net/sched/sch_hfsc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003 Patrick McHardy, <kaber@trash.net>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   7  * of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * 2003-10-17 - Ported from altq
  10  */
  11 /*
  12  * Copyright (c) 1997-1999 Carnegie Mellon University. All Rights Reserved.
  13  *
  14  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and
  15  * its documentation is hereby granted (including for commercial or
  16  * for-profit use), provided that both the copyright notice and this
  17  * permission notice appear in all copies of the software, derivative
  18  * works, or modified versions, and any portions thereof.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS EXPERIMENTAL AND IS KNOWN TO HAVE BUGS, SOME OF
  21  * WHICH MAY HAVE SERIOUS CONSEQUENCES.  CARNEGIE MELLON PROVIDES THIS
  22  * SOFTWARE IN ITS ``AS IS'' CONDITION, AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  23  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  24  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  25  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL CARNEGIE MELLON UNIVERSITY BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  27  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT
  28  * OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR
  29  * BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  30  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  31  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE
  32  * USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
  33  * DAMAGE.
  34  *
  35  * Carnegie Mellon encourages (but does not require) users of this
  36  * software to return any improvements or extensions that they make,
  37  * and to grant Carnegie Mellon the rights to redistribute these
  38  * changes without encumbrance.
  39  */
  40 /*
  41  * H-FSC is described in Proceedings of SIGCOMM'97,
  42  * "A Hierarchical Fair Service Curve Algorithm for Link-Sharing,
  43  * Real-Time and Priority Service"
  44  * by Ion Stoica, Hui Zhang, and T. S. Eugene Ng.
  45  *
  46  * Oleg Cherevko <olwi@aq.ml.com.ua> added the upperlimit for link-sharing.
  47  * when a class has an upperlimit, the fit-time is computed from the
  48  * upperlimit service curve.  the link-sharing scheduler does not schedule
  49  * a class whose fit-time exceeds the current time.
  50  */
  51
  52 #include <linux/kernel.h>
  53 #include <linux/module.h>
  54 #include <linux/types.h>
  55 #include <linux/errno.h>
  56 #include <linux/compiler.h>
  57 #include <linux/spinlock.h>
  58 #include <linux/skbuff.h>
  59 #include <linux/string.h>
  60 #include <linux/slab.h>
  61 #include <linux/list.h>
  62 #include <linux/rbtree.h>
  63 #include <linux/init.h>
  64 #include <linux/rtnetlink.h>
  65 #include <linux/pkt_sched.h>
  66 #include <net/netlink.h>
  67 #include <net/pkt_sched.h>
  68 #include <net/pkt_cls.h>
  69 #include <asm/div64.h>
  70
  71 /*
  72  * kernel internal service curve representation:
  73  *   coordinates are given by 64 bit unsigned integers.
  74  *   x-axis: unit is clock count.
  75  *   y-axis: unit is byte.
  76  *
  77  *   The service curve parameters are converted to the internal
  78  *   representation. The slope values are scaled to avoid overflow.
  79  *   the inverse slope values as well as the y-projection of the 1st
  80  *   segment are kept in order to avoid 64-bit divide operations
  81  *   that are expensive on 32-bit architectures.
