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_est64 rate_est;
 118         struct tcf_proto __rcu *filter_list; /* filter list */
 119         unsigned int    filter_cnt;     /* filter count */
 120         unsigned int    level;          /* class level in hierarchy */
 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
 134         u64     cl_total;               /* total work in bytes */
 135         u64     cl_cumul;               /* cumulative work in bytes done by
 136                                            real-time criteria */
 137
 138         u64     cl_d;                   /* deadline*/
 139         u64     cl_e;                   /* eligible time */
 140         u64     cl_vt;                  /* virtual time */
 141         u64     cl_f;                   /* time when this class will fit for
 142                                            link-sharing, max(myf, cfmin) */
 143         u64     cl_myf;                 /* my fit-time (calculated from this
 144                                            class's own upperlimit curve) */
 145         u64     cl_myfadj;              /* my fit-time adjustment (to cancel
 146                                            history dependence) */
 147         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 148                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 149         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 150                                            children fit for link-sharing
 151                                            (monotonic within a period) */
 152         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 153                                            adjustment */
 154         u64     cl_vtoff;               /* inter-period cumulative vt offset */
 155         u64     cl_cvtmax;              /* max child's vt in the last period */
 156         u64     cl_cvtoff;              /* cumulative cvtmax of all periods */
 157         u64     cl_pcvtoff;             /* parent's cvtoff at initialization
 158                                            time */
 159
 160         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 161         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 162         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 163         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 164         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 165         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 166         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 167
 168         u8              cl_flags;       /* which curves are valid */
 169         u32             cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 170         u32             cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 171         u32             cl_nactive;     /* number of active children */
 172 };
 173
 174 struct hfsc_sched {
 175         u16     defcls;                         /* default class id */
 176         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 177         struct Qdisc_class_hash clhash;         /* class hash */
 178         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 179         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 180 };
 181
 182 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 183
 184
 185 /*
 186  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 187  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 188  */
 189
 190 static void
 191 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 192 {
 193         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 194         struct rb_node *parent = NULL;
 195         struct hfsc_class *cl1;
 196
 197         while (*p != NULL) {
 198                 parent = *p;
 199                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 200                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 201                         p = &parent->rb_right;
 202                 else
 203                         p = &parent->rb_left;
 204         }
 205         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 206         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 207 }
 208
 209 static inline void
 210 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 211 {
 212         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 213 }
 214
 215 static inline void
 216 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 217 {
 218         eltree_remove(cl);
 219         eltree_insert(cl);
 220 }
 221
 222 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 223 static inline struct hfsc_class *
 224 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 225 {
 226         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 227         struct rb_node *n;
 228
 229         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 230                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 231                 if (p->cl_e > cur_time)
 232                         break;
 233                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 234                         cl = p;
 235         }
 236         return cl;
 237 }
 238
 239 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 240 static inline struct hfsc_class *
 241 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 242 {
 243         struct rb_node *n;
 244
 245         n = rb_first(&q->eligible);
 246         if (n == NULL)
 247                 return NULL;
 248         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 249 }
 250
 251 /*
 252  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 253  * time. each intermediate class has one vttree.
 254  */
 255 static void
 256 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 257 {
 258         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 259         struct rb_node *parent = NULL;
 260         struct hfsc_class *cl1;
 261
 262         while (*p != NULL) {
 263                 parent = *p;
 264                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 265                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 266                         p = &parent->rb_right;
 267                 else
 268                         p = &parent->rb_left;
 269         }
 270         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 271         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 272 }
 273
 274 static inline void
 275 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 276 {
 277         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 278 }
 279
 280 static inline void
 281 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 282 {
 283         vttree_remove(cl);
 284         vttree_insert(cl);
 285 }
 286
 287 static inline struct hfsc_class *
 288 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 289 {
 290         struct hfsc_class *p;
 291         struct rb_node *n;
 292
 293         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 294                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 295                 if (p->cl_f <= cur_time)
 296                         return p;
 297         }
 298         return NULL;
 299 }
 300
 301 /*
 302  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 303  */
 304 static struct hfsc_class *
 305 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 306 {
 307         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 308         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 309                 return NULL;
 310
 311         while (cl->level > 0) {
 312                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 313                 if (cl == NULL)
 314                         return NULL;
 315                 /*
 316                  * update parent's cl_cvtmin.
