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 to avoid 64-bit divide operations
  81  *   that are expensive on 32-bit architectures.
  82  */
  83
  84 struct internal_sc
  85 {
  86         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
  87         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
  88         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
  89         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
  90         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
  91         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
  92 };
  93
  94 /* runtime service curve */
  95 struct runtime_sc
  96 {
  97         u64     x;      /* current starting position on x-axis */
  98         u64     y;      /* current starting position on y-axis */
  99         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
 100         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
 101         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
 102         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
 103         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
 104         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
 105 };
 106
 107 enum hfsc_class_flags
 108 {
 109         HFSC_RSC = 0x1,
 110         HFSC_FSC = 0x2,
 111         HFSC_USC = 0x4
 112 };
 113
 114 struct hfsc_class
 115 {
 116         u32             classid;        /* class id */
 117         unsigned int    refcnt;         /* usage count */
 118
 119         struct gnet_stats_basic bstats;
 120         struct gnet_stats_queue qstats;
 121         struct gnet_stats_rate_est rate_est;
 122         unsigned int    level;          /* class level in hierarchy */
 123         struct tcf_proto *filter_list;  /* filter list */
 124         unsigned int    filter_cnt;     /* filter count */
 125
 126         struct hfsc_sched *sched;       /* scheduler data */
 127         struct hfsc_class *cl_parent;   /* parent class */
 128         struct list_head siblings;      /* sibling classes */
 129         struct list_head children;      /* child classes */
 130         struct Qdisc    *qdisc;         /* leaf qdisc */
 131
 132         struct rb_node el_node;         /* qdisc's eligible tree member */
 133         struct rb_root vt_tree;         /* active children sorted by cl_vt */
 134         struct rb_node vt_node;         /* parent's vt_tree member */
 135         struct rb_root cf_tree;         /* active children sorted by cl_f */
 136         struct rb_node cf_node;         /* parent's cf_heap member */
 137         struct list_head hlist;         /* hash list member */
 138         struct list_head dlist;         /* drop list member */
 139
 140         u64     cl_total;               /* total work in bytes */
 141         u64     cl_cumul;               /* cumulative work in bytes done by
 142                                            real-time criteria */
 143
 144         u64     cl_d;                   /* deadline*/
 145         u64     cl_e;                   /* eligible time */
 146         u64     cl_vt;                  /* virtual time */
 147         u64     cl_f;                   /* time when this class will fit for
 148                                            link-sharing, max(myf, cfmin) */
 149         u64     cl_myf;                 /* my fit-time (calculated from this
 150                                            class's own upperlimit curve) */
 151         u64     cl_myfadj;              /* my fit-time adjustment (to cancel
 152                                            history dependence) */
 153         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 154                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 155         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 156                                            children fit for link-sharing
 157                                            (monotonic within a period) */
 158         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 159                                            adjustment */
 160         u64     cl_vtoff;               /* inter-period cumulative vt offset */
 161         u64     cl_cvtmax;              /* max child's vt in the last period */
 162         u64     cl_cvtoff;              /* cumulative cvtmax of all periods */
 163         u64     cl_pcvtoff;             /* parent's cvtoff at initialization
 164                                            time */
 165
 166         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 167         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 168         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 169         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 170         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 171         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 172         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 173
 174         unsigned long   cl_flags;       /* which curves are valid */
 175         unsigned long   cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 176         unsigned long   cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 177         unsigned long   cl_nactive;     /* number of active children */
 178 };
 179
 180 #define HFSC_HSIZE      16
 181
 182 struct hfsc_sched
 183 {
 184         u16     defcls;                         /* default class id */
 185         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 186         struct list_head clhash[HFSC_HSIZE];    /* class hash */
 187         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 188         struct list_head droplist;              /* active leaf class list (for
 189                                                    dropping) */
 190         struct sk_buff_head requeue;            /* requeued packet */
 191         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 192 };
 193
 194 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 195
 196
 197 /*
 198  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 199  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 200  */
 201
 202 static void
 203 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 204 {
 205         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 206         struct rb_node *parent = NULL;
 207         struct hfsc_class *cl1;
 208
 209         while (*p != NULL) {
 210                 parent = *p;
 211                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 212                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 213                         p = &parent->rb_right;
 214                 else
 215                         p = &parent->rb_left;
 216         }
 217         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 218         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 219 }
 220
 221 static inline void
 222 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 223 {
 224         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 225 }
 226
 227 static inline void
 228 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 229 {
 230         eltree_remove(cl);
 231         eltree_insert(cl);
 232 }
 233
 234 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 235 static inline struct hfsc_class *
 236 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 237 {
 238         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 239         struct rb_node *n;
 240
 241         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 242                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 243                 if (p->cl_e > cur_time)
 244                         break;
 245                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 246                         cl = p;
 247         }
 248         return cl;
 249 }
 250
 251 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 252 static inline struct hfsc_class *
 253 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 254 {
 255         struct rb_node *n;
 256
 257         n = rb_first(&q->eligible);
 258         if (n == NULL)
 259                 return NULL;
 260         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 261 }
 262
 263 /*
 264  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 265  * time. each intermediate class has one vttree.
