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 initalization
 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 int
 990 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 991                   struct rtattr **tca, unsigned long *arg)
 992 {
 993         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 994         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 995         struct hfsc_class *parent = NULL;
 996         struct rtattr *opt = tca[TCA_OPTIONS-1];
 997         struct rtattr *tb[TCA_HFSC_MAX];
 998         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
 999         u64 cur_time;
1000
1001         if (opt == NULL || rtattr_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt))
1002                 return -EINVAL;
1003
1004         if (tb[TCA_HFSC_RSC-1]) {
1005                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_RSC-1]) < sizeof(*rsc))
1006                         return -EINVAL;
1007                 rsc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_RSC-1]);
1008                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
1009                         rsc = NULL;
1010         }
1011
1012         if (tb[TCA_HFSC_FSC-1]) {
1013                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_FSC-1]) < sizeof(*fsc))
1014                         return -EINVAL;
1015                 fsc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_FSC-1]);
1016                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
1017                         fsc = NULL;
1018         }
1019
1020         if (tb[TCA_HFSC_USC-1]) {
1021                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_USC-1]) < sizeof(*usc))
1022                         return -EINVAL;
1023                 usc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_USC-1]);
1024                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1025                         usc = NULL;
1026         }
1027
1028         if (cl != NULL) {
1029                 if (parentid) {
1030                         if (cl->cl_parent && cl->cl_parent->classid != parentid)
1031                                 return -EINVAL;
1032                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1033                                 return -EINVAL;
1034                 }
1035                 cur_time = psched_get_time();
1036
1037                 sch_tree_lock(sch);
1038                 if (rsc != NULL)
1039                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1040                 if (fsc != NULL)
1041                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1042                 if (usc != NULL)
1043                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1044
1045                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1046                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1047                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1048                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1049                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1050                 }
1051                 sch_tree_unlock(sch);
1052
1053                 if (tca[TCA_RATE-1])
1054                         gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1055                                               &sch->dev->queue_lock,
1056                                               tca[TCA_RATE-1]);
1057                 return 0;
1058         }
1059
1060         if (parentid == TC_H_ROOT)
1061                 return -EEXIST;
1062
1063         parent = &q->root;
1064         if (parentid) {
1065                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1066                 if (parent == NULL)
1067                         return -ENOENT;
1068         }
1069
1070         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1071                 return -EINVAL;
1072         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1073                 return -EEXIST;
1074
1075         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1076                 return -EINVAL;
1077
1078         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1079         if (cl == NULL)
1080                 return -ENOBUFS;
1081
1082         if (rsc != NULL)
1083                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1084         if (fsc != NULL)
1085                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1086         if (usc != NULL)
1087                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1088
1089         cl->refcnt    = 1;
1090         cl->classid   = classid;
1091         cl->sched     = q;
1092         cl->cl_parent = parent;
1093         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops, classid);
1094         if (cl->qdisc == NULL)
1095                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1096         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1097         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1098         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1099
1100         sch_tree_lock(sch);
1101         list_add_tail(&cl->hlist, &q->clhash[hfsc_hash(classid)]);
1102         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1103         if (parent->level == 0)
1104                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1105         hfsc_adjust_levels(parent);
1106         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1107         sch_tree_unlock(sch);
1108
1109         if (tca[TCA_RATE-1])
1110                 gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1111                                   &sch->dev->queue_lock, tca[TCA_RATE-1]);
1112         *arg = (unsigned long)cl;
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 static void
1117 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1118 {
1119         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1120
1121         tcf_destroy_chain(cl->filter_list);
1122         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1123         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1124         if (cl != &q->root)
1125                 kfree(cl);
1126 }
1127
1128 static int
1129 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1130 {
1131         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1132         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1133
1134         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1135                 return -EBUSY;
1136
1137         sch_tree_lock(sch);
1138
1139         list_del(&cl->siblings);
1140         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1141
1142         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1143         list_del(&cl->hlist);
1144
1145         if (--cl->refcnt == 0)
1146                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1147
1148         sch_tree_unlock(sch);
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 static struct hfsc_class *
1153 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1154 {
1155         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1156         struct hfsc_class *cl;
1157         struct tcf_result res;
1158         struct tcf_proto *tcf;
1159         int result;
1160
1161         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1162             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1163                 if (cl->level == 0)
1164                         return cl;
1165
1166         *qerr = NET_XMIT_BYPASS;
1167         tcf = q->root.filter_list;
1168         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1169 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1170                 switch (result) {
