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         struct Qdisc_class_common cl_common;
 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 dlist;         /* drop list member */
 138
 139         u64     cl_total;               /* total work in bytes */
 140         u64     cl_cumul;               /* cumulative work in bytes done by
 141                                            real-time criteria */
 142
 143         u64     cl_d;                   /* deadline*/
 144         u64     cl_e;                   /* eligible time */
 145         u64     cl_vt;                  /* virtual time */
 146         u64     cl_f;                   /* time when this class will fit for
 147                                            link-sharing, max(myf, cfmin) */
 148         u64     cl_myf;                 /* my fit-time (calculated from this
 149                                            class's own upperlimit curve) */
 150         u64     cl_myfadj;              /* my fit-time adjustment (to cancel
 151                                            history dependence) */
 152         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 153                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 154         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 155                                            children fit for link-sharing
 156                                            (monotonic within a period) */
 157         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 158                                            adjustment */
 159         u64     cl_vtoff;               /* inter-period cumulative vt offset */
 160         u64     cl_cvtmax;              /* max child's vt in the last period */
 161         u64     cl_cvtoff;              /* cumulative cvtmax of all periods */
 162         u64     cl_pcvtoff;             /* parent's cvtoff at initialization
 163                                            time */
 164
 165         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 166         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 167         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 168         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 169         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 170         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 171         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 172
 173         unsigned long   cl_flags;       /* which curves are valid */
 174         unsigned long   cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 175         unsigned long   cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 176         unsigned long   cl_nactive;     /* number of active children */
 177 };
 178
 179 struct hfsc_sched
 180 {
 181         u16     defcls;                         /* default class id */
 182         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 183         struct Qdisc_class_hash clhash;         /* class hash */
 184         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 185         struct list_head droplist;              /* active leaf class list (for
 186                                                    dropping) */
 187         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 188 };
 189
 190 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 191
 192
 193 /*
 194  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 195  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 196  */
 197
 198 static void
 199 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 200 {
 201         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 202         struct rb_node *parent = NULL;
 203         struct hfsc_class *cl1;
 204
 205         while (*p != NULL) {
 206                 parent = *p;
 207                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 208                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 209                         p = &parent->rb_right;
 210                 else
 211                         p = &parent->rb_left;
 212         }
 213         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 214         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 215 }
 216
 217 static inline void
 218 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 219 {
 220         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 221 }
 222
 223 static inline void
 224 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 225 {
 226         eltree_remove(cl);
 227         eltree_insert(cl);
 228 }
 229
 230 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 231 static inline struct hfsc_class *
 232 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 233 {
 234         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 235         struct rb_node *n;
 236
 237         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 238                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 239                 if (p->cl_e > cur_time)
 240                         break;
 241                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 242                         cl = p;
 243         }
 244         return cl;
 245 }
 246
 247 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 248 static inline struct hfsc_class *
 249 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 250 {
 251         struct rb_node *n;
 252
 253         n = rb_first(&q->eligible);
 254         if (n == NULL)
 255                 return NULL;
 256         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 257 }
 258
 259 /*
 260  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 261  * time. each intermediate class has one vttree.
 262  */
 263 static void
 264 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 265 {
 266         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 267         struct rb_node *parent = NULL;
 268         struct hfsc_class *cl1;
 269
 270         while (*p != NULL) {
 271                 parent = *p;
 272                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 273                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 274                         p = &parent->rb_right;
 275                 else
 276                         p = &parent->rb_left;
 277         }
 278         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 279         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 280 }
 281
 282 static inline void
 283 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 284 {
 285         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 286 }
 287
 288 static inline void
 289 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 290 {
 291         vttree_remove(cl);
 292         vttree_insert(cl);
 293 }
 294
 295 static inline struct hfsc_class *
 296 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 297 {
 298         struct hfsc_class *p;
 299         struct rb_node *n;
 300
 301         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 302                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 303                 if (p->cl_f <= cur_time)
 304                         return p;
 305         }
 306         return NULL;
 307 }
 308
 309 /*
 310  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 311  */
 312 static struct hfsc_class *
 313 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 314 {
 315         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 316         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 317                 return NULL;
 318
 319         while (cl->level > 0) {
 320                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 321                 if (cl == NULL)
 322                         return NULL;
 323                 /*
 324                  * update parent's cl_cvtmin.
