qdisc);
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 static struct Qdisc *
1209 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1210 {
1211         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1212
1213         if (cl->level == 0)
1214                 return cl->qdisc;
1215
1216         return NULL;
1217 }
1218
1219 static void
1220 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1221 {
1222         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1223
1224         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1225                 update_vf(cl, 0, 0);
1226                 set_passive(cl);
1227         }
1228 }
1229
1230 static unsigned long
1231 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1232 {
1233         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1234
1235         if (cl != NULL)
1236                 cl->refcnt++;
1237
1238         return (unsigned long)cl;
1239 }
1240
1241 static void
1242 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1243 {
1244         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1245
1246         if (--cl->refcnt == 0)
1247                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1248 }
1249
1250 static unsigned long
1251 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1252 {
1253         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1254         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1255
1256         if (cl != NULL) {
1257                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1258                         return 0;
1259                 cl->filter_cnt++;
1260         }
1261
1262         return (unsigned long)cl;
1263 }
1264
1265 static void
1266 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1267 {
1268         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1269
1270         cl->filter_cnt--;
1271 }
1272
1273 static struct tcf_block *hfsc_tcf_block(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1274 {
1275         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1276         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1277
1278         if (cl == NULL)
1279                 cl = &q->root;
1280
1281         return cl->block;
1282 }
1283
1284 static int
1285 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1286 {
1287         struct tc_service_curve tsc;
1288
1289         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1290         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1291         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1292         if (nla_put(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc))
1293                 goto nla_put_failure;
1294
1295         return skb->len;
1296
1297  nla_put_failure:
1298         return -1;
1299 }
1300
1301 static int
1302 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1303 {
1304         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1305             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1306                 goto nla_put_failure;
1307
1308         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1309             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1310                 goto nla_put_failure;
1311
1312         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1313             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1314                 goto nla_put_failure;
1315
1316         return skb->len;
1317
1318  nla_put_failure:
1319         return -1;
1320 }
1321
1322 static int
1323 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1324                 struct tcmsg *tcm)
1325 {
1326         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1327         struct nlattr *nest;
1328
1329         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->cl_common.classid :
1330                                           TC_H_ROOT;
1331         tcm->tcm_handle = cl->cl_common.classid;
1332         if (cl->level == 0)
1333                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1334
1335         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1336         if (nest == NULL)
1337                 goto nla_put_failure;
1338         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1339                 goto nla_put_failure;
1340         return nla_nest_end(skb, nest);
1341
1342  nla_put_failure:
1343         nla_nest_cancel(skb, nest);
1344         return -EMSGSIZE;
1345 }
1346
1347 static int
1348 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1349         struct gnet_dump *d)
1350 {
1351         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1352         struct tc_hfsc_stats xstats;
1353
1354         cl->qstats.backlog = cl->qdisc->qstats.backlog;
1355         xstats.level   = cl->level;
1356         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1357         xstats.work    = cl->cl_total;
1358         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1359
1360         if (gnet_stats_copy_basic(qdisc_root_sleeping_running(sch), d, NULL, &cl->bstats) < 0 ||
1361             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1362             gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &cl->qstats, cl->qdisc->q.qlen) < 0)
1363                 return -1;
1364
1365         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1366 }
1367
1368
1369
1370 static void
1371 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1372 {
1373         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1374         struct hfsc_class *cl;
1375         unsigned int i;
1376
1377         if (arg->stop)
1378                 return;
1379
1380         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1381                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i],
1382                                      cl_common.hnode) {
1383                         if (arg->count < arg->skip) {
1384                                 arg->count++;
1385                                 continue;
1386                         }
1387                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1388                                 arg->stop = 1;
1389                                 return;
1390                         }
1391                         arg->count++;
1392                 }
1393         }
1394 }
1395
1396 static void
1397 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1398 {
1399         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1400         struct hfsc_class *cl;
1401         u64 next_time = 0;
1402
1403         cl = eltree_get_minel(q);
1404         if (cl)
1405                 next_time = cl->cl_e;
1406         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1407                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1408                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1409         }
1410         WARN_ON(next_time == 0);