 266  */
 267 static void
 268 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 269 {
 270         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 271         struct rb_node *parent = NULL;
 272         struct hfsc_class *cl1;
 273
 274         while (*p != NULL) {
 275                 parent = *p;
 276                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 277                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 278                         p = &parent->rb_right;
 279                 else
 280                         p = &parent->rb_left;
 281         }
 282         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 283         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 284 }
 285
 286 static inline void
 287 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 288 {
 289         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 290 }
 291
 292 static inline void
 293 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 294 {
 295         vttree_remove(cl);
 296         vttree_insert(cl);
 297 }
 298
 299 static inline struct hfsc_class *
 300 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 301 {
 302         struct hfsc_class *p;
 303         struct rb_node *n;
 304
 305         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 306                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 307                 if (p->cl_f <= cur_time)
 308                         return p;
 309         }
 310         return NULL;
 311 }
 312
 313 /*
 314  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 315  */
 316 static struct hfsc_class *
 317 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 318 {
 319         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 320         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 321                 return NULL;
 322
 323         while (cl->level > 0) {
 324                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 325                 if (cl == NULL)
 326                         return NULL;
 327                 /*
 328                  * update parent's cl_cvtmin.
 329                  */
 330                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 331                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 332         }
 333         return cl;
 334 }
 335
 336 static void
 337 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 338 {
 339         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 340         struct rb_node *parent = NULL;
 341         struct hfsc_class *cl1;
 342
 343         while (*p != NULL) {
 344                 parent = *p;
 345                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 346                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 347                         p = &parent->rb_right;
 348                 else
 349                         p = &parent->rb_left;
 350         }
 351         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 352         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 353 }
 354
 355 static inline void
 356 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 357 {
 358         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 359 }
 360
 361 static inline void
 362 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 363 {
 364         cftree_remove(cl);
 365         cftree_insert(cl);
 366 }
 367
 368 /*
 369  * service curve support functions
 370  *
 371  *  external service curve parameters
 372  *      m: bps
 373  *      d: us
 374  *  internal service curve parameters
 375  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 376  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 377  *      dx: psched_us
 378  *
 379  * The clock source resolution with ktime is 1.024us.
 380  *
 381  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 382  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 383  * digits in decimal using the following table.
 384  *
 385  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 386  *  ------------+-------------------------------------------------------
 387  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 388  *
 389  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 390  */
 391 #define SM_SHIFT        20
 392 #define ISM_SHIFT       18
 393
 394 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 395 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 396
 397 static inline u64
 398 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 399 {
 400         u64 y;
 401
 402         /*
 403          * compute
 404          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 405          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 406          */
 407         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 408         return y;
 409 }
 410
 411 static inline u64
 412 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 413 {
 414         u64 x;
 415
 416         if (y == 0)
 417                 x = 0;
 418         else if (ism == HT_INFINITY)
 419                 x = HT_INFINITY;
 420         else {
 421                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 422                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 423         }
 424         return x;
 425 }
 426
 427 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 428 static u64
 429 m2sm(u32 m)
 430 {
 431         u64 sm;
 432
 433         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 434         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 435         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 436         return sm;
 437 }
 438
 439 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 440 static u64
 441 m2ism(u32 m)
 442 {
 443         u64 ism;
 444
 445         if (m == 0)
 446                 ism = HT_INFINITY;
 447         else {
 448                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 449                 ism += m - 1;
 450                 do_div(ism, m);
 451         }
 452         return ism;
 453 }
 454
 455 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 456 static u64
 457 d2dx(u32 d)
 458 {
 459         u64 dx;
 460
 461         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 462         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 463         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 464         return dx;
 465 }
 466
 467 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 468 static u32
 469 sm2m(u64 sm)
 470 {
 471         u64 m;
 472
 473         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 474         return (u32)m;
 475 }
 476
 477 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 478 static u32
 479 dx2d(u64 dx)
 480 {
 481         u64 d;
 482
 483         d = dx * USEC_PER_SEC;
 484         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 485         return (u32)d;
 486 }
 487
 488 static void
 489 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 490 {
 491         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 492         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 493         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 494         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 495         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 496         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 497 }
 498
 499 /*
 500  * initialize the runtime service curve with the given internal
 501  * service curve starting at (x, y).