 325                  */
 326                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 327                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 328         }
 329         return cl;
 330 }
 331
 332 static void
 333 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 334 {
 335         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 336         struct rb_node *parent = NULL;
 337         struct hfsc_class *cl1;
 338
 339         while (*p != NULL) {
 340                 parent = *p;
 341                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 342                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 343                         p = &parent->rb_right;
 344                 else
 345                         p = &parent->rb_left;
 346         }
 347         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 348         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 349 }
 350
 351 static inline void
 352 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 353 {
 354         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 355 }
 356
 357 static inline void
 358 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 359 {
 360         cftree_remove(cl);
 361         cftree_insert(cl);
 362 }
 363
 364 /*
 365  * service curve support functions
 366  *
 367  *  external service curve parameters
 368  *      m: bps
 369  *      d: us
 370  *  internal service curve parameters
 371  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 372  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 373  *      dx: psched_us
 374  *
 375  * The clock source resolution with ktime is 1.024us.
 376  *
 377  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 378  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 379  * digits in decimal using the following table.
 380  *
 381  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 382  *  ------------+-------------------------------------------------------
 383  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 384  *
 385  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 386  */
 387 #define SM_SHIFT        20
 388 #define ISM_SHIFT       18
 389
 390 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 391 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 392
 393 static inline u64
 394 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 395 {
 396         u64 y;
 397
 398         /*
 399          * compute
 400          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 401          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 402          */
 403         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 404         return y;
 405 }
 406
 407 static inline u64
 408 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 409 {
 410         u64 x;
 411
 412         if (y == 0)
 413                 x = 0;
 414         else if (ism == HT_INFINITY)
 415                 x = HT_INFINITY;
 416         else {
 417                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 418                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 419         }
 420         return x;
 421 }
 422
 423 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 424 static u64
 425 m2sm(u32 m)
 426 {
 427         u64 sm;
 428
 429         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 430         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 431         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 432         return sm;
 433 }
 434
 435 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 436 static u64
 437 m2ism(u32 m)
 438 {
 439         u64 ism;
 440
 441         if (m == 0)
 442                 ism = HT_INFINITY;
 443         else {
 444                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 445                 ism += m - 1;
 446                 do_div(ism, m);
 447         }
 448         return ism;
 449 }
 450
 451 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 452 static u64
 453 d2dx(u32 d)
 454 {
 455         u64 dx;
 456
 457         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 458         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 459         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 460         return dx;
 461 }
 462
 463 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 464 static u32
 465 sm2m(u64 sm)
 466 {
 467         u64 m;
 468
 469         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 470         return (u32)m;
 471 }
 472
 473 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 474 static u32
 475 dx2d(u64 dx)
 476 {
 477         u64 d;
 478
 479         d = dx * USEC_PER_SEC;
 480         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 481         return (u32)d;
 482 }
 483
 484 static void
 485 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 486 {
 487         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 488         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 489         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 490         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 491         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 492         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 493 }
 494
 495 /*
 496  * initialize the runtime service curve with the given internal
 497  * service curve starting at (x, y).