 317                  */
 318                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 319                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 320         }
 321         return cl;
 322 }
 323
 324 static void
 325 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 326 {
 327         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 328         struct rb_node *parent = NULL;
 329         struct hfsc_class *cl1;
 330
 331         while (*p != NULL) {
 332                 parent = *p;
 333                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 334                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 335                         p = &parent->rb_right;
 336                 else
 337                         p = &parent->rb_left;
 338         }
 339         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 340         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 341 }
 342
 343 static inline void
 344 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 345 {
 346         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 347 }
 348
 349 static inline void
 350 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 351 {
 352         cftree_remove(cl);
 353         cftree_insert(cl);
 354 }
 355
 356 /*
 357  * service curve support functions
 358  *
 359  *  external service curve parameters
 360  *      m: bps
 361  *      d: us
 362  *  internal service curve parameters
 363  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 364  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 365  *      dx: psched_us
 366  *
 367  * The clock source resolution with ktime and PSCHED_SHIFT 10 is 1.024us.
 368  *
 369  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 370  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 371  * digits in decimal using the following table.
 372  *
 373  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 374  *  ------------+-------------------------------------------------------
 375  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 376  *
 377  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 378  *
 379  * So, for PSCHED_SHIFT 10 we need: SM_SHIFT 20, ISM_SHIFT 18.
 380  */
 381 #define SM_SHIFT        (30 - PSCHED_SHIFT)
 382 #define ISM_SHIFT       (8 + PSCHED_SHIFT)
 383
 384 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 385 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 386
 387 static inline u64
 388 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 389 {
 390         u64 y;
 391
 392         /*
 393          * compute
 394          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 395          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 396          */
 397         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 398         return y;
 399 }
 400
 401 static inline u64
 402 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 403 {
 404         u64 x;
 405
 406         if (y == 0)
 407                 x = 0;
 408         else if (ism == HT_INFINITY)
 409                 x = HT_INFINITY;
 410         else {
 411                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 412                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 413         }
 414         return x;
 415 }
 416
 417 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 418 static u64
 419 m2sm(u32 m)
 420 {
 421         u64 sm;
 422
 423         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 424         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 425         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 426         return sm;
 427 }
 428
 429 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 430 static u64
 431 m2ism(u32 m)
 432 {
 433         u64 ism;
 434
 435         if (m == 0)
 436                 ism = HT_INFINITY;
 437         else {
 438                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 439                 ism += m - 1;
 440                 do_div(ism, m);
 441         }
 442         return ism;
 443 }
 444
 445 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 446 static u64
 447 d2dx(u32 d)
 448 {
 449         u64 dx;
 450
 451         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 452         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 453         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 454         return dx;
 455 }
 456
 457 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 458 static u32
 459 sm2m(u64 sm)
 460 {
 461         u64 m;
 462
 463         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 464         return (u32)m;
 465 }
 466
 467 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 468 static u32
 469 dx2d(u64 dx)
 470 {
 471         u64 d;
 472
 473         d = dx * USEC_PER_SEC;
 474         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 475         return (u32)d;
 476 }
 477
 478 static void
 479 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 480 {
 481         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 482         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 483         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 484         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 485         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 486         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 487 }
 488
 489 /*
 490  * initialize the runtime service curve with the given internal
 491  * service curve starting at (x, y).
