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 gnet_stats_rate_est rate_est;
 118         unsigned int    level;          /* class level in hierarchy */
 119         struct tcf_proto *filter_list;  /* filter list */
 120         unsigned int    filter_cnt;     /* filter count */
 121
 122         struct hfsc_sched *sched;       /* scheduler data */
 123         struct hfsc_class *cl_parent;   /* parent class */
 124         struct list_head siblings;      /* sibling classes */
 125         struct list_head children;      /* child classes */
 126         struct Qdisc    *qdisc;         /* leaf qdisc */
 127
 128         struct rb_node el_node;         /* qdisc's eligible tree member */
 129         struct rb_root vt_tree;         /* active children sorted by cl_vt */
 130         struct rb_node vt_node;         /* parent's vt_tree member */
 131         struct rb_root cf_tree;         /* active children sorted by cl_f */
 132         struct rb_node cf_node;         /* parent's cf_heap member */
 133         struct list_head dlist;         /* drop list 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_myfadj;              /* my fit-time adjustment (to cancel
 147                                            history dependence) */
 148         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 149                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 150         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 151                                            children fit for link-sharing
 152                                            (monotonic within a period) */
 153         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 154                                            adjustment */
 155         u64     cl_vtoff;               /* inter-period cumulative vt offset */
 156         u64     cl_cvtmax;              /* max child's vt in the last period */
 157         u64     cl_cvtoff;              /* cumulative cvtmax of all periods */
 158         u64     cl_pcvtoff;             /* parent's cvtoff at initialization
 159                                            time */
 160
 161         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 162         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 163         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 164         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 165         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 166         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 167         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 168
 169         unsigned long   cl_flags;       /* which curves are valid */
 170         unsigned long   cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 171         unsigned long   cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 172         unsigned long   cl_nactive;     /* number of active children */
 173 };
 174
 175 struct hfsc_sched {
 176         u16     defcls;                         /* default class id */
 177         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 178         struct Qdisc_class_hash clhash;         /* class hash */
 179         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 180         struct list_head droplist;              /* active leaf class list (for
 181                                                    dropping) */
 182         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 183 };
 184
 185 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 186
 187
 188 /*
 189  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 190  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 191  */
 192
 193 static void
 194 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 195 {
 196         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 197         struct rb_node *parent = NULL;
 198         struct hfsc_class *cl1;
 199
 200         while (*p != NULL) {
 201                 parent = *p;
 202                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 203                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 204                         p = &parent->rb_right;
 205                 else
 206                         p = &parent->rb_left;
 207         }
 208         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 209         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 210 }
 211
 212 static inline void
 213 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 214 {
 215         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 216 }
 217
 218 static inline void
 219 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 220 {
 221         eltree_remove(cl);
 222         eltree_insert(cl);
 223 }
 224
 225 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 226 static inline struct hfsc_class *
 227 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 228 {
 229         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 230         struct rb_node *n;
 231
 232         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 233                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 234                 if (p->cl_e > cur_time)
 235                         break;
 236                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 237                         cl = p;
 238         }
 239         return cl;
 240 }
 241
 242 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 243 static inline struct hfsc_class *
 244 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 245 {
 246         struct rb_node *n;
 247
 248         n = rb_first(&q->eligible);
 249         if (n == NULL)
 250                 return NULL;
 251         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 252 }
 253
 254 /*
 255  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 256  * time. each intermediate class has one vttree.
 257  */
 258 static void
 259 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 260 {
 261         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 262         struct rb_node *parent = NULL;
 263         struct hfsc_class *cl1;
 264
 265         while (*p != NULL) {
 266                 parent = *p;
 267                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 268                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 269                         p = &parent->rb_right;
 270                 else
 271                         p = &parent->rb_left;
 272         }
 273         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 274         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 275 }
 276
 277 static inline void
 278 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 279 {
 280         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 281 }
 282
 283 static inline void
 284 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 285 {
 286         vttree_remove(cl);
 287         vttree_insert(cl);
 288 }
 289
 290 static inline struct hfsc_class *
 291 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 292 {
 293         struct hfsc_class *p;
 294         struct rb_node *n;
 295
 296         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 297                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 298                 if (p->cl_f <= cur_time)
 299                         return p;
 300         }
 301         return NULL;
 302 }
 303
 304 /*
 305  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 306  */
 307 static struct hfsc_class *
 308 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 309 {
 310         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 311         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 312                 return NULL;
 313
 314         while (cl->level > 0) {
 315                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 316                 if (cl == NULL)
 317                         return NULL;
 318                 /*
 319                  * update parent's cl_cvtmin.