  82  */
  83
  84 struct internal_sc {
  85         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
  86         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
  87         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
  88         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
  89         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
  90         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
  91 };
  92
  93 /* runtime service curve */
  94 struct runtime_sc {
  95         u64     x;      /* current starting position on x-axis */
  96         u64     y;      /* current starting position on y-axis */
  97         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
  98         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
  99         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
 100         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
 101         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
 102         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
 103 };
 104
 105 enum hfsc_class_flags {
 106         HFSC_RSC = 0x1,
 107         HFSC_FSC = 0x2,
 108         HFSC_USC = 0x4
 109 };
 110
 111 struct hfsc_class {
 112         struct Qdisc_class_common cl_common;
 113
 114         struct gnet_stats_basic_packed bstats;
 115         struct gnet_stats_queue qstats;
 116         struct net_rate_estimator __rcu *rate_est;
 117         struct tcf_proto __rcu *filter_list; /* filter list */
 118         struct tcf_block *block;
 119         unsigned int    filter_cnt;     /* filter count */
 120         unsigned int    level;          /* class level in hierarchy */
 121
 122         struct hfsc_sched *sched;       /* scheduler data */
 123         struct hfsc_class *cl_parent;   /* parent class */
 124         struct list_head siblings;      /* sibling classes */
 125         struct list_head children;      /* child classes */
 126         struct Qdisc    *qdisc;         /* leaf qdisc */
 127
 128         struct rb_node el_node;         /* qdisc's eligible tree member */
 129         struct rb_root vt_tree;         /* active children sorted by cl_vt */
 130         struct rb_node vt_node;         /* parent's vt_tree member */
 131         struct rb_root cf_tree;         /* active children sorted by cl_f */
 132         struct rb_node cf_node;         /* parent's cf_heap member */
 133
 134         u64     cl_total;               /* total work in bytes */
 135         u64     cl_cumul;               /* cumulative work in bytes done by
 136                                            real-time criteria */
 137
 138         u64     cl_d;                   /* deadline*/
 139         u64     cl_e;                   /* eligible time */
 140         u64     cl_vt;                  /* virtual time */
 141         u64     cl_f;                   /* time when this class will fit for
 142                                            link-sharing, max(myf, cfmin) */
 143         u64     cl_myf;                 /* my fit-time (calculated from this
 144                                            class's own upperlimit curve) */
 145         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 146                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 147         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 148                                            children fit for link-sharing
 149                                            (monotonic within a period) */
 150         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 151                                            adjustment */
 152         u64     cl_cvtoff;              /* largest virtual time seen among
 153                                            the children */
 154
 155         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 156         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 157         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 158         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 159         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 160         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 161         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 162
 163         u8              cl_flags;       /* which curves are valid */
 164         u32             cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 165         u32             cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 166         u32             cl_nactive;     /* number of active children */
 167 };
 168
 169 struct hfsc_sched {
 170         u16     defcls;                         /* default class id */
 171         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 172         struct Qdisc_class_hash clhash;         /* class hash */
 173         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 174         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 175 };
 176
 177 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 178
 179
 180 /*
 181  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 182  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 183  */
 184
 185 static void
 186 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 187 {
 188         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 189         struct rb_node *parent = NULL;
 190         struct hfsc_class *cl1;
 191
 192         while (*p != NULL) {
 193                 parent = *p;
 194                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 195                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 196                         p = &parent->rb_right;
 197                 else
 198                         p = &parent->rb_left;
 199         }
 200         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 201         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 202 }
 203
 204 static inline void
 205 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 206 {
 207         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 208 }
 209
 210 static inline void
 211 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 212 {
 213         eltree_remove(cl);
 214         eltree_insert(cl);
 215 }
 216
 217 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 218 static inline struct hfsc_class *
 219 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 220 {
 221         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 222         struct rb_node *n;
 223
 224         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 225                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 226                 if (p->cl_e > cur_time)
 227                         break;
 228                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 229                         cl = p;
 230         }
 231         return cl;
 232 }
 233
 234 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 235 static inline struct hfsc_class *
 236 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 237 {
 238         struct rb_node *n;
 239
 240         n = rb_first(&q->eligible);
 241         if (n == NULL)
 242                 return NULL;
 243         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 244 }
 245
 246 /*
 247  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 248  * time. each intermediate class has one vttree.