 492  */
 493 static void
 494 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 495 {
 496         rtsc->x    = x;
 497         rtsc->y    = y;
 498         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 499         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 500         rtsc->dx   = isc->dx;
 501         rtsc->dy   = isc->dy;
 502         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 503         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 504 }
 505
 506 /*
 507  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 508  * given x-projection value
 509  */
 510 static u64
 511 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 512 {
 513         u64 x;
 514
 515         if (y < rtsc->y)
 516                 x = rtsc->x;
 517         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 518                 /* x belongs to the 1st segment */
 519                 if (rtsc->dy == 0)
 520                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 521                 else
 522                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 523         } else {
 524                 /* x belongs to the 2nd segment */
 525                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 526                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 527         }
 528         return x;
 529 }
 530
 531 static u64
 532 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 533 {
 534         u64 y;
 535
 536         if (x <= rtsc->x)
 537                 y = rtsc->y;
 538         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 539                 /* y belongs to the 1st segment */
 540                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 541         else
 542                 /* y belongs to the 2nd segment */
 543                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 544                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 545         return y;
 546 }
 547
 548 /*
 549  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 550  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 551  */
 552 static void
 553 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 554 {
 555         u64 y1, y2, dx, dy;
 556         u32 dsm;
 557
 558         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 559                 /* service curve is convex */
 560                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 561                 if (y1 < y)
 562                         /* the current rtsc is smaller */
 563                         return;
 564                 rtsc->x = x;
 565                 rtsc->y = y;
 566                 return;
 567         }
 568
 569         /*
 570          * service curve is concave
 571          * compute the two y values of the current rtsc
 572          *      y1: at x
 573          *      y2: at (x + dx)
 574          */
 575         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 576         if (y1 <= y) {
 577                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 578                 return;
 579         }
 580
 581         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 582         if (y2 >= y + isc->dy) {
 583                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 584                 rtsc->x = x;
 585                 rtsc->y = y;
 586                 rtsc->dx = isc->dx;
 587                 rtsc->dy = isc->dy;
 588                 return;
 589         }
 590
 591         /*
 592          * the two curves intersect
 593          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 594          * function of seg_x2y()
 595          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 596          */
 597         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 598         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 599         do_div(dx, dsm);
 600         /*
 601          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 602          * if so, add the offset.
 603          */
 604         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 605                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 606         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 607
 608         rtsc->x = x;
 609         rtsc->y = y;
 610         rtsc->dx = dx;
 611         rtsc->dy = dy;
 612 }
 613
 614 static void
 615 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 616 {
 617         u64 cur_time = psched_get_time();
 618
 619         /* update the deadline curve */
 620         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 621
 622         /*
 623          * update the eligible curve.
 624          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 625          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 626          */
 627         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 628         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 629                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 630                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 631         }
 632
 633         /* compute e and d */
 634         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 635         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 636
 637         eltree_insert(cl);
 638 }
 639
 640 static void
 641 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 642 {
 643         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 644         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 645
 646         eltree_update(cl);
 647 }
 648
 649 static inline void
 650 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 651 {
 652         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 653 }
 654
 655 static inline void
 656 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 657 {
 658         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 659         struct hfsc_class *p;
 660
 661         if (n == NULL) {
 662                 cl->cl_cfmin = 0;
 663                 return;
 664         }
 665         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 666         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 667 }
 668
 669 static void
 670 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 671 {
 672         struct hfsc_class *max_cl;
 673         struct rb_node *n;
 674         u64 vt, f, cur_time;
 675         int go_active;
 676
 677         cur_time = 0;
 678         go_active = 1;
 679         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 680                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 681                         go_active = 1;
 682                 else
 683                         go_active = 0;
 684
 685                 if (go_active) {
 686                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 687                         if (n != NULL) {
 688                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 689                                 /*
 690                                  * set vt to the average of the min and max
 691                                  * classes.  if the parent's period didn't
 692                                  * change, don't decrease vt of the class.
 693                                  */
 694                                 vt = max_cl->cl_vt;
 695                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 696                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 697
 698                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 699                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 700                                         cl->cl_vt = vt;
 701                         } else {
 702                                 /*
 703                                  * first child for a new parent backlog period.
 704                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
 705                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
 706                                  * last period for all children.
 707                                  */
 708                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
 709                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
 710                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
 711                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 712                                 cl->cl_vt = 0;
 713                         }
 714
 715                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
 716                                                         cl->cl_pcvtoff;
 717
 718                         /* update the virtual curve */
 719                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
 720                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
 721                                                       cl->cl_total);
 722                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
 723                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
 724                                 cl->cl_vtoff = 0;
 725                         }
 726                         cl->cl_vtadj = 0;
 727
 728                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 729                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 730                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 731                                 cl->cl_parentperiod++;
 732                         cl->cl_f = 0;
 733
 734                         vttree_insert(cl);
 735                         cftree_insert(cl);
 736
 737                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 738                                 /* class has upper limit curve */
 739                                 if (cur_time == 0)
 740                                         cur_time = psched_get_time();
 741
 742                                 /* update the ulimit curve */
 743                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 744                                          cl->cl_total);
 745                                 /* compute myf */
 746                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 747                                                       cl->cl_total);
 748                                 cl->cl_myfadj = 0;
 749                         }
 750                 }
 751
 752                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 753                 if (f != cl->cl_f) {
 754                         cl->cl_f = f;
 755                         cftree_update(cl);
 756                 }
 757                 update_cfmin(cl->cl_parent);
 758         }
 759 }
 760
 761 static void
 762 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 763 {
 764         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 765         int go_passive = 0;
 766
 767         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 768                 go_passive = 1;
 769
 770         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 771                 cl->cl_total += len;
 772
 773                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 774                         continue;
 775
 776                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 777                         go_passive = 1;
 778                 else
 779                         go_passive = 0;
 780
 781                 /* update vt */
 782                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
 783                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
 784
 785                 /*
 786                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 787                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 788                  * if so, we need to adjust vtadj.