 498  */
 499 static void
 500 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 501 {
 502         rtsc->x    = x;
 503         rtsc->y    = y;
 504         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 505         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 506         rtsc->dx   = isc->dx;
 507         rtsc->dy   = isc->dy;
 508         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 509         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 510 }
 511
 512 /*
 513  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 514  * given x-projection value
 515  */
 516 static u64
 517 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 518 {
 519         u64 x;
 520
 521         if (y < rtsc->y)
 522                 x = rtsc->x;
 523         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 524                 /* x belongs to the 1st segment */
 525                 if (rtsc->dy == 0)
 526                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 527                 else
 528                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 529         } else {
 530                 /* x belongs to the 2nd segment */
 531                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 532                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 533         }
 534         return x;
 535 }
 536
 537 static u64
 538 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 539 {
 540         u64 y;
 541
 542         if (x <= rtsc->x)
 543                 y = rtsc->y;
 544         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 545                 /* y belongs to the 1st segment */
 546                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 547         else
 548                 /* y belongs to the 2nd segment */
 549                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 550                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 551         return y;
 552 }
 553
 554 /*
 555  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 556  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 557  */
 558 static void
 559 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 560 {
 561         u64 y1, y2, dx, dy;
 562         u32 dsm;
 563
 564         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 565                 /* service curve is convex */
 566                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 567                 if (y1 < y)
 568                         /* the current rtsc is smaller */
 569                         return;
 570                 rtsc->x = x;
 571                 rtsc->y = y;
 572                 return;
 573         }
 574
 575         /*
 576          * service curve is concave
 577          * compute the two y values of the current rtsc
 578          *      y1: at x
 579          *      y2: at (x + dx)
 580          */
 581         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 582         if (y1 <= y) {
 583                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 584                 return;
 585         }
 586
 587         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 588         if (y2 >= y + isc->dy) {
 589                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 590                 rtsc->x = x;
 591                 rtsc->y = y;
 592                 rtsc->dx = isc->dx;
 593                 rtsc->dy = isc->dy;
 594                 return;
 595         }
 596
 597         /*
 598          * the two curves intersect
 599          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 600          * function of seg_x2y()
 601          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 602          */
 603         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 604         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 605         do_div(dx, dsm);
 606         /*
 607          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 608          * if so, add the offset.
 609          */
 610         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 611                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 612         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 613
 614         rtsc->x = x;
 615         rtsc->y = y;
 616         rtsc->dx = dx;
 617         rtsc->dy = dy;
 618         return;
 619 }
 620
 621 static void
 622 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 623 {
 624         u64 cur_time = psched_get_time();
 625
 626         /* update the deadline curve */
 627         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 628
 629         /*
 630          * update the eligible curve.
 631          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 632          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 633          */
 634         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 635         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 636                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 637                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 638         }
 639
 640         /* compute e and d */
 641         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 642         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 643
 644         eltree_insert(cl);
 645 }
 646
 647 static void
 648 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 649 {
 650         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 651         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 652
 653         eltree_update(cl);
 654 }
 655
 656 static inline void
 657 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 658 {
 659         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 660 }
 661
 662 static inline void
 663 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 664 {
 665         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 666         struct hfsc_class *p;
 667
 668         if (n == NULL) {
 669                 cl->cl_cfmin = 0;
 670                 return;
 671         }
 672         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 673         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 674 }
 675
 676 static void
 677 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 678 {
 679         struct hfsc_class *max_cl;
 680         struct rb_node *n;
 681         u64 vt, f, cur_time;
 682         int go_active;
 683
 684         cur_time = 0;
 685         go_active = 1;
 686         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 687                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 688                         go_active = 1;
 689                 else
 690                         go_active = 0;
 691
 692                 if (go_active) {
 693                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 694                         if (n != NULL) {
 695                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class,vt_node);
 696                                 /*
 697                                  * set vt to the average of the min and max
 698                                  * classes.  if the parent's period didn't
 699                                  * change, don't decrease vt of the class.
 700                                  */
 701                                 vt = max_cl->cl_vt;
 702                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 703                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 704
 705                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 706                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 707                                         cl->cl_vt = vt;
 708                         } else {
 709                                 /*
 710                                  * first child for a new parent backlog period.
 711                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
 712                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
 713                                  * last period for all children.