 502  */
 503 static void
 504 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 505 {
 506         rtsc->x    = x;
 507         rtsc->y    = y;
 508         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 509         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 510         rtsc->dx   = isc->dx;
 511         rtsc->dy   = isc->dy;
 512         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 513         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 514 }
 515
 516 /*
 517  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 518  * given x-projection value
 519  */
 520 static u64
 521 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 522 {
 523         u64 x;
 524
 525         if (y < rtsc->y)
 526                 x = rtsc->x;
 527         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 528                 /* x belongs to the 1st segment */
 529                 if (rtsc->dy == 0)
 530                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 531                 else
 532                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 533         } else {
 534                 /* x belongs to the 2nd segment */
 535                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 536                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 537         }
 538         return x;
 539 }
 540
 541 static u64
 542 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 543 {
 544         u64 y;
 545
 546         if (x <= rtsc->x)
 547                 y = rtsc->y;
 548         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 549                 /* y belongs to the 1st segment */
 550                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 551         else
 552                 /* y belongs to the 2nd segment */
 553                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 554                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 555         return y;
 556 }
 557
 558 /*
 559  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 560  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 561  */
 562 static void
 563 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 564 {
 565         u64 y1, y2, dx, dy;
 566         u32 dsm;
 567
 568         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 569                 /* service curve is convex */
 570                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 571                 if (y1 < y)
 572                         /* the current rtsc is smaller */
 573                         return;
 574                 rtsc->x = x;
 575                 rtsc->y = y;
 576                 return;
 577         }
 578
 579         /*
 580          * service curve is concave
 581          * compute the two y values of the current rtsc
 582          *      y1: at x
 583          *      y2: at (x + dx)
 584          */
 585         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 586         if (y1 <= y) {
 587                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 588                 return;
 589         }
 590
 591         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 592         if (y2 >= y + isc->dy) {
 593                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 594                 rtsc->x = x;
 595                 rtsc->y = y;
 596                 rtsc->dx = isc->dx;
 597                 rtsc->dy = isc->dy;
 598                 return;
 599         }
 600
 601         /*
 602          * the two curves intersect
 603          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 604          * function of seg_x2y()
 605          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 606          */
 607         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 608         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 609         do_div(dx, dsm);
 610         /*
 611          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 612          * if so, add the offset.
 613          */
 614         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 615                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 616         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 617
 618         rtsc->x = x;
 619         rtsc->y = y;
 620         rtsc->dx = dx;
 621         rtsc->dy = dy;
 622         return;
 623 }
 624
 625 static void
 626 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 627 {
 628         u64 cur_time = psched_get_time();
 629
 630         /* update the deadline curve */
 631         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 632
 633         /*
 634          * update the eligible curve.
 635          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 636          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 637          */
 638         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 639         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 640                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 641                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 642         }
 643
 644         /* compute e and d */
 645         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 646         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 647
 648         eltree_insert(cl);
 649 }
 650
 651 static void
 652 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 653 {
 654         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 655         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 656
 657         eltree_update(cl);
 658 }
 659
 660 static inline void
 661 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 662 {
 663         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 664 }
 665
 666 static inline void
 667 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 668 {
 669         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 670         struct hfsc_class *p;
 671
 672         if (n == NULL) {
 673                 cl->cl_cfmin = 0;
 674                 return;
 675         }
 676         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 677         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 678 }
 679
 680 static void
 681 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 682 {
 683         struct hfsc_class *max_cl;
 684         struct rb_node *n;
 685         u64 vt, f, cur_time;
 686         int go_active;
 687
 688         cur_time = 0;
 689         go_active = 1;
 690         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 691                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 692                         go_active = 1;
 693                 else
 694                         go_active = 0;
 695
 696                 if (go_active) {
 697                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 698                         if (n != NULL) {
 699                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class,vt_node);
 700                                 /*
 701                                  * set vt to the average of the min and max
 702                                  * classes.  if the parent's period didn't
 703                                  * change, don't decrease vt of the class.