 789                  */
 790                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 791                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 792                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 793                 }
 794
 795                 if (go_passive) {
 796                         /* no more active child, going passive */
 797
 798                         /* update cvtmax of the parent class */
 799                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
 800                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
 801
 802                         /* remove this class from the vt tree */
 803                         vttree_remove(cl);
 804
 805                         cftree_remove(cl);
 806                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 807
 808                         continue;
 809                 }
 810
 811                 /* update the vt tree */
 812                 vttree_update(cl);
 813
 814                 /* update f */
 815                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 816                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 817                                                               cl->cl_total);
 818 #if 0
 819                         /*
 820                          * This code causes classes to stay way under their
 821                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 822                          * speed. needs investigation. -kaber
 823                          */
 824                         /*
 825                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 826                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 827                          * a rate-limited class from going greedy.
 828                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 829                          * fluctuates within one clock tick.
 830                          */
 831                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 832                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 833                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 834                                 cl->cl_myfadj += delta;
 835                                 cl->cl_myf += delta;
 836                         }
 837 #endif
 838                 }
 839
 840                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 841                 if (f != cl->cl_f) {
 842                         cl->cl_f = f;
 843                         cftree_update(cl);
 844                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 845                 }
 846         }
 847 }
 848
 849 static void
 850 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 851 {
 852         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 853                 init_ed(cl, len);
 854         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 855                 init_vf(cl, len);
 856
 857 }
 858
 859 static void
 860 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 861 {
 862         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 863                 eltree_remove(cl);
 864
 865         /*
 866          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 867          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 868          */
 869 }
 870
 871 static unsigned int
 872 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 873 {
 874         struct sk_buff *skb;
 875         unsigned int len;
 876
 877         skb = sch->ops->peek(sch);
 878         if (unlikely(skb == NULL)) {
 879                 qdisc_warn_nonwc("qdisc_peek_len", sch);
 880                 return 0;
 881         }
 882         len = qdisc_pkt_len(skb);
 883
 884         return len;
 885 }
 886
 887 static void
 888 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 889 {
 890         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 891         unsigned int backlog = cl->qdisc->qstats.backlog;
 892
 893         qdisc_reset(cl->qdisc);
 894         qdisc_tree_reduce_backlog(cl->qdisc, len, backlog);
 895 }
 896
 897 static void
 898 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 899 {
 900         struct hfsc_class *p;
 901         unsigned int level;
 902
 903         do {
 904                 level = 0;
 905                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 906                         if (p->level >= level)
 907                                 level = p->level + 1;
 908                 }
 909                 cl->level = level;
 910         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 911 }
 912
 913 static inline struct hfsc_class *
 914 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 915 {
 916         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 917         struct Qdisc_class_common *clc;
 918
 919         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, classid);
 920         if (clc == NULL)
 921                 return NULL;
 922         return container_of(clc, struct hfsc_class, cl_common);
 923 }
 924
 925 static void
 926 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 927                 u64 cur_time)
 928 {
 929         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 930         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 931         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 932         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 933                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 934                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 935         }
 936         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 937 }
 938
 939 static void
 940 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 941 {
 942         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 943         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vtoff + cl->cl_vt, cl->cl_total);
 944         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 945 }
 946
 947 static void
 948 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 949                 u64 cur_time)
 950 {
 951         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 952         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 953         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 954 }
 955
 956 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
 957         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 958         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 959         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 960 };
 961
 962 static int
 963 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 964                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg)
 965 {
 966         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 967         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 968         struct hfsc_class *parent = NULL;
 969         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