 714                                  */
 715                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
 716                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
 717                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
 718                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 719                                 cl->cl_vt = 0;
 720                         }
 721
 722                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
 723                                                         cl->cl_pcvtoff;
 724
 725                         /* update the virtual curve */
 726                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
 727                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
 728                                                       cl->cl_total);
 729                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
 730                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
 731                                 cl->cl_vtoff = 0;
 732                         }
 733                         cl->cl_vtadj = 0;
 734
 735                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 736                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 737                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 738                                 cl->cl_parentperiod++;
 739                         cl->cl_f = 0;
 740
 741                         vttree_insert(cl);
 742                         cftree_insert(cl);
 743
 744                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 745                                 /* class has upper limit curve */
 746                                 if (cur_time == 0)
 747                                         cur_time = psched_get_time();
 748
 749                                 /* update the ulimit curve */
 750                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 751                                          cl->cl_total);
 752                                 /* compute myf */
 753                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 754                                                       cl->cl_total);
 755                                 cl->cl_myfadj = 0;
 756                         }
 757                 }
 758
 759                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 760                 if (f != cl->cl_f) {
 761                         cl->cl_f = f;
 762                         cftree_update(cl);
 763                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 764                 }
 765         }
 766 }
 767
 768 static void
 769 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 770 {
 771         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 772         int go_passive = 0;
 773
 774         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 775                 go_passive = 1;
 776
 777         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 778                 cl->cl_total += len;
 779
 780                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 781                         continue;
 782
 783                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 784                         go_passive = 1;
 785                 else
 786                         go_passive = 0;
 787
 788                 if (go_passive) {
 789                         /* no more active child, going passive */
 790
 791                         /* update cvtmax of the parent class */
 792                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
 793                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
 794
 795                         /* remove this class from the vt tree */
 796                         vttree_remove(cl);
 797
 798                         cftree_remove(cl);
 799                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 800
 801                         continue;
 802                 }
 803
 804                 /*
 805                  * update vt and f
 806                  */
 807                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
 808                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
 809
 810                 /*
 811                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 812                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 813                  * if so, we need to adjust vtadj.
 814                  */
 815                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 816                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 817                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 818                 }
 819
 820                 /* update the vt tree */
 821                 vttree_update(cl);
 822
 823                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 824                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 825                                                               cl->cl_total);
 826 #if 0
 827                         /*
 828                          * This code causes classes to stay way under their
 829                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 830                          * speed. needs investigation. -kaber
 831                          */
 832                         /*
 833                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 834                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 835                          * a rate-limited class from going greedy.
 836                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 837                          * fluctuates within one clock tick.
 838                          */
 839                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 840                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 841                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 842                                 cl->cl_myfadj += delta;
 843                                 cl->cl_myf += delta;
 844                         }
 845 #endif
 846                 }
 847
 848                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 849                 if (f != cl->cl_f) {
 850                         cl->cl_f = f;
 851                         cftree_update(cl);
 852                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 853                 }
 854         }
 855 }
 856
 857 static void
 858 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 859 {
 860         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 861                 init_ed(cl, len);
 862         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 863                 init_vf(cl, len);
 864
 865         list_add_tail(&cl->dlist, &cl->sched->droplist);
 866 }
 867
 868 static void
 869 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 870 {
 871         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 872                 eltree_remove(cl);
 873
 874         list_del(&cl->dlist);
 875
 876         /*
 877          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 878          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 879          */
 880 }
 881
 882 static unsigned int
 883 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 884 {
 885         struct sk_buff *skb;
 886         unsigned int len;
 887
 888         skb = sch->ops->peek(sch);
 889         if (skb == NULL) {
 890                 if (net_ratelimit())
 891                         printk("qdisc_peek_len: non work-conserving qdisc ?\n");
 892                 return 0;
 893         }
 894         len = qdisc_pkt_len(skb);
 895
 896         return len;
 897 }
 898
 899 static void