 704                                  */
 705                                 vt = max_cl->cl_vt;
 706                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 707                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 708
 709                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 710                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 711                                         cl->cl_vt = vt;
 712                         } else {
 713                                 /*
 714                                  * first child for a new parent backlog period.
 715                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
 716                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
 717                                  * last period for all children.
 718                                  */
 719                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
 720                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
 721                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
 722                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 723                                 cl->cl_vt = 0;
 724                         }
 725
 726                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
 727                                                         cl->cl_pcvtoff;
 728
 729                         /* update the virtual curve */
 730                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
 731                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
 732                                                       cl->cl_total);
 733                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
 734                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
 735                                 cl->cl_vtoff = 0;
 736                         }
 737                         cl->cl_vtadj = 0;
 738
 739                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 740                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 741                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 742                                 cl->cl_parentperiod++;
 743                         cl->cl_f = 0;
 744
 745                         vttree_insert(cl);
 746                         cftree_insert(cl);
 747
 748                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 749                                 /* class has upper limit curve */
 750                                 if (cur_time == 0)
 751                                         cur_time = psched_get_time();
 752
 753                                 /* update the ulimit curve */
 754                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 755                                          cl->cl_total);
 756                                 /* compute myf */
 757                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 758                                                       cl->cl_total);
 759                                 cl->cl_myfadj = 0;
 760                         }
 761                 }
 762
 763                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 764                 if (f != cl->cl_f) {
 765                         cl->cl_f = f;
 766                         cftree_update(cl);
 767                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 768                 }
 769         }
 770 }
 771
 772 static void
 773 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 774 {
 775         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 776         int go_passive = 0;
 777
 778         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 779                 go_passive = 1;
 780
 781         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 782                 cl->cl_total += len;
 783
 784                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 785                         continue;
 786
 787                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 788                         go_passive = 1;
 789                 else
 790                         go_passive = 0;
 791
 792                 if (go_passive) {
 793                         /* no more active child, going passive */
 794
 795                         /* update cvtmax of the parent class */
 796                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
 797                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
 798
 799                         /* remove this class from the vt tree */
 800                         vttree_remove(cl);
 801
 802                         cftree_remove(cl);
 803                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 804
 805                         continue;
 806                 }
 807
 808                 /*
 809                  * update vt and f
 810                  */
 811                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
 812                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
 813
 814                 /*
 815                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 816                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 817                  * if so, we need to adjust vtadj.
 818                  */
 819                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 820                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 821                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 822                 }
 823
 824                 /* update the vt tree */
 825                 vttree_update(cl);
 826
 827                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 828                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 829                                                               cl->cl_total);
 830 #if 0
 831                         /*
 832                          * This code causes classes to stay way under their
 833                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 834                          * speed. needs investigation. -kaber
 835                          */
 836                         /*
 837                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 838                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 839                          * a rate-limited class from going greedy.
 840                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 841                          * fluctuates within one clock tick.
 842                          */
 843                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 844                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 845                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 846                                 cl->cl_myfadj += delta;
 847                                 cl->cl_myf += delta;
 848                         }
 849 #endif
 850                 }
 851
 852                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 853                 if (f != cl->cl_f) {
 854                         cl->cl_f = f;
 855                         cftree_update(cl);
 856                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 857                 }
 858         }
 859 }
 860
 861 static void
 862 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 863 {
 864         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 865                 init_ed(cl, len);
 866         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 867                 init_vf(cl, len);
 868
 869         list_add_tail(&cl->dlist, &cl->sched->droplist);
 870 }
 871
 872 static void
 873 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 874 {
 875         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 876                 eltree_remove(cl);
 877
 878         list_del(&cl->dlist);
 879
 880         /*
 881          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 882          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 883          */
 884 }
 885
 886 /*
 887  * hack to get length of first packet in queue.