 970         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
 971         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
 972         u64 cur_time;
 973         int err;
 974
 975         if (opt == NULL)
 976                 return -EINVAL;
 977
 978         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy);
 979         if (err < 0)
 980                 return err;
 981
 982         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
 983                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
 984                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
 985                         rsc = NULL;
 986         }
 987
 988         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
 989                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
 990                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
 991                         fsc = NULL;
 992         }
 993
 994         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
 995                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
 996                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
 997                         usc = NULL;
 998         }
 999
1000         if (cl != NULL) {
1001                 if (parentid) {
1002                         if (cl->cl_parent &&
1003                             cl->cl_parent->cl_common.classid != parentid)
1004                                 return -EINVAL;
1005                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1006                                 return -EINVAL;
1007                 }
1008                 cur_time = psched_get_time();
1009
1010                 if (tca[TCA_RATE]) {
1011                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, NULL,
1012                                                     &cl->rate_est,
1013                                                     NULL,
1014                                                     qdisc_root_sleeping_running(sch),
1015                                                     tca[TCA_RATE]);
1016                         if (err)
1017                                 return err;
1018                 }
1019
1020                 sch_tree_lock(sch);
1021                 if (rsc != NULL)
1022                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1023                 if (fsc != NULL)
1024                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1025                 if (usc != NULL)
1026                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1027
1028                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1029                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1030                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1031                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1032                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1033                 }
1034                 sch_tree_unlock(sch);
1035
1036                 return 0;
1037         }
1038
1039         if (parentid == TC_H_ROOT)
1040                 return -EEXIST;
1041
1042         parent = &q->root;
1043         if (parentid) {
1044                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1045                 if (parent == NULL)
1046                         return -ENOENT;
1047         }
1048
1049         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1050                 return -EINVAL;
1051         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1052                 return -EEXIST;
1053
1054         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1055                 return -EINVAL;
1056
1057         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1058         if (cl == NULL)
1059                 return -ENOBUFS;
1060
1061         if (tca[TCA_RATE]) {
1062                 err = gen_new_estimator(&cl->bstats, NULL, &cl->rate_est,
1063                                         NULL,
1064                                         qdisc_root_sleeping_running(sch),
1065                                         tca[TCA_RATE]);
1066                 if (err) {
1067                         kfree(cl);
1068                         return err;
1069                 }
1070         }
1071
1072         if (rsc != NULL)
1073                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1074         if (fsc != NULL)
1075                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1076         if (usc != NULL)
1077                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1078
1079         cl->cl_common.classid = classid;
1080         cl->refcnt    = 1;
1081         cl->sched     = q;
1082         cl->cl_parent = parent;
1083         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue,
1084                                       &pfifo_qdisc_ops, classid);
1085         if (cl->qdisc == NULL)
1086                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1087         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1088         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1089         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1090
1091         sch_tree_lock(sch);
1092         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->cl_common);
1093         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1094         if (parent->level == 0)
1095                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1096         hfsc_adjust_levels(parent);
1097         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1098         sch_tree_unlock(sch);
1099
1100         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1101
1102         *arg = (unsigned long)cl;
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static void
1107 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1108 {
1109         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1110
1111         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1112         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1113         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1114         if (cl != &q->root)
1115                 kfree(cl);
1116 }
1117
1118 static int
1119 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1120 {
1121         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1122         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1123
1124         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1125                 return -EBUSY;
1126
1127         sch_tree_lock(sch);
1128
1129         list_del(&cl->siblings);
1130         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1131
1132         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1133         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->cl_common);
1134
1135         BUG_ON(--cl->refcnt == 0);
1136         /*
1137          * This shouldn't happen: we "hold" one cops->get() when called
1138          * from tc_ctl_tclass; the destroy method is done from cops->put().