 320                  */
 321                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 322                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 323         }
 324         return cl;
 325 }
 326
 327 static void
 328 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 329 {
 330         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 331         struct rb_node *parent = NULL;
 332         struct hfsc_class *cl1;
 333
 334         while (*p != NULL) {
 335                 parent = *p;
 336                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 337                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 338                         p = &parent->rb_right;
 339                 else
 340                         p = &parent->rb_left;
 341         }
 342         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 343         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 344 }
 345
 346 static inline void
 347 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 348 {
 349         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 350 }
 351
 352 static inline void
 353 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 354 {
 355         cftree_remove(cl);
 356         cftree_insert(cl);
 357 }
 358
 359 /*
 360  * service curve support functions
 361  *
 362  *  external service curve parameters
 363  *      m: bps
 364  *      d: us
 365  *  internal service curve parameters
 366  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 367  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 368  *      dx: psched_us
 369  *
 370  * The clock source resolution with ktime and PSCHED_SHIFT 10 is 1.024us.
 371  *
 372  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 373  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 374  * digits in decimal using the following table.
 375  *
 376  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 377  *  ------------+-------------------------------------------------------
 378  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 379  *
 380  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 381  *
 382  * So, for PSCHED_SHIFT 10 we need: SM_SHIFT 20, ISM_SHIFT 18.
 383  */
 384 #define SM_SHIFT        (30 - PSCHED_SHIFT)
 385 #define ISM_SHIFT       (8 + PSCHED_SHIFT)
 386
 387 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 388 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 389
 390 static inline u64
 391 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 392 {
 393         u64 y;
 394
 395         /*
 396          * compute
 397          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 398          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 399          */
 400         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 401         return y;
 402 }
 403
 404 static inline u64
 405 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 406 {
 407         u64 x;
 408
 409         if (y == 0)
 410                 x = 0;
 411         else if (ism == HT_INFINITY)
 412                 x = HT_INFINITY;
 413         else {
 414                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 415                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 416         }
 417         return x;
 418 }
 419
 420 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 421 static u64
 422 m2sm(u32 m)
 423 {
 424         u64 sm;
 425
 426         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 427         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 428         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 429         return sm;
 430 }
 431
 432 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 433 static u64
 434 m2ism(u32 m)
 435 {
 436         u64 ism;
 437
 438         if (m == 0)
 439                 ism = HT_INFINITY;
 440         else {
 441                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 442                 ism += m - 1;
 443                 do_div(ism, m);
 444         }
 445         return ism;
 446 }
 447
 448 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 449 static u64
 450 d2dx(u32 d)
 451 {
 452         u64 dx;
 453
 454         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 455         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 456         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 457         return dx;
 458 }
 459
 460 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 461 static u32
 462 sm2m(u64 sm)
 463 {
 464         u64 m;
 465
 466         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 467         return (u32)m;
 468 }
 469
 470 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 471 static u32
 472 dx2d(u64 dx)
 473 {
 474         u64 d;
 475
 476         d = dx * USEC_PER_SEC;
 477         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 478         return (u32)d;
 479 }
 480
 481 static void
 482 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 483 {
 484         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 485         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 486         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 487         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 488         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 489         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 490 }
 491
 492 /*
 493  * initialize the runtime service curve with the given internal
 494  * service curve starting at (x, y).