 900 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 901 {
 902         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 903
 904         qdisc_reset(cl->qdisc);
 905         qdisc_tree_decrease_qlen(cl->qdisc, len);
 906 }
 907
 908 static void
 909 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 910 {
 911         struct hfsc_class *p;
 912         unsigned int level;
 913
 914         do {
 915                 level = 0;
 916                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 917                         if (p->level >= level)
 918                                 level = p->level + 1;
 919                 }
 920                 cl->level = level;
 921         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 922 }
 923
 924 static inline struct hfsc_class *
 925 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 926 {
 927         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 928         struct Qdisc_class_common *clc;
 929
 930         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, classid);
 931         if (clc == NULL)
 932                 return NULL;
 933         return container_of(clc, struct hfsc_class, cl_common);
 934 }
 935
 936 static void
 937 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 938                 u64 cur_time)
 939 {
 940         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 941         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 942         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 943         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 944                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 945                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 946         }
 947         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 948 }
 949
 950 static void
 951 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 952 {
 953         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 954         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 955         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 956 }
 957
 958 static void
 959 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 960                 u64 cur_time)
 961 {
 962         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 963         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 964         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 965 }
 966
 967 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
 968         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 969         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 970         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 971 };
 972
 973 static int
 974 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 975                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg)
 976 {
 977         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 978         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 979         struct hfsc_class *parent = NULL;
 980         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
 981         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
 982         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
 983         u64 cur_time;
 984         int err;
 985
 986         if (opt == NULL)
 987                 return -EINVAL;
 988
 989         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy);
 990         if (err < 0)
 991                 return err;
 992
 993         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
 994                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
 995                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
 996                         rsc = NULL;
 997         }
 998
 999         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
1000                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
1001                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
1002                         fsc = NULL;
1003         }
1004
1005         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
1006                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
1007                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1008                         usc = NULL;
1009         }
1010
1011         if (cl != NULL) {
1012                 if (parentid) {
1013                         if (cl->cl_parent &&
1014                             cl->cl_parent->cl_common.classid != parentid)
1015                                 return -EINVAL;
1016                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1017                                 return -EINVAL;
1018                 }
1019                 cur_time = psched_get_time();
1020
1021                 sch_tree_lock(sch);
1022                 if (rsc != NULL)
1023                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1024                 if (fsc != NULL)
1025                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1026                 if (usc != NULL)
1027                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1028
1029                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1030                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1031                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1032                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1033                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1034                 }
1035                 sch_tree_unlock(sch);
1036
1037                 if (tca[TCA_RATE])
1038                         gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1039                                               qdisc_root_sleeping_lock(sch),
1040                                               tca[TCA_RATE]);
1041                 return 0;
1042         }
1043
1044         if (parentid == TC_H_ROOT)
1045                 return -EEXIST;
1046
1047         parent = &q->root;
1048         if (parentid) {
1049                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1050                 if (parent == NULL)
1051                         return -ENOENT;
1052         }
1053
1054         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1055                 return -EINVAL;
1056         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1057                 return -EEXIST;
1058
1059         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1060                 return -EINVAL;
1061
1062         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1063         if (cl == NULL)
1064                 return -ENOBUFS;
1065
1066         if (rsc != NULL)
1067                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1068         if (fsc != NULL)
1069                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1070         if (usc != NULL)
1071                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1072
1073         cl->cl_common.classid = classid;
1074         cl->refcnt    = 1;
1075         cl->sched     = q;
1076         cl->cl_parent = parent;
1077         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(qdisc_dev(sch), sch->dev_queue,
1078                                       &pfifo_qdisc_ops, classid);
1079         if (cl->qdisc == NULL)
1080                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1081         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1082         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1083         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1084
1085         sch_tree_lock(sch);
1086         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->cl_common);
1087         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1088         if (parent->level == 0)