 249  */
 250 static void
 251 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 252 {
 253         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 254         struct rb_node *parent = NULL;
 255         struct hfsc_class *cl1;
 256
 257         while (*p != NULL) {
 258                 parent = *p;
 259                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 260                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 261                         p = &parent->rb_right;
 262                 else
 263                         p = &parent->rb_left;
 264         }
 265         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 266         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 267 }
 268
 269 static inline void
 270 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 271 {
 272         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 273 }
 274
 275 static inline void
 276 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 277 {
 278         vttree_remove(cl);
 279         vttree_insert(cl);
 280 }
 281
 282 static inline struct hfsc_class *
 283 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 284 {
 285         struct hfsc_class *p;
 286         struct rb_node *n;
 287
 288         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 289                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 290                 if (p->cl_f <= cur_time)
 291                         return p;
 292         }
 293         return NULL;
 294 }
 295
 296 /*
 297  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 298  */
 299 static struct hfsc_class *
 300 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 301 {
 302         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 303         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 304                 return NULL;
 305
 306         while (cl->level > 0) {
 307                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 308                 if (cl == NULL)
 309                         return NULL;
 310                 /*
 311                  * update parent's cl_cvtmin.
 312                  */
 313                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 314                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 315         }
 316         return cl;
 317 }
 318
 319 static void
 320 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 321 {
 322         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 323         struct rb_node *parent = NULL;
 324         struct hfsc_class *cl1;
 325
 326         while (*p != NULL) {
 327                 parent = *p;
 328                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 329                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 330                         p = &parent->rb_right;
 331                 else
 332                         p = &parent->rb_left;
 333         }
 334         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 335         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 336 }
 337
 338 static inline void
 339 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 340 {
 341         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 342 }
 343
 344 static inline void
 345 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 346 {
 347         cftree_remove(cl);
 348         cftree_insert(cl);
 349 }
 350
 351 /*
 352  * service curve support functions
 353  *
 354  *  external service curve parameters
 355  *      m: bps
 356  *      d: us
 357  *  internal service curve parameters
 358  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 359  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 360  *      dx: psched_us
 361  *
 362  * The clock source resolution with ktime and PSCHED_SHIFT 10 is 1.024us.
 363  *
 364  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 365  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 366  * digits in decimal using the following table.
 367  *
 368  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 369  *  ------------+-------------------------------------------------------
 370  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 371  *
 372  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 373  *
 374  * So, for PSCHED_SHIFT 10 we need: SM_SHIFT 20, ISM_SHIFT 18.
 375  */
 376 #define SM_SHIFT        (30 - PSCHED_SHIFT)
 377 #define ISM_SHIFT       (8 + PSCHED_SHIFT)
 378
 379 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 380 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 381
 382 static inline u64
 383 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 384 {
 385         u64 y;
 386
 387         /*
 388          * compute
 389          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 390          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 391          */
 392         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 393         return y;
 394 }
 395
 396 static inline u64
 397 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 398 {
 399         u64 x;
 400
 401         if (y == 0)
 402                 x = 0;
 403         else if (ism == HT_INFINITY)
 404                 x = HT_INFINITY;
 405         else {
 406                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 407                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 408         }
 409         return x;
 410 }
 411
 412 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 413 static u64
 414 m2sm(u32 m)
 415 {
 416         u64 sm;
 417
 418         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 419         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 420         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 421         return sm;
 422 }
 423
 424 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 425 static u64
 426 m2ism(u32 m)
 427 {
 428         u64 ism;
 429
 430         if (m == 0)
 431                 ism = HT_INFINITY;
 432         else {
 433                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 434                 ism += m - 1;
 435                 do_div(ism, m);
 436         }
 437         return ism;
 438 }
 439
 440 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 441 static u64
 442 d2dx(u32 d)
 443 {
 444         u64 dx;
 445
 446         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 447         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 448         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 449         return dx;
 450 }
 451
 452 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 453 static u32
 454 sm2m(u64 sm)
 455 {
 456         u64 m;
 457
 458         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 459         return (u32)m;
 460 }
 461
 462 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 463 static u32
 464 dx2d(u64 dx)
 465 {
 466         u64 d;
 467
 468         d = dx * USEC_PER_SEC;
 469         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 470         return (u32)d;
 471 }
 472
 473 static void
 474 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 475 {
 476         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 477         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 478         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 479         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 480         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 481         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 482 }
 483
 484 /*
 485  * initialize the runtime service curve with the given internal
 486  * service curve starting at (x, y).