 888  */
 889 static unsigned int
 890 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 891 {
 892         struct sk_buff *skb;
 893         unsigned int len;
 894
 895         skb = sch->dequeue(sch);
 896         if (skb == NULL) {
 897                 if (net_ratelimit())
 898                         printk("qdisc_peek_len: non work-conserving qdisc ?\n");
 899                 return 0;
 900         }
 901         len = skb->len;
 902         if (unlikely(sch->ops->requeue(skb, sch) != NET_XMIT_SUCCESS)) {
 903                 if (net_ratelimit())
 904                         printk("qdisc_peek_len: failed to requeue\n");
 905                 qdisc_tree_decrease_qlen(sch, 1);
 906                 return 0;
 907         }
 908         return len;
 909 }
 910
 911 static void
 912 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 913 {
 914         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 915
 916         qdisc_reset(cl->qdisc);
 917         qdisc_tree_decrease_qlen(cl->qdisc, len);
 918 }
 919
 920 static void
 921 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 922 {
 923         struct hfsc_class *p;
 924         unsigned int level;
 925
 926         do {
 927                 level = 0;
 928                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 929                         if (p->level >= level)
 930                                 level = p->level + 1;
 931                 }
 932                 cl->level = level;
 933         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 934 }
 935
 936 static inline unsigned int
 937 hfsc_hash(u32 h)
 938 {
 939         h ^= h >> 8;
 940         h ^= h >> 4;
 941
 942         return h & (HFSC_HSIZE - 1);
 943 }
 944
 945 static inline struct hfsc_class *
 946 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 947 {
 948         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 949         struct hfsc_class *cl;
 950
 951         list_for_each_entry(cl, &q->clhash[hfsc_hash(classid)], hlist) {
 952                 if (cl->classid == classid)
 953                         return cl;
 954         }
 955         return NULL;
 956 }
 957
 958 static void
 959 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 960                 u64 cur_time)
 961 {
 962         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 963         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 964         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 965         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 966                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 967                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 968         }
 969         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 970 }
 971
 972 static void
 973 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 974 {
 975         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 976         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 977         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 978 }
 979
 980 static void
 981 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 982                 u64 cur_time)
 983 {
 984         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 985         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 986         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 987 }
 988
 989 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
 990         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 991         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 992         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 993 };
 994
 995 static int
 996 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 997                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg)
 998 {
 999         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1000         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
1001         struct hfsc_class *parent = NULL;
1002         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
1003         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
1004         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
1005         u64 cur_time;
1006         int err;
1007
1008         if (opt == NULL)
1009                 return -EINVAL;
1010
1011         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy);
1012         if (err < 0)
1013                 return err;
1014
1015         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
1016                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
1017                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
1018                         rsc = NULL;
1019         }
1020
1021         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
1022                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
1023                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
1024                         fsc = NULL;
1025         }
1026
1027         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
1028                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
1029                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1030                         usc = NULL;
1031         }
1032
1033         if (cl != NULL) {
1034                 if (parentid) {
1035                         if (cl->cl_parent && cl->cl_parent->classid != parentid)
1036                                 return -EINVAL;
1037                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1038                                 return -EINVAL;
1039                 }
1040                 cur_time = psched_get_time();
1041
1042                 sch_tree_lock(sch);
1043                 if (rsc != NULL)
1044                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1045                 if (fsc != NULL)
1046                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1047                 if (usc != NULL)
1048                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1049
1050                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1051                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1052                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1053                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1054                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1055                 }
1056                 sch_tree_unlock(sch);
1057
1058                 if (tca[TCA_RATE])
1059                         gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1060                                               &sch->dev->queue_lock,
1061                                               tca[TCA_RATE]);
1062                 return 0;
1063         }
1064
1065         if (parentid == TC_H_ROOT)
1066                 return -EEXIST;
1067
1068         parent = &q->root;
1069         if (parentid) {
1070                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1071                 if (parent == NULL)
1072                         return -ENOENT;
1073         }
1074
1075         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1076                 return -EINVAL;
1077         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1078                 return -EEXIST;
1079
1080         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1081                 return -EINVAL;
1082
1083         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1084         if (cl == NULL)
1085                 return -ENOBUFS;
1086
1087         if (rsc != NULL)
1088                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1089         if (fsc != NULL)
1090                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1091         if (usc != NULL)
1092                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1093
1094         cl->refcnt    = 1;
1095         cl->classid   = classid;
1096         cl->sched     = q;
1097         cl->cl_parent = parent;
1098         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops, classid);
1099         if (cl->qdisc == NULL)
1100                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1101         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1102         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1103         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1104
1105         sch_tree_lock(sch);
1106         list_add_tail(&cl->hlist, &q->clhash[hfsc_hash(classid)]);
1107         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1108         if (parent->level == 0)