1089                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1090         hfsc_adjust_levels(parent);
1091         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1092         sch_tree_unlock(sch);
1093
1094         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1095
1096         if (tca[TCA_RATE])
1097                 gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1098                                   qdisc_root_sleeping_lock(sch), tca[TCA_RATE]);
1099         *arg = (unsigned long)cl;
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 static void
1104 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1105 {
1106         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1107
1108         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1109         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1110         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1111         if (cl != &q->root)
1112                 kfree(cl);
1113 }
1114
1115 static int
1116 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1117 {
1118         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1119         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1120
1121         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1122                 return -EBUSY;
1123
1124         sch_tree_lock(sch);
1125
1126         list_del(&cl->siblings);
1127         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1128
1129         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1130         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->cl_common);
1131
1132         if (--cl->refcnt == 0)
1133                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1134
1135         sch_tree_unlock(sch);
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 static struct hfsc_class *
1140 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1141 {
1142         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1143         struct hfsc_class *cl;
1144         struct tcf_result res;
1145         struct tcf_proto *tcf;
1146         int result;
1147
1148         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1149             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1150                 if (cl->level == 0)
1151                         return cl;
1152
1153         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
1154         tcf = q->root.filter_list;
1155         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1156 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1157                 switch (result) {
1158                 case TC_ACT_QUEUED:
1159                 case TC_ACT_STOLEN:
1160                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
1161                 case TC_ACT_SHOT:
1162                         return NULL;
1163                 }
1164 #endif
1165                 if ((cl = (struct hfsc_class *)res.class) == NULL) {
1166                         if ((cl = hfsc_find_class(res.classid, sch)) == NULL)
1167                                 break; /* filter selected invalid classid */
1168                 }
1169
1170                 if (cl->level == 0)
1171                         return cl; /* hit leaf class */
1172
1173                 /* apply inner filter chain */
1174                 tcf = cl->filter_list;
1175         }
1176
1177         /* classification failed, try default class */
1178         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1179         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1180                 return NULL;
1181
1182         return cl;
1183 }
1184
1185 static int
1186 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1187                  struct Qdisc **old)
1188 {
1189         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1190
1191         if (cl == NULL)
1192                 return -ENOENT;
1193         if (cl->level > 0)
1194                 return -EINVAL;
1195         if (new == NULL) {
1196                 new = qdisc_create_dflt(qdisc_dev(sch), sch->dev_queue,
1197                                         &pfifo_qdisc_ops,
1198                                         cl->cl_common.classid);
1199                 if (new == NULL)
1200                         new = &noop_qdisc;
1201         }
1202
1203         sch_tree_lock(sch);
1204         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1205         *old = xchg(&cl->qdisc, new);
1206         sch_tree_unlock(sch);
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static struct Qdisc *
1211 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1212 {
1213         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1214
1215         if (cl != NULL && cl->level == 0)
1216                 return cl->qdisc;
1217
1218         return NULL;
1219 }
1220
1221 static void
1222 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1223 {
1224         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1225
1226         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1227                 update_vf(cl, 0, 0);
1228                 set_passive(cl);
1229         }
1230 }
1231
1232 static unsigned long
1233 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1234 {
1235         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1236
1237         if (cl != NULL)
1238                 cl->refcnt++;
1239
1240         return (unsigned long)cl;
1241 }
1242
1243 static void
1244 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1245 {
1246         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1247
1248         if (--cl->refcnt == 0)
1249                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1250 }
1251
1252 static unsigned long
1253 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1254 {
1255         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1256         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1257
1258         if (cl != NULL) {
1259                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1260                         return 0;
1261                 cl->filter_cnt++;
1262         }
1263
1264         return (unsigned long)cl;
1265 }
1266
1267 static void
1268 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1269 {
1270         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1271
1272         cl->filter_cnt--;
1273 }
1274
1275 static struct tcf_proto **
1276 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1277 {
1278         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1279         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1280
1281         if (cl == NULL)
1282                 cl = &q->root;
1283
1284         return &cl->filter_list;
1285 }
1286
1287 static int
1288 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1289 {
1290         struct tc_service_curve tsc;
1291
1292         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1293         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1294         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1295         NLA_PUT(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc);
1296
1297         return skb->len;
1298
1299  nla_put_failure:
1300         return -1;
1301 }
1302
1303 static inline int
1304 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1305 {
1306         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1307             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1308                 goto nla_put_failure;
1309
1310         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1311             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1312                 goto nla_put_failure;
1313
1314         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1315             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1316                 goto nla_put_failure;
1317
1318         return skb->len;