 487  */
 488 static void
 489 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 490 {
 491         rtsc->x    = x;
 492         rtsc->y    = y;
 493         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 494         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 495         rtsc->dx   = isc->dx;
 496         rtsc->dy   = isc->dy;
 497         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 498         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 499 }
 500
 501 /*
 502  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 503  * given x-projection value
 504  */
 505 static u64
 506 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 507 {
 508         u64 x;
 509
 510         if (y < rtsc->y)
 511                 x = rtsc->x;
 512         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 513                 /* x belongs to the 1st segment */
 514                 if (rtsc->dy == 0)
 515                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 516                 else
 517                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 518         } else {
 519                 /* x belongs to the 2nd segment */
 520                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 521                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 522         }
 523         return x;
 524 }
 525
 526 static u64
 527 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 528 {
 529         u64 y;
 530
 531         if (x <= rtsc->x)
 532                 y = rtsc->y;
 533         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 534                 /* y belongs to the 1st segment */
 535                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 536         else
 537                 /* y belongs to the 2nd segment */
 538                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 539                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 540         return y;
 541 }
 542
 543 /*
 544  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 545  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 546  */
 547 static void
 548 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 549 {
 550         u64 y1, y2, dx, dy;
 551         u32 dsm;
 552
 553         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 554                 /* service curve is convex */
 555                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 556                 if (y1 < y)
 557                         /* the current rtsc is smaller */
 558                         return;
 559                 rtsc->x = x;
 560                 rtsc->y = y;
 561                 return;
 562         }
 563
 564         /*
 565          * service curve is concave
 566          * compute the two y values of the current rtsc
 567          *      y1: at x
 568          *      y2: at (x + dx)
 569          */
 570         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 571         if (y1 <= y) {
 572                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 573                 return;
 574         }
 575
 576         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 577         if (y2 >= y + isc->dy) {
 578                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 579                 rtsc->x = x;
 580                 rtsc->y = y;
 581                 rtsc->dx = isc->dx;
 582                 rtsc->dy = isc->dy;
 583                 return;
 584         }
 585
 586         /*
 587          * the two curves intersect
 588          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 589          * function of seg_x2y()
 590          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 591          */
 592         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 593         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 594         do_div(dx, dsm);
 595         /*
 596          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 597          * if so, add the offset.
 598          */
 599         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 600                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 601         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 602
 603         rtsc->x = x;
 604         rtsc->y = y;
 605         rtsc->dx = dx;
 606         rtsc->dy = dy;
 607 }
 608
 609 static void
 610 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 611 {
 612         u64 cur_time = psched_get_time();
 613
 614         /* update the deadline curve */
 615         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 616
 617         /*
 618          * update the eligible curve.
 619          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 620          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 621          */
 622         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 623         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 624                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 625                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 626         }
 627
 628         /* compute e and d */
 629         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 630         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 631
 632         eltree_insert(cl);
 633 }
 634
 635 static void
 636 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 637 {
 638         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 639         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 640
 641         eltree_update(cl);
 642 }
 643
 644 static inline void
 645 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 646 {
 647         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 648 }
 649
 650 static inline void
 651 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 652 {
 653         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 654         struct hfsc_class *p;
 655
 656         if (n == NULL) {
 657                 cl->cl_cfmin = 0;
 658                 return;
 659         }
 660         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 661         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 662 }
 663
 664 static void
 665 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 666 {
 667         struct hfsc_class *max_cl;
 668         struct rb_node *n;
 669         u64 vt, f, cur_time;
 670         int go_active;
 671
 672         cur_time = 0;
 673         go_active = 1;
 674         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 675                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 676                         go_active = 1;
 677                 else
 678                         go_active = 0;
 679
 680                 if (go_active) {
 681                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 682                         if (n != NULL) {
 683                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 684                                 /*
 685                                  * set vt to the average of the min and max
 686                                  * classes.  if the parent's period didn't
 687                                  * change, don't decrease vt of the class.