1109                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1110         hfsc_adjust_levels(parent);
1111         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1112         sch_tree_unlock(sch);
1113
1114         if (tca[TCA_RATE])
1115                 gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1116                                   &sch->dev->queue_lock, tca[TCA_RATE]);
1117         *arg = (unsigned long)cl;
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 static void
1122 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1123 {
1124         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1125
1126         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1127         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1128         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1129         if (cl != &q->root)
1130                 kfree(cl);
1131 }
1132
1133 static int
1134 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1135 {
1136         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1137         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1138
1139         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1140                 return -EBUSY;
1141
1142         sch_tree_lock(sch);
1143
1144         list_del(&cl->siblings);
1145         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1146
1147         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1148         list_del(&cl->hlist);
1149
1150         if (--cl->refcnt == 0)
1151                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1152
1153         sch_tree_unlock(sch);
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 static struct hfsc_class *
1158 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1159 {
1160         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1161         struct hfsc_class *cl;
1162         struct tcf_result res;
1163         struct tcf_proto *tcf;
1164         int result;
1165
1166         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1167             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1168                 if (cl->level == 0)
1169                         return cl;
1170
1171         *qerr = NET_XMIT_BYPASS;
1172         tcf = q->root.filter_list;
1173         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1174 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1175                 switch (result) {
1176                 case TC_ACT_QUEUED:
1177                 case TC_ACT_STOLEN:
1178                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS;
1179                 case TC_ACT_SHOT:
1180                         return NULL;
1181                 }
1182 #endif
1183                 if ((cl = (struct hfsc_class *)res.class) == NULL) {
1184                         if ((cl = hfsc_find_class(res.classid, sch)) == NULL)
1185                                 break; /* filter selected invalid classid */
1186                 }
1187
1188                 if (cl->level == 0)
1189                         return cl; /* hit leaf class */
1190
1191                 /* apply inner filter chain */
1192                 tcf = cl->filter_list;
1193         }
1194
1195         /* classification failed, try default class */
1196         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1197         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1198                 return NULL;
1199
1200         return cl;
1201 }
1202
1203 static int
1204 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1205                  struct Qdisc **old)
1206 {
1207         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1208
1209         if (cl == NULL)
1210                 return -ENOENT;
1211         if (cl->level > 0)
1212                 return -EINVAL;
1213         if (new == NULL) {
1214                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1215                                         cl->classid);
1216                 if (new == NULL)
1217                         new = &noop_qdisc;
1218         }
1219
1220         sch_tree_lock(sch);
1221         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1222         *old = xchg(&cl->qdisc, new);
1223         sch_tree_unlock(sch);
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 static struct Qdisc *
1228 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1229 {
1230         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1231
1232         if (cl != NULL && cl->level == 0)
1233                 return cl->qdisc;
1234
1235         return NULL;
1236 }
1237
1238 static void
1239 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1240 {
1241         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1242
1243         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1244                 update_vf(cl, 0, 0);
1245                 set_passive(cl);
1246         }
1247 }
1248
1249 static unsigned long
1250 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1251 {
1252         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1253
1254         if (cl != NULL)
1255                 cl->refcnt++;
1256
1257         return (unsigned long)cl;
1258 }
1259
1260 static void
1261 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1262 {
1263         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1264
1265         if (--cl->refcnt == 0)
1266                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1267 }
1268
1269 static unsigned long
1270 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1271 {
1272         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1273         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1274
1275         if (cl != NULL) {
1276                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1277                         return 0;
1278                 cl->filter_cnt++;
1279         }
1280
1281         return (unsigned long)cl;
1282 }
1283
1284 static void
1285 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1286 {
1287         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1288
1289         cl->filter_cnt--;
1290 }
1291
1292 static struct tcf_proto **
1293 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1294 {
1295         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1296         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1297
1298         if (cl == NULL)
1299                 cl = &q->root;
1300
1301         return &cl->filter_list;
1302 }
1303
1304 static int
1305 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1306 {
1307         struct tc_service_curve tsc;
1308
1309         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1310         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1311         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1312         NLA_PUT(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc);
1313
1314         return skb->len;
1315
1316  nla_put_failure:
1317         return -1;
1318 }
1319
1320 static inline int
1321 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1322 {
1323         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1324             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1325                 goto nla_put_failure;
1326
1327         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1328             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1329                 goto nla_put_failure;
1330
1331         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1332             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1333                 goto nla_put_failure;
1334
1335         return skb->len;
1336
1337  nla_put_failure:
1338         return -1;
1339 }
1340
1341 static int
1342 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1343                 struct tcmsg *tcm)
1344 {
1345         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1346         struct nlattr *nest;
1347
1348         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->classid : TC_H_ROOT;
1349         tcm->tcm_handle = cl->classid;
1350         if (cl->level == 0)
1351                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1352
1353         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1354         if (nest == NULL)
1355                 goto nla_put_failure;
1356         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1357                 goto nla_put_failure;
1358         nla_nest_end(skb, nest);
1359         return skb->len;
1360
1361  nla_put_failure:
1362         nla_nest_cancel(skb, nest);