1319
1320  nla_put_failure:
1321         return -1;
1322 }
1323
1324 static int
1325 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1326                 struct tcmsg *tcm)
1327 {
1328         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1329         struct nlattr *nest;
1330
1331         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->cl_common.classid :
1332                                           TC_H_ROOT;
1333         tcm->tcm_handle = cl->cl_common.classid;
1334         if (cl->level == 0)
1335                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1336
1337         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1338         if (nest == NULL)
1339                 goto nla_put_failure;
1340         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1341                 goto nla_put_failure;
1342         nla_nest_end(skb, nest);
1343         return skb->len;
1344
1345  nla_put_failure:
1346         nla_nest_cancel(skb, nest);
1347         return -EMSGSIZE;
1348 }
1349
1350 static int
1351 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1352         struct gnet_dump *d)
1353 {
1354         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1355         struct tc_hfsc_stats xstats;
1356
1357         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1358         xstats.level   = cl->level;
1359         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1360         xstats.work    = cl->cl_total;
1361         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1362
1363         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1364             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1365             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1366                 return -1;
1367
1368         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1369 }
1370
1371
1372
1373 static void
1374 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1375 {
1376         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1377         struct hlist_node *n;
1378         struct hfsc_class *cl;
1379         unsigned int i;
1380
1381         if (arg->stop)
1382                 return;
1383
1384         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1385                 hlist_for_each_entry(cl, n, &q->clhash.hash[i],
1386                                      cl_common.hnode) {
1387                         if (arg->count < arg->skip) {
1388                                 arg->count++;
1389                                 continue;
1390                         }
1391                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1392                                 arg->stop = 1;
1393                                 return;
1394                         }
1395                         arg->count++;
1396                 }
1397         }
1398 }
1399
1400 static void
1401 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1402 {
1403         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1404         struct hfsc_class *cl;
1405         u64 next_time = 0;
1406
1407         if ((cl = eltree_get_minel(q)) != NULL)
1408                 next_time = cl->cl_e;
1409         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1410                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1411                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1412         }
1413         WARN_ON(next_time == 0);
1414         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1415 }
1416
1417 static int
1418 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1419 {
1420         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1421         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1422         int err;
1423
1424         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1425                 return -EINVAL;
1426         qopt = nla_data(opt);
1427
1428         q->defcls = qopt->defcls;
1429         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1430         if (err < 0)
1431                 return err;
1432         q->eligible = RB_ROOT;
1433         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1434
1435         q->root.cl_common.classid = sch->handle;
1436         q->root.refcnt  = 1;
1437         q->root.sched   = q;
1438         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(qdisc_dev(sch), sch->dev_queue,
1439                                           &pfifo_qdisc_ops,
1440                                           sch->handle);
1441         if (q->root.qdisc == NULL)
1442                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1443         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1444         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1445         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1446
1447         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &q->root.cl_common);
1448         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1449
1450         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1451
1452         return 0;
1453 }
1454
1455 static int
1456 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1457 {
1458         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1459         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1460
1461         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1462                 return -EINVAL;
1463         qopt = nla_data(opt);
1464
1465         sch_tree_lock(sch);
1466         q->defcls = qopt->defcls;
1467         sch_tree_unlock(sch);
1468
1469         return 0;
1470 }
1471
1472 static void
1473 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1474 {
1475         cl->cl_total        = 0;
1476         cl->cl_cumul        = 0;
1477         cl->cl_d            = 0;
1478         cl->cl_e            = 0;
1479         cl->cl_vt           = 0;
1480         cl->cl_vtadj        = 0;
1481         cl->cl_vtoff        = 0;
1482         cl->cl_cvtmin       = 0;
1483         cl->cl_cvtmax       = 0;
1484         cl->cl_cvtoff       = 0;
1485         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1486         cl->cl_vtperiod     = 0;
1487         cl->cl_parentperiod = 0;
1488         cl->cl_f            = 0;
1489         cl->cl_myf          = 0;
1490         cl->cl_myfadj       = 0;
1491         cl->cl_cfmin        = 0;
1492         cl->cl_nactive      = 0;
1493
1494         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1495         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1496         qdisc_reset(cl->qdisc);
1497
1498         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1499                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1500         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1501                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1502         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1503                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1504 }
1505
1506 static void
1507 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1508 {
1509         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1510         struct hfsc_class *cl;
1511         struct hlist_node *n;
1512         unsigned int i;
1513
1514         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1515                 hlist_for_each_entry(cl, n, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1516                         hfsc_reset_class(cl);
1517         }
1518         q->eligible = RB_ROOT;
1519         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1520         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1521         sch->q.qlen = 0;
1522 }
1523
1524 static void
1525 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1526 {
1527         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1528         struct hlist_node *n, *next;