 688                                  */
 689                                 vt = max_cl->cl_vt;
 690                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 691                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 692
 693                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 694                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 695                                         cl->cl_vt = vt;
 696                         } else {
 697                                 /*
 698                                  * first child for a new parent backlog period.
 699                                  * initialize cl_vt to the highest value seen
 700                                  * among the siblings. this is analogous to
 701                                  * what cur_time would provide in realtime case.
 702                                  */
 703                                 cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtoff;
 704                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 705                         }
 706
 707                         /* update the virtual curve */
 708                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 709                         cl->cl_vtadj = 0;
 710
 711                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 712                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 713                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 714                                 cl->cl_parentperiod++;
 715                         cl->cl_f = 0;
 716
 717                         vttree_insert(cl);
 718                         cftree_insert(cl);
 719
 720                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 721                                 /* class has upper limit curve */
 722                                 if (cur_time == 0)
 723                                         cur_time = psched_get_time();
 724
 725                                 /* update the ulimit curve */
 726                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 727                                          cl->cl_total);
 728                                 /* compute myf */
 729                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 730                                                       cl->cl_total);
 731                         }
 732                 }
 733
 734                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 735                 if (f != cl->cl_f) {
 736                         cl->cl_f = f;
 737                         cftree_update(cl);
 738                 }
 739                 update_cfmin(cl->cl_parent);
 740         }
 741 }
 742
 743 static void
 744 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 745 {
 746         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 747         int go_passive = 0;
 748
 749         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 750                 go_passive = 1;
 751
 752         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 753                 cl->cl_total += len;
 754
 755                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 756                         continue;
 757
 758                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 759                         go_passive = 1;
 760                 else
 761                         go_passive = 0;
 762
 763                 /* update vt */
 764                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total) + cl->cl_vtadj;
 765
 766                 /*
 767                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 768                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 769                  * if so, we need to adjust vtadj.
 770                  */
 771                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 772                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 773                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 774                 }
 775
 776                 if (go_passive) {
 777                         /* no more active child, going passive */
 778
 779                         /* update cvtoff of the parent class */
 780                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtoff)
 781                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff = cl->cl_vt;
 782
 783                         /* remove this class from the vt tree */
 784                         vttree_remove(cl);
 785
 786                         cftree_remove(cl);
 787                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 788
 789                         continue;
 790                 }
 791
 792                 /* update the vt tree */
 793                 vttree_update(cl);
 794
 795                 /* update f */
 796                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 797                         cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit, cl->cl_total);
 798 #if 0
 799                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 800                                                               cl->cl_total);
 801                         /*
 802                          * This code causes classes to stay way under their
 803                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 804                          * speed. needs investigation. -kaber
 805                          */
 806                         /*
 807                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 808                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 809                          * a rate-limited class from going greedy.
 810                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 811                          * fluctuates within one clock tick.