1139          */
1140
1141         sch_tree_unlock(sch);
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 static struct hfsc_class *
1146 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1147 {
1148         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1149         struct hfsc_class *head, *cl;
1150         struct tcf_result res;
1151         struct tcf_proto *tcf;
1152         int result;
1153
1154         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1155             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1156                 if (cl->level == 0)
1157                         return cl;
1158
1159         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
1160         head = &q->root;
1161         tcf = rcu_dereference_bh(q->root.filter_list);
1162         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res, false)) >= 0) {
1163 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1164                 switch (result) {
1165                 case TC_ACT_QUEUED:
1166                 case TC_ACT_STOLEN:
1167                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
1168                 case TC_ACT_SHOT:
1169                         return NULL;
1170                 }
1171 #endif
1172                 cl = (struct hfsc_class *)res.class;
1173                 if (!cl) {
1174                         cl = hfsc_find_class(res.classid, sch);
1175                         if (!cl)
1176                                 break; /* filter selected invalid classid */
1177                         if (cl->level >= head->level)
1178                                 break; /* filter may only point downwards */
1179                 }
1180
1181                 if (cl->level == 0)
1182                         return cl; /* hit leaf class */
1183
1184                 /* apply inner filter chain */
1185                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
1186                 head = cl;
1187         }
1188
1189         /* classification failed, try default class */
1190         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1191         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1192                 return NULL;
1193
1194         return cl;
1195 }
1196
1197 static int
1198 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1199                  struct Qdisc **old)
1200 {
1201         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1202
1203         if (cl->level > 0)
1204                 return -EINVAL;
1205         if (new == NULL) {
1206                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1207                                         cl->cl_common.classid);
1208                 if (new == NULL)
1209                         new = &noop_qdisc;
1210         }
1211
1212         *old = qdisc_replace(sch, new, &cl->qdisc);
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 static struct Qdisc *
1217 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1218 {
1219         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1220
1221         if (cl->level == 0)
1222                 return cl->qdisc;
1223
1224         return NULL;
1225 }
1226
1227 static void
1228 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1229 {
1230         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1231
1232         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1233                 update_vf(cl, 0, 0);
1234                 set_passive(cl);
1235         }
1236 }
1237
1238 static unsigned long
1239 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1240 {
1241         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1242
1243         if (cl != NULL)
1244                 cl->refcnt++;
1245
1246         return (unsigned long)cl;
1247 }
1248
1249 static void
1250 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1251 {
1252         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1253
1254         if (--cl->refcnt == 0)
1255                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1256 }
1257
1258 static unsigned long
1259 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1260 {
1261         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1262         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1263
1264         if (cl != NULL) {
1265                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1266                         return 0;
1267                 cl->filter_cnt++;
1268         }
1269
1270         return (unsigned long)cl;
1271 }
1272
1273 static void
1274 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1275 {
1276         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1277
1278         cl->filter_cnt--;
1279 }
1280
1281 static struct tcf_proto __rcu **
1282 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1283 {
1284         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1285         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1286
1287         if (cl == NULL)
1288                 cl = &q->root;
1289
1290         return &cl->filter_list;
1291 }
1292
1293 static int
1294 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1295 {
1296         struct tc_service_curve tsc;
1297
1298         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1299         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1300         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1301         if (nla_put(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc))
1302                 goto nla_put_failure;
1303
1304         return skb->len;
1305
1306  nla_put_failure:
1307         return -1;
1308 }
1309
1310 static int
1311 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1312 {
1313         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1314             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1315                 goto nla_put_failure;
1316
1317         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1318             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1319                 goto nla_put_failure;
1320
1321         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1322             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1323                 goto nla_put_failure;
1324
1325         return skb->len;
1326
1327  nla_put_failure:
1328         return -1;
1329 }
1330
1331 static int
1332 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1333                 struct tcmsg *tcm)
1334 {
1335         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1336         struct nlattr *nest;
1337
1338         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->cl_common.classid :
1339                                           TC_H_ROOT;
1340         tcm->tcm_handle = cl->cl_common.classid;
1341         if (cl->level == 0)
1342                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1343
1344         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1345         if (nest == NULL)
1346                 goto nla_put_failure;
1347         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1348                 goto nla_put_failure;
1349         return nla_nest_end(skb, nest);
1350
1351  nla_put_failure:
1352         nla_nest_cancel(skb, nest);
1353         return -EMSGSIZE;
1354 }
1355
1356 static int
1357 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1358         struct gnet_dump *d)
1359 {
1360         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1361         struct tc_hfsc_stats xstats;
1362
1363         cl->qstats.backlog = cl->qdisc->qstats.backlog;
1364         xstats.level   = cl->level;
1365         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1366         xstats.work    = cl->cl_total;
1367         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1368
1369         if (gnet_stats_copy_basic(qdisc_root_sleeping_running(sch), d, NULL, &cl->bstats) < 0 ||
1370             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->bstats, &cl->rate_est) < 0 ||
1371             gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &cl->qstats, cl->qdisc->q.qlen) < 0)
1372                 return -1;
1373
1374         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1375 }
1376
1377
1378
1379 static void