 495  */
 496 static void
 497 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 498 {
 499         rtsc->x    = x;
 500         rtsc->y    = y;
 501         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 502         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 503         rtsc->dx   = isc->dx;
 504         rtsc->dy   = isc->dy;
 505         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 506         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 507 }
 508
 509 /*
 510  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 511  * given x-projection value
 512  */
 513 static u64
 514 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 515 {
 516         u64 x;
 517
 518         if (y < rtsc->y)
 519                 x = rtsc->x;
 520         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 521                 /* x belongs to the 1st segment */
 522                 if (rtsc->dy == 0)
 523                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 524                 else
 525                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 526         } else {
 527                 /* x belongs to the 2nd segment */
 528                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 529                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 530         }
 531         return x;
 532 }
 533
 534 static u64
 535 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 536 {
 537         u64 y;
 538
 539         if (x <= rtsc->x)
 540                 y = rtsc->y;
 541         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 542                 /* y belongs to the 1st segment */
 543                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 544         else
 545                 /* y belongs to the 2nd segment */
 546                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 547                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 548         return y;
 549 }
 550
 551 /*
 552  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 553  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 554  */
 555 static void
 556 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 557 {
 558         u64 y1, y2, dx, dy;
 559         u32 dsm;
 560
 561         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 562                 /* service curve is convex */
 563                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 564                 if (y1 < y)
 565                         /* the current rtsc is smaller */
 566                         return;
 567                 rtsc->x = x;
 568                 rtsc->y = y;
 569                 return;
 570         }
 571
 572         /*
 573          * service curve is concave
 574          * compute the two y values of the current rtsc
 575          *      y1: at x
 576          *      y2: at (x + dx)
 577          */
 578         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 579         if (y1 <= y) {
 580                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 581                 return;
 582         }
 583
 584         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 585         if (y2 >= y + isc->dy) {
 586                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 587                 rtsc->x = x;
 588                 rtsc->y = y;
 589                 rtsc->dx = isc->dx;
 590                 rtsc->dy = isc->dy;
 591                 return;
 592         }
 593
 594         /*
 595          * the two curves intersect
 596          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 597          * function of seg_x2y()
 598          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 599          */
 600         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 601         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 602         do_div(dx, dsm);
 603         /*
 604          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 605          * if so, add the offset.
 606          */
 607         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 608                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 609         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 610
 611         rtsc->x = x;
 612         rtsc->y = y;
 613         rtsc->dx = dx;
 614         rtsc->dy = dy;
 615 }
 616
 617 static void
 618 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 619 {
 620         u64 cur_time = psched_get_time();
 621
 622         /* update the deadline curve */
 623         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 624
 625         /*
 626          * update the eligible curve.
 627          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 628          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 629          */
 630         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 631         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 632                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 633                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 634         }
 635
 636         /* compute e and d */
 637         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 638         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 639
 640         eltree_insert(cl);
 641 }
 642
 643 static void
 644 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 645 {
 646         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 647         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 648
 649         eltree_update(cl);
 650 }
 651
 652 static inline void
 653 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 654 {
 655         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 656 }
 657
 658 static inline void
 659 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 660 {
 661         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 662         struct hfsc_class *p;
 663
 664         if (n == NULL) {
 665                 cl->cl_cfmin = 0;
 666                 return;
 667         }
 668         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 669         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 670 }
 671
 672 static void
 673 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 674 {
 675         struct hfsc_class *max_cl;
 676         struct rb_node *n;
 677         u64 vt, f, cur_time;
 678         int go_active;
 679
 680         cur_time = 0;
 681         go_active = 1;
 682         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 683                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 684                         go_active = 1;
 685                 else
 686                         go_active = 0;
 687
 688                 if (go_active) {
 689                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 690                         if (n != NULL) {
 691                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 692                                 /*
 693                                  * set vt to the average of the min and max
 694                                  * classes.  if the parent's period didn't
 695                                  * change, don't decrease vt of the class.
 696                                  */
 697                                 vt = max_cl->cl_vt;
 698                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 699                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 700
 701                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 702                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 703                                         cl->cl_vt = vt;
 704                         } else {
 705                                 /*
 706                                  * first child for a new parent backlog period.
 707                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
 708                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
 709                                  * last period for all children.