 812                          */
 813                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 814                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 815                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 816                                 cl->cl_myfadj += delta;
 817                                 cl->cl_myf += delta;
 818                         }
 819 #endif
 820                 }
 821
 822                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 823                 if (f != cl->cl_f) {
 824                         cl->cl_f = f;
 825                         cftree_update(cl);
 826                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 827                 }
 828         }
 829 }
 830
 831 static unsigned int
 832 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 833 {
 834         struct sk_buff *skb;
 835         unsigned int len;
 836
 837         skb = sch->ops->peek(sch);
 838         if (unlikely(skb == NULL)) {
 839                 qdisc_warn_nonwc("qdisc_peek_len", sch);
 840                 return 0;
 841         }
 842         len = qdisc_pkt_len(skb);
 843
 844         return len;
 845 }
 846
 847 static void
 848 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 849 {
 850         struct hfsc_class *p;
 851         unsigned int level;
 852
 853         do {
 854                 level = 0;
 855                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 856                         if (p->level >= level)
 857                                 level = p->level + 1;
 858                 }
 859                 cl->level = level;
 860         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 861 }
 862
 863 static inline struct hfsc_class *
 864 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 865 {
 866         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 867         struct Qdisc_class_common *clc;
 868
 869         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, classid);
 870         if (clc == NULL)
 871                 return NULL;
 872         return container_of(clc, struct hfsc_class, cl_common);
 873 }
 874
 875 static void
 876 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 877                 u64 cur_time)
 878 {
 879         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 880         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 881         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 882         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 883                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 884                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 885         }
 886         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 887 }
 888
 889 static void
 890 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 891 {
 892         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 893         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 894         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 895 }
 896
 897 static void
 898 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 899                 u64 cur_time)
 900 {
 901         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 902         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 903         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 904 }
 905
 906 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
 907         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 908         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 909         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
 910 };
 911
 912 static int
 913 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 914                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg,
 915                   struct netlink_ext_ack *extack)
 916 {
 917         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 918         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 919         struct hfsc_class *parent = NULL;
 920         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
 921         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
 922         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
 923         u64 cur_time;
 924         int err;
 925
 926         if (opt == NULL)
 927                 return -EINVAL;
 928
 929         err = nla_parse_nested_deprecated(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy,
 930                                           NULL);
 931         if (err < 0)
 932                 return err;
 933
 934         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
 935                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
 936                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
 937                         rsc = NULL;
 938         }
 939
 940         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
 941                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
 942                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
 943                         fsc = NULL;
 944         }
 945
 946         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
 947                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
 948                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
 949                         usc = NULL;
 950         }
 951
 952         if (cl != NULL) {
 953                 int old_flags;
 954
 955                 if (parentid) {
 956                         if (cl->cl_parent &&
 957                             cl->cl_parent->cl_common.classid != parentid)
 958                                 return -EINVAL;
 959                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
 960                                 return -EINVAL;
 961                 }
 962                 cur_time = psched_get_time();
 963
 964                 if (tca[TCA_RATE]) {
 965                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, NULL,
 966                                                     &cl->rate_est,
 967                                                     NULL,
 968                                                     qdisc_root_sleeping_running(sch),
 969                                                     tca[TCA_RATE]);
 970                         if (err)
 971                                 return err;
 972                 }
 973
 974                 sch_tree_lock(sch);
 975                 old_flags = cl->cl_flags;
 976
 977                 if (rsc != NULL)
 978                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
 979                 if (fsc != NULL)
 980                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
 981                 if (usc != NULL)
 982                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
 983
 984                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
 985                         int len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
 986
 987                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
 988                                 if (old_flags & HFSC_RSC)
 989                                         update_ed(cl, len);
 990                                 else
 991                                         init_ed(cl, len);
 992                         }
 993
 994                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC) {
 995                                 if (old_flags & HFSC_FSC)