1380 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1381 {
1382         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1383         struct hfsc_class *cl;
1384         unsigned int i;
1385
1386         if (arg->stop)
1387                 return;
1388
1389         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1390                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i],
1391                                      cl_common.hnode) {
1392                         if (arg->count < arg->skip) {
1393                                 arg->count++;
1394                                 continue;
1395                         }
1396                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1397                                 arg->stop = 1;
1398                                 return;
1399                         }
1400                         arg->count++;
1401                 }
1402         }
1403 }
1404
1405 static void
1406 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1407 {
1408         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1409         struct hfsc_class *cl;
1410         u64 next_time = 0;
1411
1412         cl = eltree_get_minel(q);
1413         if (cl)
1414                 next_time = cl->cl_e;
1415         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1416                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1417                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1418         }
1419         WARN_ON(next_time == 0);
1420         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1421 }
1422
1423 static int
1424 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1425 {
1426         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1427         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1428         int err;
1429
1430         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1431                 return -EINVAL;
1432         qopt = nla_data(opt);
1433
1434         q->defcls = qopt->defcls;
1435         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1436         if (err < 0)
1437                 return err;
1438         q->eligible = RB_ROOT;
1439
1440         q->root.cl_common.classid = sch->handle;
1441         q->root.refcnt  = 1;
1442         q->root.sched   = q;
1443         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1444                                           sch->handle);
1445         if (q->root.qdisc == NULL)
1446                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1447         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1448         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1449         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1450
1451         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &q->root.cl_common);
1452         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1453
1454         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1455
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 static int
1460 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1461 {
1462         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1463         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1464
1465         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1466                 return -EINVAL;
1467         qopt = nla_data(opt);
1468
1469         sch_tree_lock(sch);
1470         q->defcls = qopt->defcls;
1471         sch_tree_unlock(sch);
1472
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 static void
1477 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1478 {
1479         cl->cl_total        = 0;
1480         cl->cl_cumul        = 0;
1481         cl->cl_d            = 0;
1482         cl->cl_e            = 0;
1483         cl->cl_vt           = 0;
1484         cl->cl_vtadj        = 0;
1485         cl->cl_vtoff        = 0;
1486         cl->cl_cvtmin       = 0;
1487         cl->cl_cvtmax       = 0;
1488         cl->cl_cvtoff       = 0;
1489         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1490         cl->cl_vtperiod     = 0;
1491         cl->cl_parentperiod = 0;
1492         cl->cl_f            = 0;
1493         cl->cl_myf          = 0;
1494         cl->cl_myfadj       = 0;
1495         cl->cl_cfmin        = 0;
1496         cl->cl_nactive      = 0;
1497
1498         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1499         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1500         qdisc_reset(cl->qdisc);
1501
1502         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1503                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1504         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1505                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1506         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1507                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1508 }
1509
1510 static void
1511 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1512 {
1513         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1514         struct hfsc_class *cl;
1515         unsigned int i;
1516
1517         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1518                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1519                         hfsc_reset_class(cl);
1520         }
1521         q->eligible = RB_ROOT;
1522         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1523         sch->qstats.backlog = 0;
1524         sch->q.qlen = 0;
1525 }
1526
1527 static void
1528 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1529 {
1530         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1531         struct hlist_node *next;
1532         struct hfsc_class *cl;
1533         unsigned int i;
1534
1535         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1536                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1537                         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1538         }
1539         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1540                 hlist_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash.hash[i],
1541                                           cl_common.hnode)
1542                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1543         }
1544         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1545         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1546 }
1547
1548 static int
1549 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1550 {
1551         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1552         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1553         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1554
1555         qopt.defcls = q->defcls;
1556         if (nla_put(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt))
1557                 goto nla_put_failure;
1558         return skb->len;
1559
1560  nla_put_failure:
1561         nlmsg_trim(skb, b);
1562         return -1;
1563 }
1564
1565 static int
1566 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, struct sk_buff **to_free)
1567 {
1568         struct hfsc_class *cl;
1569         int uninitialized_var(err);
1570
1571         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1572         if (cl == NULL) {
1573                 if (err & __NET_XMIT_BYPASS)
1574                         qdisc_qstats_drop(sch);
1575                 __qdisc_drop(skb, to_free);
1576                 return err;
1577         }
1578
1579         err = qdisc_enqueue(skb, cl->qdisc, to_free);
1580         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1581                 if (net_xmit_drop_count(err)) {
1582                         cl->qstats.drops++;
1583                         qdisc_qstats_drop(sch);
1584                 }
1585                 return err;
1586         }
1587
1588         if (cl->qdisc->q.qlen == 1) {
1589                 set_active(cl, qdisc_pkt_len(skb));
1590                 /*
1591                  * If this is the first packet, isolate the head so an eventual
1592                  * head drop before the first dequeue operation has no chance
1593                  * to invalidate the deadline.