1363         return -EMSGSIZE;
1364 }
1365
1366 static int
1367 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1368         struct gnet_dump *d)
1369 {
1370         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1371         struct tc_hfsc_stats xstats;
1372
1373         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1374         xstats.level   = cl->level;
1375         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1376         xstats.work    = cl->cl_total;
1377         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1378
1379         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1380             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1381             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1382                 return -1;
1383
1384         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1385 }
1386
1387
1388
1389 static void
1390 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1391 {
1392         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1393         struct hfsc_class *cl;
1394         unsigned int i;
1395
1396         if (arg->stop)
1397                 return;
1398
1399         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1400                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist) {
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         if ((cl = eltree_get_minel(q)) != NULL)
1422                 next_time = cl->cl_e;
1423         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1424                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1425                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1426         }
1427         WARN_ON(next_time == 0);
1428         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1429 }
1430
1431 static int
1432 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1433 {
1434         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1435         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1436         unsigned int i;
1437
1438         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1439                 return -EINVAL;
1440         qopt = nla_data(opt);
1441
1442         q->defcls = qopt->defcls;
1443         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++)
1444                 INIT_LIST_HEAD(&q->clhash[i]);
1445         q->eligible = RB_ROOT;
1446         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1447         skb_queue_head_init(&q->requeue);
1448
1449         q->root.refcnt  = 1;
1450         q->root.classid = sch->handle;
1451         q->root.sched   = q;
1452         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1453                                           sch->handle);
1454         if (q->root.qdisc == NULL)
1455                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1456         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1457         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1458         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1459
1460         list_add(&q->root.hlist, &q->clhash[hfsc_hash(q->root.classid)]);
1461
1462         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1463
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 static int
1468 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1469 {
1470         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1471         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1472
1473         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1474                 return -EINVAL;
1475         qopt = nla_data(opt);
1476
1477         sch_tree_lock(sch);
1478         q->defcls = qopt->defcls;
1479         sch_tree_unlock(sch);
1480
1481         return 0;
1482 }
1483
1484 static void
1485 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1486 {
1487         cl->cl_total        = 0;
1488         cl->cl_cumul        = 0;
1489         cl->cl_d            = 0;
1490         cl->cl_e            = 0;
1491         cl->cl_vt           = 0;
1492         cl->cl_vtadj        = 0;
1493         cl->cl_vtoff        = 0;
1494         cl->cl_cvtmin       = 0;
1495         cl->cl_cvtmax       = 0;
1496         cl->cl_cvtoff       = 0;
1497         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1498         cl->cl_vtperiod     = 0;
1499         cl->cl_parentperiod = 0;
1500         cl->cl_f            = 0;
1501         cl->cl_myf          = 0;
1502         cl->cl_myfadj       = 0;
1503         cl->cl_cfmin        = 0;
1504         cl->cl_nactive      = 0;
1505
1506         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1507         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1508         qdisc_reset(cl->qdisc);
1509
1510         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1511                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1512         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1513                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1514         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1515                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1516 }
1517
1518 static void
1519 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1520 {
1521         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1522         struct hfsc_class *cl;
1523         unsigned int i;
1524
1525         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1526                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist)
1527                         hfsc_reset_class(cl);
1528         }
1529         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1530         q->eligible = RB_ROOT;
1531         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1532         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1533         sch->q.qlen = 0;
1534 }
1535
1536 static void
1537 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1538 {
1539         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1540         struct hfsc_class *cl, *next;
1541         unsigned int i;
1542
1543         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1544                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist)
1545                         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1546         }
1547         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1548                 list_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash[i], hlist)
1549                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1550         }
1551         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1552         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1553 }
1554
1555 static int
1556 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1557 {
1558         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1559         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1560         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1561
1562         qopt.defcls = q->defcls;
1563         NLA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt);
1564         return skb->len;
1565
1566  nla_put_failure:
1567         nlmsg_trim(skb, b);
1568         return -1;
1569 }
1570
1571 static int
1572 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1573 {
1574         struct hfsc_class *cl;
1575         unsigned int len;
1576         int err;
1577
1578         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1579         if (cl == NULL) {
1580                 if (err == NET_XMIT_BYPASS)
1581                         sch->qstats.drops++;
1582                 kfree_skb(skb);
1583                 return err;
1584         }
1585
1586         len = skb->len;
1587         err = cl->qdisc->enqueue(skb, cl->qdisc);
1588         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1589                 cl->qstats.drops++;
1590                 sch->qstats.drops++;
1591                 return err;
1592         }
1593
1594         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1595                 set_active(cl, len);
1596
1597         cl->bstats.packets++;
1598         cl->bstats.bytes += len;
1599         sch->bstats.packets++;
1600         sch->bstats.bytes += len;
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         if ((skb = __skb_dequeue(&q->requeue)))
1619                 goto out;
1620
1621         cur_time = psched_get_time();
1622
1623         /*
1624          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1625          * find the class with the minimum deadline among
1626          * the eligible classes.