1529         struct hfsc_class *cl;
1530         unsigned int i;
1531
1532         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1533                 hlist_for_each_entry(cl, n, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1534                         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1535         }
1536         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1537                 hlist_for_each_entry_safe(cl, n, next, &q->clhash.hash[i],
1538                                           cl_common.hnode)
1539                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1540         }
1541         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1542         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1543 }
1544
1545 static int
1546 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1547 {
1548         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1549         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1550         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1551
1552         qopt.defcls = q->defcls;
1553         NLA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt);
1554         return skb->len;
1555
1556  nla_put_failure:
1557         nlmsg_trim(skb, b);
1558         return -1;
1559 }
1560
1561 static int
1562 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1563 {
1564         struct hfsc_class *cl;
1565         int err;
1566
1567         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1568         if (cl == NULL) {
1569                 if (err & __NET_XMIT_BYPASS)
1570                         sch->qstats.drops++;
1571                 kfree_skb(skb);
1572                 return err;
1573         }
1574
1575         err = qdisc_enqueue(skb, cl->qdisc);
1576         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1577                 if (net_xmit_drop_count(err)) {
1578                         cl->qstats.drops++;
1579                         sch->qstats.drops++;
1580                 }
1581                 return err;
1582         }
1583
1584         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1585                 set_active(cl, qdisc_pkt_len(skb));
1586
1587         cl->bstats.packets++;
1588         cl->bstats.bytes += qdisc_pkt_len(skb);
1589         sch->bstats.packets++;
1590         sch->bstats.bytes += qdisc_pkt_len(skb);
1591         sch->q.qlen++;
1592
1593         return NET_XMIT_SUCCESS;
1594 }
1595
1596 static struct sk_buff *
1597 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1598 {
1599         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1600         struct hfsc_class *cl;
1601         struct sk_buff *skb;
1602         u64 cur_time;
1603         unsigned int next_len;
1604         int realtime = 0;
1605
1606         if (sch->q.qlen == 0)
1607                 return NULL;
1608
1609         cur_time = psched_get_time();
1610
1611         /*
1612          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1613          * find the class with the minimum deadline among
1614          * the eligible classes.
1615          */
1616         if ((cl = eltree_get_mindl(q, cur_time)) != NULL) {
1617                 realtime = 1;
1618         } else {
1619                 /*
1620                  * use link-sharing criteria
1621                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1622                  */
1623                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1624                 if (cl == NULL) {
1625                         sch->qstats.overlimits++;
1626                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1627                         return NULL;
1628                 }
1629         }
1630
1631         skb = qdisc_dequeue_peeked(cl->qdisc);
1632         if (skb == NULL) {
1633                 if (net_ratelimit())
1634                         printk("HFSC: Non-work-conserving qdisc ?\n");
1635                 return NULL;
1636         }
1637
1638         update_vf(cl, qdisc_pkt_len(skb), cur_time);
1639         if (realtime)
1640                 cl->cl_cumul += qdisc_pkt_len(skb);
1641
1642         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1643                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1644                         /* update ed */
1645                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1646                         if (realtime)
1647                                 update_ed(cl, next_len);
1648                         else
1649                                 update_d(cl, next_len);
1650                 }
1651         } else {
1652                 /* the class becomes passive */
1653                 set_passive(cl);
1654         }
1655
1656         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1657         sch->q.qlen--;
1658
1659         return skb;
1660 }
1661
1662 static unsigned int
1663 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1664 {
1665         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1666         struct hfsc_class *cl;
1667         unsigned int len;
1668
1669         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1670                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1671                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1672                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1673                                 update_vf(cl, 0, 0);
1674                                 set_passive(cl);
1675                         } else {
1676                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1677                         }
1678                         cl->qstats.drops++;
1679                         sch->qstats.drops++;
1680                         sch->q.qlen--;
1681                         return len;
1682                 }
1683         }
1684         return 0;
1685 }
1686
1687 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1688         .change         = hfsc_change_class,
1689         .delete         = hfsc_delete_class,
1690         .graft          = hfsc_graft_class,
1691         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1692         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1693         .get            = hfsc_get_class,
1694         .put            = hfsc_put_class,
1695         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1696         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1697         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1698         .dump           = hfsc_dump_class,
1699         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1700         .walk           = hfsc_walk
1701 };
1702
1703 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1704         .id             = "hfsc",
1705         .init           = hfsc_init_qdisc,
1706         .change         = hfsc_change_qdisc,
1707         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1708         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1709         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1710         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1711         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1712         .peek           = qdisc_peek_dequeued,
1713         .drop           = hfsc_drop,
1714         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1715         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1716         .owner          = THIS_MODULE
1717 };
1718
1719 static int __init
1720 hfsc_init(void)
1721 {
1722         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1723 }
1724
1725 static void __exit
1726 hfsc_cleanup(void)
1727 {
1728         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1729 }
1730
1731 MODULE_LICENSE("GPL");
1732 module_init(hfsc_init);
1733 module_exit(hfsc_cleanup);