1411         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1412 }
1413
1414 static int
1415 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1416 {
1417         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1418         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1419         int err;
1420
1421         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1422                 return -EINVAL;
1423         qopt = nla_data(opt);
1424
1425         q->defcls = qopt->defcls;
1426         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1427         if (err < 0)
1428                 return err;
1429         q->eligible = RB_ROOT;
1430
1431         err = tcf_block_get(&q->root.block, &q->root.filter_list);
1432         if (err)
1433                 goto err_tcf;
1434
1435         q->root.cl_common.classid = sch->handle;
1436         q->root.refcnt  = 1;
1437         q->root.sched   = q;
1438         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1439                                           sch->handle);
1440         if (q->root.qdisc == NULL)
1441                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1442         else
1443                 qdisc_hash_add(q->root.qdisc, true);
1444         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1445         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1446         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1447
1448         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &q->root.cl_common);
1449         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1450
1451         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1452
1453         return 0;
1454
1455 err_tcf:
1456         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1457         return err;
1458 }
1459
1460 static int
1461 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1462 {
1463         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1464         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1465
1466         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1467                 return -EINVAL;
1468         qopt = nla_data(opt);
1469
1470         sch_tree_lock(sch);
1471         q->defcls = qopt->defcls;
1472         sch_tree_unlock(sch);
1473
1474         return 0;
1475 }
1476
1477 static void
1478 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1479 {
1480         cl->cl_total        = 0;
1481         cl->cl_cumul        = 0;
1482         cl->cl_d            = 0;
1483         cl->cl_e            = 0;
1484         cl->cl_vt           = 0;
1485         cl->cl_vtadj        = 0;
1486         cl->cl_cvtmin       = 0;
1487         cl->cl_cvtoff       = 0;
1488         cl->cl_vtperiod     = 0;
1489         cl->cl_parentperiod = 0;
1490         cl->cl_f            = 0;
1491         cl->cl_myf          = 0;
1492         cl->cl_cfmin        = 0;
1493         cl->cl_nactive      = 0;
1494
1495         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1496         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1497         qdisc_reset(cl->qdisc);
1498
1499         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1500                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1501         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1502                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1503         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1504                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1505 }
1506
1507 static void
1508 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1509 {
1510         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1511         struct hfsc_class *cl;
1512         unsigned int i;
1513
1514         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1515                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1516                         hfsc_reset_class(cl);
1517         }
1518         q->eligible = RB_ROOT;
1519         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1520         sch->qstats.backlog = 0;
1521         sch->q.qlen = 0;
1522 }
1523
1524 static void
1525 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1526 {
1527         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1528         struct hlist_node *next;
1529         struct hfsc_class *cl;
1530         unsigned int i;
1531
1532         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1533                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode) {
1534                         tcf_block_put(cl->block);
1535                         cl->block = NULL;
1536                 }
1537         }
1538         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1539                 hlist_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash.hash[i],
1540                                           cl_common.hnode)
1541                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1542         }
1543         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1544         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1545 }
1546
1547 static int
1548 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1549 {
1550         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1551         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1552         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1553
1554         qopt.defcls = q->defcls;
1555         if (nla_put(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt))
1556                 goto nla_put_failure;
1557         return skb->len;
1558
1559  nla_put_failure:
1560         nlmsg_trim(skb, b);
1561         return -1;
1562 }
1563
1564 static int
1565 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, struct sk_buff **to_free)
1566 {
1567         struct hfsc_class *cl;
1568         int uninitialized_var(err);
1569
1570         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1571         if (cl == NULL) {
1572                 if (err & __NET_XMIT_BYPASS)
1573                         qdisc_qstats_drop(sch);
1574                 __qdisc_drop(skb, to_free);
1575                 return err;
1576         }
1577
1578         err = qdisc_enqueue(skb, cl->qdisc, to_free);
1579         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1580                 if (net_xmit_drop_count(err)) {
1581                         cl->qstats.drops++;
1582                         qdisc_qstats_drop(sch);
1583                 }
1584                 return err;
1585         }
1586
1587         if (cl->qdisc->q.qlen == 1) {
1588                 set_active(cl, qdisc_pkt_len(skb));
1589                 /*
1590                  * If this is the first packet, isolate the head so an eventual
1591                  * head drop before the first dequeue operation has no chance
1592                  * to invalidate the deadline.