1171                 case TC_ACT_QUEUED:
1172                 case TC_ACT_STOLEN:
1173                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS;
1174                 case TC_ACT_SHOT:
1175                         return NULL;
1176                 }
1177 #elif defined(CONFIG_NET_CLS_POLICE)
1178                 if (result == TC_POLICE_SHOT)
1179                         return NULL;
1180 #endif
1181                 if ((cl = (struct hfsc_class *)res.class) == NULL) {
1182                         if ((cl = hfsc_find_class(res.classid, sch)) == NULL)
1183                                 break; /* filter selected invalid classid */
1184                 }
1185
1186                 if (cl->level == 0)
1187                         return cl; /* hit leaf class */
1188
1189                 /* apply inner filter chain */
1190                 tcf = cl->filter_list;
1191         }
1192
1193         /* classification failed, try default class */
1194         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1195         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1196                 return NULL;
1197
1198         return cl;
1199 }
1200
1201 static int
1202 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1203                  struct Qdisc **old)
1204 {
1205         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1206
1207         if (cl == NULL)
1208                 return -ENOENT;
1209         if (cl->level > 0)
1210                 return -EINVAL;
1211         if (new == NULL) {
1212                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1213                                         cl->classid);
1214                 if (new == NULL)
1215                         new = &noop_qdisc;
1216         }
1217
1218         sch_tree_lock(sch);
1219         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1220         *old = xchg(&cl->qdisc, new);
1221         sch_tree_unlock(sch);
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 static struct Qdisc *
1226 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1227 {
1228         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1229
1230         if (cl != NULL && cl->level == 0)
1231                 return cl->qdisc;
1232
1233         return NULL;
1234 }
1235
1236 static void
1237 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1238 {
1239         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1240
1241         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1242                 update_vf(cl, 0, 0);
1243                 set_passive(cl);
1244         }
1245 }
1246
1247 static unsigned long
1248 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1249 {
1250         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1251
1252         if (cl != NULL)
1253                 cl->refcnt++;
1254
1255         return (unsigned long)cl;
1256 }
1257
1258 static void
1259 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1260 {
1261         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1262
1263         if (--cl->refcnt == 0)
1264                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1265 }
1266
1267 static unsigned long
1268 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1269 {
1270         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1271         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1272
1273         if (cl != NULL) {
1274                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1275                         return 0;
1276                 cl->filter_cnt++;
1277         }
1278
1279         return (unsigned long)cl;
1280 }
1281
1282 static void
1283 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1284 {
1285         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1286
1287         cl->filter_cnt--;
1288 }
1289
1290 static struct tcf_proto **
1291 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1292 {
1293         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1294         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1295
1296         if (cl == NULL)
1297                 cl = &q->root;
1298
1299         return &cl->filter_list;
1300 }
1301
1302 static int
1303 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1304 {
1305         struct tc_service_curve tsc;
1306
1307         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1308         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1309         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1310         RTA_PUT(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc);
1311
1312         return skb->len;
1313
1314  rtattr_failure:
1315         return -1;
1316 }
1317
1318 static inline int
1319 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1320 {
1321         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1322             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1323                 goto rtattr_failure;
1324
1325         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1326             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1327                 goto rtattr_failure;
1328
1329         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1330             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1331                 goto rtattr_failure;
1332
1333         return skb->len;
1334
1335  rtattr_failure:
1336         return -1;
1337 }
1338
1339 static int
1340 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1341                 struct tcmsg *tcm)
1342 {
1343         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1344         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1345         struct rtattr *rta = (struct rtattr *)b;
1346
1347         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->classid : TC_H_ROOT;
1348         tcm->tcm_handle = cl->classid;
1349         if (cl->level == 0)
1350                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1351
1352         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, 0, NULL);
1353         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1354                 goto rtattr_failure;
1355         rta->rta_len = skb_tail_pointer(skb) - b;
1356         return skb->len;
1357
1358  rtattr_failure:
1359         nlmsg_trim(skb, b);
1360         return -1;
1361 }
1362
1363 static int
1364 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1365         struct gnet_dump *d)
1366 {
1367         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1368         struct tc_hfsc_stats xstats;
1369
1370         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1371         xstats.level   = cl->level;
1372         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1373         xstats.work    = cl->cl_total;
1374         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1375
1376         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1377             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1378             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1379                 return -1;
1380
1381         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1382 }
1383
1384
1385
1386 static void
1387 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1388 {
1389         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1390         struct hfsc_class *cl;
1391         unsigned int i;
1392
1393         if (arg->stop)
1394                 return;
1395
1396         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1397                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist) {
1398                         if (arg->count < arg->skip) {