1627          */
1628         if ((cl = eltree_get_mindl(q, cur_time)) != NULL) {
1629                 realtime = 1;
1630         } else {
1631                 /*
1632                  * use link-sharing criteria
1633                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1634                  */
1635                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1636                 if (cl == NULL) {
1637                         sch->qstats.overlimits++;
1638                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1639                         return NULL;
1640                 }
1641         }
1642
1643         skb = cl->qdisc->dequeue(cl->qdisc);
1644         if (skb == NULL) {
1645                 if (net_ratelimit())
1646                         printk("HFSC: Non-work-conserving qdisc ?\n");
1647                 return NULL;
1648         }
1649
1650         update_vf(cl, skb->len, cur_time);
1651         if (realtime)
1652                 cl->cl_cumul += skb->len;
1653
1654         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1655                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1656                         /* update ed */
1657                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1658                         if (realtime)
1659                                 update_ed(cl, next_len);
1660                         else
1661                                 update_d(cl, next_len);
1662                 }
1663         } else {
1664                 /* the class becomes passive */
1665                 set_passive(cl);
1666         }
1667
1668  out:
1669         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1670         sch->q.qlen--;
1671
1672         return skb;
1673 }
1674
1675 static int
1676 hfsc_requeue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1677 {
1678         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1679
1680         __skb_queue_head(&q->requeue, skb);
1681         sch->q.qlen++;
1682         sch->qstats.requeues++;
1683         return NET_XMIT_SUCCESS;
1684 }
1685
1686 static unsigned int
1687 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1688 {
1689         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1690         struct hfsc_class *cl;
1691         unsigned int len;
1692
1693         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1694                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1695                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1696                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1697                                 update_vf(cl, 0, 0);
1698                                 set_passive(cl);
1699                         } else {
1700                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1701                         }
1702                         cl->qstats.drops++;
1703                         sch->qstats.drops++;
1704                         sch->q.qlen--;
1705                         return len;
1706                 }
1707         }
1708         return 0;
1709 }
1710
1711 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1712         .change         = hfsc_change_class,
1713         .delete         = hfsc_delete_class,
1714         .graft          = hfsc_graft_class,
1715         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1716         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1717         .get            = hfsc_get_class,
1718         .put            = hfsc_put_class,
1719         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1720         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1721         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1722         .dump           = hfsc_dump_class,
1723         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1724         .walk           = hfsc_walk
1725 };
1726
1727 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1728         .id             = "hfsc",
1729         .init           = hfsc_init_qdisc,
1730         .change         = hfsc_change_qdisc,
1731         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1732         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1733         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1734         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1735         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1736         .requeue        = hfsc_requeue,
1737         .drop           = hfsc_drop,
1738         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1739         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1740         .owner          = THIS_MODULE
1741 };
1742
1743 static int __init
1744 hfsc_init(void)
1745 {
1746         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1747 }
1748
1749 static void __exit
1750 hfsc_cleanup(void)
1751 {
1752         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1753 }
1754
1755 MODULE_LICENSE("GPL");
1756 module_init(hfsc_init);
1757 module_exit(hfsc_cleanup);