1594                  */
1595                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1596                         cl->qdisc->ops->peek(cl->qdisc);
1597
1598         }
1599
1600         qdisc_qstats_backlog_inc(sch, skb);
1601         sch->q.qlen++;
1602
1603         return NET_XMIT_SUCCESS;
1604 }
1605
1606 static struct sk_buff *
1607 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1608 {
1609         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1610         struct hfsc_class *cl;
1611         struct sk_buff *skb;
1612         u64 cur_time;
1613         unsigned int next_len;
1614         int realtime = 0;
1615
1616         if (sch->q.qlen == 0)
1617                 return NULL;
1618
1619         cur_time = psched_get_time();
1620
1621         /*
1622          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1623          * find the class with the minimum deadline among
1624          * the eligible classes.
1625          */
1626         cl = eltree_get_mindl(q, cur_time);
1627         if (cl) {
1628                 realtime = 1;
1629         } else {
1630                 /*
1631                  * use link-sharing criteria
1632                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1633                  */
1634                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1635                 if (cl == NULL) {
1636                         qdisc_qstats_overlimit(sch);
1637                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1638                         return NULL;
1639                 }
1640         }
1641
1642         skb = qdisc_dequeue_peeked(cl->qdisc);
1643         if (skb == NULL) {
1644                 qdisc_warn_nonwc("HFSC", cl->qdisc);
1645                 return NULL;
1646         }
1647
1648         bstats_update(&cl->bstats, skb);
1649         update_vf(cl, qdisc_pkt_len(skb), cur_time);
1650         if (realtime)
1651                 cl->cl_cumul += qdisc_pkt_len(skb);
1652
1653         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1654                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1655                         /* update ed */
1656                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1657                         if (realtime)
1658                                 update_ed(cl, next_len);
1659                         else
1660                                 update_d(cl, next_len);
1661                 }
1662         } else {
1663                 /* the class becomes passive */
1664                 set_passive(cl);
1665         }
1666
1667         qdisc_bstats_update(sch, skb);
1668         qdisc_qstats_backlog_dec(sch, skb);
1669         sch->q.qlen--;
1670
1671         return skb;
1672 }
1673
1674 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1675         .change         = hfsc_change_class,
1676         .delete         = hfsc_delete_class,
1677         .graft          = hfsc_graft_class,
1678         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1679         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1680         .get            = hfsc_get_class,
1681         .put            = hfsc_put_class,
1682         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1683         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1684         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1685         .dump           = hfsc_dump_class,
1686         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1687         .walk           = hfsc_walk
1688 };
1689
1690 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1691         .id             = "hfsc",
1692         .init           = hfsc_init_qdisc,
1693         .change         = hfsc_change_qdisc,
1694         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1695         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1696         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1697         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1698         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1699         .peek           = qdisc_peek_dequeued,
1700         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1701         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1702         .owner          = THIS_MODULE
1703 };
1704
1705 static int __init
1706 hfsc_init(void)
1707 {
1708         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1709 }
1710
1711 static void __exit
1712 hfsc_cleanup(void)
1713 {
1714         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1715 }
1716
1717 MODULE_LICENSE("GPL");
1718 module_init(hfsc_init);
1719 module_exit(hfsc_cleanup);