1399                                 arg->count++;
1400                                 continue;
1401                         }
1402                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1403                                 arg->stop = 1;
1404                                 return;
1405                         }
1406                         arg->count++;
1407                 }
1408         }
1409 }
1410
1411 static void
1412 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1413 {
1414         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1415         struct hfsc_class *cl;
1416         u64 next_time = 0;
1417
1418         if ((cl = eltree_get_minel(q)) != NULL)
1419                 next_time = cl->cl_e;
1420         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1421                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1422                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1423         }
1424         WARN_ON(next_time == 0);
1425         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1426 }
1427
1428 static int
1429 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
1430 {
1431         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1432         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1433         unsigned int i;
1434
1435         if (opt == NULL || RTA_PAYLOAD(opt) < sizeof(*qopt))
1436                 return -EINVAL;
1437         qopt = RTA_DATA(opt);
1438
1439         q->defcls = qopt->defcls;
1440         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++)
1441                 INIT_LIST_HEAD(&q->clhash[i]);
1442         q->eligible = RB_ROOT;
1443         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1444         skb_queue_head_init(&q->requeue);
1445
1446         q->root.refcnt  = 1;
1447         q->root.classid = sch->handle;
1448         q->root.sched   = q;
1449         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1450                                           sch->handle);
1451         if (q->root.qdisc == NULL)
1452                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1453         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1454         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1455         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1456
1457         list_add(&q->root.hlist, &q->clhash[hfsc_hash(q->root.classid)]);
1458
1459         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1460
1461         return 0;
1462 }
1463
1464 static int
1465 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
1466 {
1467         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1468         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1469
1470         if (opt == NULL || RTA_PAYLOAD(opt) < sizeof(*qopt))
1471                 return -EINVAL;
1472         qopt = RTA_DATA(opt);
1473
1474         sch_tree_lock(sch);
1475         q->defcls = qopt->defcls;
1476         sch_tree_unlock(sch);
1477
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 static void
1482 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1483 {
1484         cl->cl_total        = 0;
1485         cl->cl_cumul        = 0;
1486         cl->cl_d            = 0;
1487         cl->cl_e            = 0;
1488         cl->cl_vt           = 0;
1489         cl->cl_vtadj        = 0;
1490         cl->cl_vtoff        = 0;
1491         cl->cl_cvtmin       = 0;
1492         cl->cl_cvtmax       = 0;
1493         cl->cl_cvtoff       = 0;
1494         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1495         cl->cl_vtperiod     = 0;
1496         cl->cl_parentperiod = 0;
1497         cl->cl_f            = 0;
1498         cl->cl_myf          = 0;
1499         cl->cl_myfadj       = 0;
1500         cl->cl_cfmin        = 0;
1501         cl->cl_nactive      = 0;
1502
1503         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1504         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1505         qdisc_reset(cl->qdisc);
1506
1507         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1508                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1509         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1510                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1511         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1512                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1513 }
1514
1515 static void
1516 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1517 {
1518         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1519         struct hfsc_class *cl;
1520         unsigned int i;
1521
1522         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1523                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist)
1524                         hfsc_reset_class(cl);
1525         }
1526         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1527         q->eligible = RB_ROOT;
1528         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1529         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1530         sch->q.qlen = 0;
1531 }
1532
1533 static void
1534 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1535 {
1536         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1537         struct hfsc_class *cl, *next;
1538         unsigned int i;
1539
1540         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1541                 list_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash[i], hlist)
1542                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1543         }
1544         __skb_queue_purge(&q->requeue);
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         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt);
1557         return skb->len;
1558
1559  rtattr_failure:
1560         nlmsg_trim(skb, b);
1561         return -1;
1562 }
1563
1564 static int
1565 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1566 {
1567         struct hfsc_class *cl;
1568         unsigned int len;
1569         int err;
1570
1571         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1572         if (cl == NULL) {
1573                 if (err == NET_XMIT_BYPASS)
1574                         sch->qstats.drops++;
1575                 kfree_skb(skb);
1576                 return err;
1577         }
1578
1579         len = skb->len;
1580         err = cl->qdisc->enqueue(skb, cl->qdisc);
1581         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1582                 cl->qstats.drops++;
1583                 sch->qstats.drops++;
1584                 return err;
1585         }
1586
1587         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1588                 set_active(cl, len);
1589
1590         cl->bstats.packets++;
1591         cl->bstats.bytes += len;
1592         sch->bstats.packets++;
1593         sch->bstats.bytes += len;
1594         sch->q.qlen++;
1595
1596         return NET_XMIT_SUCCESS;
1597 }
1598
1599 static struct sk_buff *
1600 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1601 {
1602         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1603         struct hfsc_class *cl;
1604         struct sk_buff *skb;
1605         u64 cur_time;
1606         unsigned int next_len;
1607         int realtime = 0;
1608
1609         if (sch->q.qlen == 0)
1610                 return NULL;
1611         if ((skb = __skb_dequeue(&q->requeue)))
1612                 goto out;
1613
1614         cur_time = psched_get_time();
1615
1616         /*
1617          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1618          * find the class with the minimum deadline among
1619          * the eligible classes.