1593                  */
1594                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1595                         cl->qdisc->ops->peek(cl->qdisc);
1596
1597         }
1598
1599         qdisc_qstats_backlog_inc(sch, skb);
1600         sch->q.qlen++;
1601
1602         return NET_XMIT_SUCCESS;
1603 }
1604
1605 static struct sk_buff *
1606 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1607 {
1608         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1609         struct hfsc_class *cl;
1610         struct sk_buff *skb;
1611         u64 cur_time;
1612         unsigned int next_len;
1613         int realtime = 0;
1614
1615         if (sch->q.qlen == 0)
1616                 return NULL;
1617
1618         cur_time = psched_get_time();
1619
1620         /*
1621          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1622          * find the class with the minimum deadline among
1623          * the eligible classes.
1624          */
1625         cl = eltree_get_mindl(q, cur_time);
1626         if (cl) {
1627                 realtime = 1;
1628         } else {
1629                 /*
1630                  * use link-sharing criteria
1631                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1632                  */
1633                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1634                 if (cl == NULL) {
1635                         qdisc_qstats_overlimit(sch);
1636                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1637                         return NULL;
1638                 }
1639         }
1640
1641         skb = qdisc_dequeue_peeked(cl->qdisc);
1642         if (skb == NULL) {
1643                 qdisc_warn_nonwc("HFSC", cl->qdisc);
1644                 return NULL;
1645         }
1646
1647         bstats_update(&cl->bstats, skb);
1648         update_vf(cl, qdisc_pkt_len(skb), cur_time);
1649         if (realtime)
1650                 cl->cl_cumul += qdisc_pkt_len(skb);
1651
1652         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1653                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1654                         /* update ed */
1655                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1656                         if (realtime)
1657                                 update_ed(cl, next_len);
1658                         else
1659                                 update_d(cl, next_len);
1660                 }
1661         } else {
1662                 /* the class becomes passive */
1663                 set_passive(cl);
1664         }
1665
1666         qdisc_bstats_update(sch, skb);
1667         qdisc_qstats_backlog_dec(sch, skb);
1668         sch->q.qlen--;
1669
1670         return skb;
1671 }
1672
1673 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1674         .change         = hfsc_change_class,
1675         .delete         = hfsc_delete_class,
1676         .graft          = hfsc_graft_class,
1677         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1678         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1679         .get            = hfsc_get_class,
1680         .put            = hfsc_put_class,
1681         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1682         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1683         .tcf_block      = hfsc_tcf_block,
1684         .dump           = hfsc_dump_class,
1685         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1686         .walk           = hfsc_walk
1687 };
1688
1689 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1690         .id             = "hfsc",
1691         .init           = hfsc_init_qdisc,
1692         .change         = hfsc_change_qdisc,
1693         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1694         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1695         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1696         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1697         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1698         .peek           = qdisc_peek_dequeued,
1699         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1700         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1701         .owner          = THIS_MODULE
1702 };
1703
1704 static int __init
1705 hfsc_init(void)
1706 {
1707         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1708 }
1709
1710 static void __exit
1711 hfsc_cleanup(void)
1712 {
1713         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1714 }
1715
1716 MODULE_LICENSE("GPL");
1717 module_init(hfsc_init);
1718 module_exit(hfsc_cleanup);