 710                                  */
 711                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
 712                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
 713                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
 714                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 715                                 cl->cl_vt = 0;
 716                         }
 717
 718                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
 719                                                         cl->cl_pcvtoff;
 720
 721                         /* update the virtual curve */
 722                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
 723                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
 724                                                       cl->cl_total);
 725                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
 726                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
 727                                 cl->cl_vtoff = 0;
 728                         }
 729                         cl->cl_vtadj = 0;
 730
 731                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 732                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 733                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 734                                 cl->cl_parentperiod++;
 735                         cl->cl_f = 0;
 736
 737                         vttree_insert(cl);
 738                         cftree_insert(cl);
 739
 740                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 741                                 /* class has upper limit curve */
 742                                 if (cur_time == 0)
 743                                         cur_time = psched_get_time();
 744
 745                                 /* update the ulimit curve */
 746                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 747                                          cl->cl_total);
 748                                 /* compute myf */
 749                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 750                                                       cl->cl_total);
 751                                 cl->cl_myfadj = 0;
 752                         }
 753                 }
 754
 755                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 756                 if (f != cl->cl_f) {
 757                         cl->cl_f = f;
 758                         cftree_update(cl);
 759                 }
 760                 update_cfmin(cl->cl_parent);
 761         }
 762 }
 763
 764 static void
 765 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 766 {
 767         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 768         int go_passive = 0;
 769
 770         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 771                 go_passive = 1;
 772
 773         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 774                 cl->cl_total += len;
 775
 776                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 777                         continue;
 778
 779                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 780                         go_passive = 1;
 781                 else
 782                         go_passive = 0;
 783
 784                 if (go_passive) {
 785                         /* no more active child, going passive */
 786
 787                         /* update cvtmax of the parent class */
 788                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
 789                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
 790
 791                         /* remove this class from the vt tree */
 792                         vttree_remove(cl);
 793
 794                         cftree_remove(cl);
 795                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 796
 797                         continue;
 798                 }
 799
 800                 /*
 801                  * update vt and f
 802                  */
 803                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
 804                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
 805
 806                 /*
 807                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 808                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 809                  * if so, we need to adjust vtadj.
 810                  */
 811                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 812                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 813                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 814                 }
 815
 816                 /* update the vt tree */
 817                 vttree_update(cl);
 818
 819                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 820                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 821                                                               cl->cl_total);
 822 #if 0
 823                         /*
 824                          * This code causes classes to stay way under their
 825                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 826                          * speed. needs investigation. -kaber
 827                          */
 828                         /*
 829                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 830                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 831                          * a rate-limited class from going greedy.
 832                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 833                          * fluctuates within one clock tick.
 834                          */
 835                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 836                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 837                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 838                                 cl->cl_myfadj += delta;
 839                                 cl->cl_myf += delta;
 840                         }
 841 #endif
 842                 }
 843
 844                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 845                 if (f != cl->cl_f) {
 846                         cl->cl_f = f;
 847                         cftree_update(cl);
 848                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 849                 }
 850         }
 851 }
 852
 853 static void
 854 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 855 {
 856         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 857                 init_ed(cl, len);
 858         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 859                 init_vf(cl, len);
 860
 861         list_add_tail(&cl->dlist, &cl->sched->droplist);
 862 }
 863
 864 static void
 865 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 866 {
 867         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 868                 eltree_remove(cl);
 869
 870         list_del(&cl->dlist);
 871
 872         /*
 873          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 874          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 875          */
 876 }
 877
 878 static unsigned int
 879 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 880 {
 881         struct sk_buff *skb;
 882         unsigned int len;
 883
 884         skb = sch->ops->peek(sch);
 885         if (skb == NULL) {
 886                 qdisc_warn_nonwc("qdisc_peek_len", sch);
 887                 return 0;
 888         }
 889         len = qdisc_pkt_len(skb);
 890
 891         return len;
 892 }
 893
 894 static void
 895 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 896 {
 897         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 898
 899         qdisc_reset(cl->qdisc);
 900         qdisc_tree_decrease_qlen(cl->qdisc, len);
 901 }
 902
 903 static void
 904 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 905 {
 906         struct hfsc_class *p;
 907         unsigned int level;
 908
 909         do {
 910                 level = 0;
 911                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 912                         if (p->level >= level)
 913                                 level = p->level + 1;
 914                 }
 915                 cl->level = level;
 916         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 917 }
 918
 919 static inline struct hfsc_class *
 920 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 921 {
 922         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 923         struct Qdisc_class_common *clc;
 924
 925         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, classid);
 926         if (clc == NULL)