1620          */
1621         if ((cl = eltree_get_mindl(q, cur_time)) != NULL) {
1622                 realtime = 1;
1623         } else {
1624                 /*
1625                  * use link-sharing criteria
1626                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1627                  */
1628                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1629                 if (cl == NULL) {
1630                         sch->qstats.overlimits++;
1631                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1632                         return NULL;
1633                 }
1634         }
1635
1636         skb = cl->qdisc->dequeue(cl->qdisc);
1637         if (skb == NULL) {
1638                 if (net_ratelimit())
1639                         printk("HFSC: Non-work-conserving qdisc ?\n");
1640                 return NULL;
1641         }
1642
1643         update_vf(cl, skb->len, cur_time);
1644         if (realtime)
1645                 cl->cl_cumul += skb->len;
1646
1647         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1648                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1649                         /* update ed */
1650                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1651                         if (realtime)
1652                                 update_ed(cl, next_len);
1653                         else
1654                                 update_d(cl, next_len);
1655                 }
1656         } else {
1657                 /* the class becomes passive */
1658                 set_passive(cl);
1659         }
1660
1661  out:
1662         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1663         sch->q.qlen--;
1664
1665         return skb;
1666 }
1667
1668 static int
1669 hfsc_requeue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1670 {
1671         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1672
1673         __skb_queue_head(&q->requeue, skb);
1674         sch->q.qlen++;
1675         sch->qstats.requeues++;
1676         return NET_XMIT_SUCCESS;
1677 }
1678
1679 static unsigned int
1680 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1681 {
1682         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1683         struct hfsc_class *cl;
1684         unsigned int len;
1685
1686         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1687                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1688                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1689                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1690                                 update_vf(cl, 0, 0);
1691                                 set_passive(cl);
1692                         } else {
1693                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1694                         }
1695                         cl->qstats.drops++;
1696                         sch->qstats.drops++;
1697                         sch->q.qlen--;
1698                         return len;
1699                 }
1700         }
1701         return 0;
1702 }
1703
1704 static struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1705         .change         = hfsc_change_class,
1706         .delete         = hfsc_delete_class,
1707         .graft          = hfsc_graft_class,
1708         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1709         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1710         .get            = hfsc_get_class,
1711         .put            = hfsc_put_class,
1712         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1713         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1714         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1715         .dump           = hfsc_dump_class,
1716         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1717         .walk           = hfsc_walk
1718 };
1719
1720 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops = {
1721         .id             = "hfsc",
1722         .init           = hfsc_init_qdisc,
1723         .change         = hfsc_change_qdisc,
1724         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1725         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1726         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1727         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1728         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1729         .requeue        = hfsc_requeue,
1730         .drop           = hfsc_drop,
1731         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1732         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1733         .owner          = THIS_MODULE
1734 };
1735
1736 static int __init
1737 hfsc_init(void)
1738 {
1739         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1740 }
1741
1742 static void __exit
1743 hfsc_cleanup(void)
1744 {
1745         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1746 }
1747
1748 MODULE_LICENSE("GPL");
1749 module_init(hfsc_init);
1750 module_exit(hfsc_cleanup);