 927                 return NULL;
 928         return container_of(clc, struct hfsc_class, cl_common);
 929 }
 930
 931 static void
 932 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 933                 u64 cur_time)
 934 {
 935         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 936         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 937         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 938         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 939                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 940                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 941         }
 942         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 943 }
 944
 945 static void
 946 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 947 {
 948         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 949         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 950         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 951 }
 952
 953 static void
 954 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 955                 u64 cur_time)
 956 {
 957         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 958         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 959         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 960 }
 961
 962 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
 963         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 964         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 965         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 966 };
 967
 968 static int
 969 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 970                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg)
 971 {
 972         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 973         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 974         struct hfsc_class *parent = NULL;
 975         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
 976         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
 977         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
 978         u64 cur_time;
 979         int err;
 980
 981         if (opt == NULL)
 982                 return -EINVAL;
 983
 984         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy);
 985         if (err < 0)
 986                 return err;
 987
 988         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
 989                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
 990                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
 991                         rsc = NULL;
 992         }
 993
 994         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
 995                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
 996                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
 997                         fsc = NULL;
 998         }
 999
1000         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
1001                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
1002                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1003                         usc = NULL;
1004         }
1005
1006         if (cl != NULL) {
1007                 if (parentid) {
1008                         if (cl->cl_parent &&
1009                             cl->cl_parent->cl_common.classid != parentid)
1010                                 return -EINVAL;
1011                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1012                                 return -EINVAL;
1013                 }
1014                 cur_time = psched_get_time();
1015
1016                 if (tca[TCA_RATE]) {
1017                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1018                                               qdisc_root_sleeping_lock(sch),
1019                                               tca[TCA_RATE]);
1020                         if (err)
1021                                 return err;
1022                 }
1023
1024                 sch_tree_lock(sch);
1025                 if (rsc != NULL)
1026                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1027                 if (fsc != NULL)
1028                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1029                 if (usc != NULL)
1030                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1031
1032                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1033                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1034                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1035                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1036                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1037                 }
1038                 sch_tree_unlock(sch);
1039
1040                 return 0;
1041         }
1042
1043         if (parentid == TC_H_ROOT)
1044                 return -EEXIST;
1045
1046         parent = &q->root;
1047         if (parentid) {
1048                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1049                 if (parent == NULL)
1050                         return -ENOENT;
1051         }
1052
1053         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1054                 return -EINVAL;
1055         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1056                 return -EEXIST;
1057
1058         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1059                 return -EINVAL;
1060
1061         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1062         if (cl == NULL)
1063                 return -ENOBUFS;
1064
1065         if (tca[TCA_RATE]) {
1066                 err = gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1067                                         qdisc_root_sleeping_lock(sch),
1068                                         tca[TCA_RATE]);
1069                 if (err) {
1070                         kfree(cl);
1071                         return err;
1072                 }
1073         }
1074
1075         if (rsc != NULL)
1076                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1077         if (fsc != NULL)
1078                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1079         if (usc != NULL)
1080                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1081
1082         cl->cl_common.classid = classid;
1083         cl->refcnt    = 1;
1084         cl->sched     = q;
1085         cl->cl_parent = parent;
1086         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue,
1087                                       &pfifo_qdisc_ops, classid);
1088         if (cl->qdisc == NULL)
1089                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1090         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1091         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1092         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1093
1094         sch_tree_lock(sch);
1095         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->cl_common);
1096         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1097         if (parent->level == 0)
1098                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1099         hfsc_adjust_levels(parent);
1100         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1101         sch_tree_unlock(sch);
1102
1103         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1104
1105         *arg = (unsigned long)cl;
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 static void
1110 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1111 {
1112         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1113
1114         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1115         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1116         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1117         if (cl != &q->root)
1118                 kfree(cl);
1119 }
1120
1121 static int
1122 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1123 {
1124         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1125         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1126
1127         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1128                 return -EBUSY;
1129
1130         sch_tree_lock(sch);
1131
1132         list_del(&cl->siblings);
1133         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1134
1135         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1136         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->cl_common);
1137
1138         BUG_ON(--cl->refcnt == 0);
1139         /*
1140          * This shouldn't happen: we "hold" one cops->get() when called
1141          * from tc_ctl_tclass; the destroy method is done from cops->put().
1142          */
1143
1144         sch_tree_unlock(sch);
1145         return 0;
1146 }
1147
1148 static struct hfsc_class *
1149 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1150 {
1151         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1152         struct hfsc_class *head, *cl;
1153         struct tcf_result res;
1154         struct tcf_proto *tcf;
1155         int result;
1156
1157         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1158             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1159                 if (cl->level == 0)
1160                         return cl;
1161
1162         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
1163         head = &q->root;
1164         tcf = q->root.filter_list;
1165         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1166 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1167                 switch (result) {
1168                 case TC_ACT_QUEUED:
1169                 case TC_ACT_STOLEN:
1170                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
1171                 case TC_ACT_SHOT:
1172                         return NULL;
1173                 }
1174 #endif
1175                 cl = (struct hfsc_class *)res.class;
1176                 if (!cl) {
1177                         cl = hfsc_find_class(res.classid, sch);
1178                         if (!cl)
1179                                 break; /* filter selected invalid classid */
1180                         if (cl->level >= head->level)
1181                                 break; /* filter may only point downwards */
1182                 }
1183
1184                 if (cl->level == 0)
1185                         return cl; /* hit leaf class */
1186
1187                 /* apply inner filter chain */
1188                 tcf = cl->filter_list;
1189                 head = cl;
1190         }
1191
1192         /* classification failed, try default class */
1193         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1194         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1195                 return NULL;
1196
1197         return cl;
1198 }
1199
1200 static int
1201 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1202                  struct Qdisc **old)
1203 {
1204         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1205
1206         if (cl->level > 0)
1207                 return -EINVAL;
1208         if (new == NULL) {
1209                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1210                                         cl->cl_common.classid);
1211                 if (new == NULL)
1212                         new = &noop_qdisc;
1213         }
1214
1215         sch_tree_lock(sch);
1216         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1217         *old = cl->qdisc;
1218         cl->qdisc = new;
1219         sch_tree_unlock(sch);
1220         return 0;
1221 }
1222
1223 static struct Qdisc *
1224 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1225 {
1226         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1227
1228         if (cl->level == 0)
1229                 return cl->qdisc;
1230
1231         return NULL;
1232 }
1233
1234 static void
1235 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1236 {
1237         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1238
1239         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1240                 update_vf(cl, 0, 0);
1241                 set_passive(cl);
1242         }
1243 }
1244
1245 static unsigned long
1246 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1247 {
1248         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1249
1250         if (cl != NULL)
1251                 cl->refcnt++;
1252
1253         return (unsigned long)cl;
1254 }
1255
1256 static void
1257 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1258 {
1259         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1260
1261         if (--cl->refcnt == 0)
1262                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1263 }
1264
1265 static unsigned long
1266 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1267 {
1268         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1269         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1270
1271         if (cl != NULL) {
1272                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1273                         return 0;
1274                 cl->filter_cnt++;
1275         }
1276
1277         return (unsigned long)cl;
1278 }
1279
1280 static void
1281 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1282 {
1283         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1284
1285         cl->filter_cnt--;
1286 }
1287
1288 static struct tcf_proto **
1289 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1290 {
1291         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1292         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1293
1294         if (cl == NULL)
1295                 cl = &q->root;
1296
1297         return &cl->filter_list;
1298 }
1299
1300 static int
1301 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1302 {
1303         struct tc_service_curve tsc;
1304
1305         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1306         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1307         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1308         if (nla_put(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc))
1309                 goto nla_put_failure;
1310
1311         return skb->len;
1312
1313  nla_put_failure:
1314         return -1;
1315 }
1316
1317 static int
1318 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1319 {
1320         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1321             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1322                 goto nla_put_failure;
1323
1324         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1325             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1326                 goto nla_put_failure;
1327
1328         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1329             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1330                 goto nla_put_failure;
1331
1332         return skb->len;
1333
1334  nla_put_failure:
1335         return -1;
1336 }
1337
1338 static int
1339 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1340                 struct tcmsg *tcm)
1341 {
1342         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1343         struct nlattr *nest;
1344
1345         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->cl_common.classid :
1346                                           TC_H_ROOT;
1347         tcm->tcm_handle = cl->cl_common.classid;
1348         if (cl->level == 0)
1349                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1350
1351         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1352         if (nest == NULL)
1353                 goto nla_put_failure;
1354         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1355                 goto nla_put_failure;
1356         nla_nest_end(skb, nest);
1357         return skb->len;
1358
1359  nla_put_failure:
1360         nla_nest_cancel(skb, nest);
1361         return -EMSGSIZE;
1362 }
1363
1364 static int
1365 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1366         struct gnet_dump *d)
1367 {
1368         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1369         struct tc_hfsc_stats xstats;
1370
1371         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1372         cl->qstats.backlog = cl->qdisc->qstats.backlog;
1373         xstats.level   = cl->level;
1374         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1375         xstats.work    = cl->cl_total;
1376         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1377
1378         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1379             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->bstats, &cl->rate_est) < 0 ||
1380             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1381                 return -1;
1382
1383         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1384 }
1385
1386
1387
1388 static void
1389 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1390 {
1391         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1392         struct hfsc_class *cl;
1393         unsigned int i;
1394
1395         if (arg->stop)
1396                 return;
1397
1398         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1399                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i],
1400                                      cl_common.hnode) {
1401                         if (arg->count < arg->skip) {
1402                                 arg->count++;
1403                                 continue;
1404                         }
1405                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1406                                 arg->stop = 1;
1407                                 return;
1408                         }
1409                         arg->count++;
1410                 }
1411         }
1412 }
1413
1414 static void
1415 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1416 {
1417         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1418         struct hfsc_class *cl;
1419         u64 next_time = 0;
1420
1421         cl = eltree_get_minel(q);
1422         if (cl)
1423                 next_time = cl->cl_e;
1424         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1425                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1426                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1427         }
1428         WARN_ON(next_time == 0);
1429         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1430 }
1431
1432 static int
1433 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1434 {
1435         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1436         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1437         int err;
1438
1439         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1440                 return -EINVAL;
1441         qopt = nla_data(opt);
1442
1443         q->defcls = qopt->defcls;
1444         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1445         if (err < 0)
1446                 return err;
1447         q->eligible = RB_ROOT;
1448         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1449
1450         q->root.cl_common.classid = sch->handle;
1451         q->root.refcnt  = 1;
1452         q->root.sched   = q;
1453         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1454                                           sch->handle);
1455         if (q->root.qdisc == NULL)
1456                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1457         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1458         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1459         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1460
1461         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &q->root.cl_common);
1462         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1463
1464         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1465
1466         return 0;
1467 }
1468
1469 static int
1470 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1471 {
1472         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1473         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1474
1475         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1476                 return -EINVAL;
1477         qopt = nla_data(opt);
1478
1479         sch_tree_lock(sch);
1480         q->defcls = qopt->defcls;
1481         sch_tree_unlock(sch);
1482
1483         return 0;
1484 }
1485
1486 static void
1487 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1488 {
1489         cl->cl_total        = 0;
1490         cl->cl_cumul        = 0;
1491         cl->cl_d            = 0;
1492         cl->cl_e            = 0;
1493         cl->cl_vt           = 0;
1494         cl->cl_vtadj        = 0;
1495         cl->cl_vtoff        = 0;
1496         cl->cl_cvtmin       = 0;
1497         cl->cl_cvtmax       = 0;
1498         cl->cl_cvtoff       = 0;
1499         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1500         cl->cl_vtperiod     = 0;
1501         cl->cl_parentperiod = 0;
1502         cl->cl_f            = 0;
1503         cl->cl_myf          = 0;
1504         cl->cl_myfadj       = 0;
1505         cl->cl_cfmin        = 0;
1506         cl->cl_nactive      = 0;
1507
1508         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1509         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1510         qdisc_reset(cl->qdisc);
1511
1512         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1513                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1514         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1515                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1516         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1517                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1518 }
1519
1520 static void
1521 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1522 {
1523         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1524         struct hfsc_class *cl;
1525         unsigned int i;
1526
1527         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1528                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1529                         hfsc_reset_class(cl);
1530         }
1531         q->eligible = RB_ROOT;
1532         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1533         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1534         sch->q.qlen = 0;
1535 }
1536
1537 static void
1538 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1539 {
1540         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1541         struct hlist_node *next;
1542         struct hfsc_class *cl;
1543         unsigned int i;
1544
1545         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1546                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1547                         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1548         }
1549         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1550                 hlist_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash.hash[i],
1551                                           cl_common.hnode)
1552                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1553         }
1554         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1555         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1556 }
1557
1558 static int
1559 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1560 {
1561         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1562         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1563         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1564         struct hfsc_class *cl;
1565         unsigned int i;
1566
1567         sch->qstats.backlog = 0;
1568         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1569                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1570                         sch->qstats.backlog += cl->qdisc->qstats.backlog;
1571         }
1572
1573         qopt.defcls = q->defcls;
1574         if (nla_put(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt))
1575                 goto nla_put_failure;
1576         return skb->len;
1577
1578  nla_put_failure:
1579         nlmsg_trim(skb, b);
1580         return -1;
1581 }
1582
1583 static int
1584 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1585 {
1586         struct hfsc_class *cl;
1587         int uninitialized_var(err);
1588
1589         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1590         if (cl == NULL) {
1591                 if (err & __NET_XMIT_BYPASS)
1592                         sch->qstats.drops++;
1593                 kfree_skb(skb);
1594                 return err;
1595         }
1596
1597         err = qdisc_enqueue(skb, cl->qdisc);
1598         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1599                 if (net_xmit_drop_count(err)) {
1600                         cl->qstats.drops++;
1601                         sch->qstats.drops++;
1602                 }
1603                 return err;
1604         }
1605
1606         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1607                 set_active(cl, qdisc_pkt_len(skb));
1608
1609         sch->q.qlen++;
1610
1611         return NET_XMIT_SUCCESS;
1612 }
1613
1614 static struct sk_buff *
1615 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1616 {
1617         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1618         struct hfsc_class *cl;
1619         struct sk_buff *skb;
1620         u64 cur_time;
1621         unsigned int next_len;
1622         int realtime = 0;
1623
1624         if (sch->q.qlen == 0)
1625                 return NULL;
1626
1627         cur_time = psched_get_time();
1628
1629         /*
1630          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1631          * find the class with the minimum deadline among
1632          * the eligible classes.
1633          */
1634         cl = eltree_get_mindl(q, cur_time);
1635         if (cl) {
1636                 realtime = 1;
1637         } else {
1638                 /*
1639                  * use link-sharing criteria
1640                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1641                  */
1642                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1643                 if (cl == NULL) {
1644                         sch->qstats.overlimits++;
1645                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1646                         return NULL;
1647                 }
1648         }
1649
1650         skb = qdisc_dequeue_peeked(cl->qdisc);
1651         if (skb == NULL) {
1652                 qdisc_warn_nonwc("HFSC", cl->qdisc);
1653                 return NULL;
1654         }
1655
1656         bstats_update(&cl->bstats, skb);
1657         update_vf(cl, qdisc_pkt_len(skb), cur_time);
1658         if (realtime)
1659                 cl->cl_cumul += qdisc_pkt_len(skb);
1660
1661         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1662                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1663                         /* update ed */
1664                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1665                         if (realtime)
1666                                 update_ed(cl, next_len);
1667                         else
1668                                 update_d(cl, next_len);
1669                 }
1670         } else {
1671                 /* the class becomes passive */
1672                 set_passive(cl);
1673         }
1674
1675         qdisc_unthrottled(sch);
1676         qdisc_bstats_update(sch, skb);
1677         sch->q.qlen--;
1678
1679         return skb;
1680 }
1681
1682 static unsigned int
1683 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1684 {
1685         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1686         struct hfsc_class *cl;
1687         unsigned int len;
1688
1689         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1690                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1691                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1692                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1693                                 update_vf(cl, 0, 0);
1694                                 set_passive(cl);
1695                         } else {
1696                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1697                         }
1698                         cl->qstats.drops++;
1699                         sch->qstats.drops++;
1700                         sch->q.qlen--;
1701                         return len;
1702                 }
1703         }
1704         return 0;
1705 }
1706
1707 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1708         .change         = hfsc_change_class,
1709         .delete         = hfsc_delete_class,
1710         .graft          = hfsc_graft_class,
1711         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1712         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1713         .get            = hfsc_get_class,
1714         .put            = hfsc_put_class,
1715         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1716         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1717         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1718         .dump           = hfsc_dump_class,
1719         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1720         .walk           = hfsc_walk
1721 };
1722
1723 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1724         .id             = "hfsc",
1725         .init           = hfsc_init_qdisc,
1726         .change         = hfsc_change_qdisc,
1727         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1728         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1729         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1730         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1731         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1732         .peek           = qdisc_peek_dequeued,
1733         .drop           = hfsc_drop,
1734         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1735         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1736         .owner          = THIS_MODULE
1737 };
1738
1739 static int __init
1740 hfsc_init(void)
1741 {
1742         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1743 }
1744
1745 static void __exit
1746 hfsc_cleanup(void)
1747 {
1748         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1749 }
1750
1751 MODULE_LICENSE("GPL");
1752 module_init(hfsc_init);
1753 module_exit(hfsc_cleanup);