 996                                         update_vf(cl, 0, cur_time);
 997                                 else
 998                                         init_vf(cl, len);
 999                         }
1000                 }
1001                 sch_tree_unlock(sch);
1002
1003                 return 0;
1004         }
1005
1006         if (parentid == TC_H_ROOT)
1007                 return -EEXIST;
1008
1009         parent = &q->root;
1010         if (parentid) {
1011                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1012                 if (parent == NULL)
1013                         return -ENOENT;
1014         }
1015         if (!(parent->cl_flags & HFSC_FSC) && parent != &q->root) {
1016                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid parent - parent class must have FSC");
1017                 return -EINVAL;
1018         }
1019
1020         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1021                 return -EINVAL;
1022         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1023                 return -EEXIST;
1024
1025         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1026                 return -EINVAL;
1027
1028         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1029         if (cl == NULL)
1030                 return -ENOBUFS;
1031
1032         err = tcf_block_get(&cl->block, &cl->filter_list, sch, extack);
1033         if (err) {
1034                 kfree(cl);
1035                 return err;
1036         }
1037
1038         if (tca[TCA_RATE]) {
1039                 err = gen_new_estimator(&cl->bstats, NULL, &cl->rate_est,
1040                                         NULL,
1041                                         qdisc_root_sleeping_running(sch),
1042                                         tca[TCA_RATE]);
1043                 if (err) {
1044                         tcf_block_put(cl->block);
1045                         kfree(cl);
1046                         return err;
1047                 }
1048         }
1049
1050         if (rsc != NULL)
1051                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1052         if (fsc != NULL)
1053                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1054         if (usc != NULL)
1055                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1056
1057         cl->cl_common.classid = classid;
1058         cl->sched     = q;
1059         cl->cl_parent = parent;
1060         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1061                                       classid, NULL);
1062         if (cl->qdisc == NULL)
1063                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1064         else
1065                 qdisc_hash_add(cl->qdisc, true);
1066         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1067         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1068         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1069
1070         sch_tree_lock(sch);
1071         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->cl_common);
1072         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1073         if (parent->level == 0)
1074                 qdisc_purge_queue(parent->qdisc);
1075         hfsc_adjust_levels(parent);
1076         sch_tree_unlock(sch);
1077
1078         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1079
1080         *arg = (unsigned long)cl;
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static void
1085 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1086 {
1087         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1088
1089         tcf_block_put(cl->block);
1090         qdisc_put(cl->qdisc);
1091         gen_kill_estimator(&cl->rate_est);
1092         if (cl != &q->root)
1093                 kfree(cl);
1094 }
1095
1096 static int
1097 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1098 {
1099         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1100         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1101
1102         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1103                 return -EBUSY;
1104
1105         sch_tree_lock(sch);
1106
1107         list_del(&cl->siblings);
1108         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1109
1110         qdisc_purge_queue(cl->qdisc);
1111         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->cl_common);
1112
1113         sch_tree_unlock(sch);
1114
1115         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 static struct hfsc_class *
1120 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1121 {
1122         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1123         struct hfsc_class *head, *cl;
1124         struct tcf_result res;
1125         struct tcf_proto *tcf;
1126         int result;
1127
1128         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1129             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1130                 if (cl->level == 0)
1131                         return cl;
1132
1133         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
1134         head = &q->root;
1135         tcf = rcu_dereference_bh(q->root.filter_list);
1136         while (tcf && (result = tcf_classify(skb, tcf, &res, false)) >= 0) {
1137 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1138                 switch (result) {
1139                 case TC_ACT_QUEUED:
1140                 case TC_ACT_STOLEN:
1141                 case TC_ACT_TRAP:
1142                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
1143                         /* fall through */
1144                 case TC_ACT_SHOT:
1145                         return NULL;
1146                 }
1147 #endif
1148                 cl = (struct hfsc_class *)res.class;
1149                 if (!cl) {
1150                         cl = hfsc_find_class(res.classid, sch);
1151                         if (!cl)
1152                                 break; /* filter selected invalid classid */
1153                         if (cl->level >= head->level)
1154                                 break; /* filter may only point downwards */
1155                 }
1156
1157                 if (cl->level == 0)
1158                         return cl; /* hit leaf class */
1159
1160                 /* apply inner filter chain */
1161                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
1162                 head = cl;
1163         }
1164
1165         /* classification failed, try default class */
1166         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1167         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1168                 return NULL;
1169
1170         return cl;
1171 }
1172
1173 static int
1174 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1175                  struct Qdisc **old, struct netlink_ext_ack *extack)
1176 {
1177         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1178
1179         if (cl->level > 0)
1180                 return -EINVAL;
1181         if (new == NULL) {
1182                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1183                                         cl->cl_common.classid, NULL);
1184                 if (new == NULL)
1185                         new = &noop_qdisc;
1186         }
1187
1188         *old = qdisc_replace(sch, new, &cl->qdisc);
1189         return 0;
1190 }
1191
1192 static struct Qdisc *
1193 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1194 {
1195         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1196
1197         if (cl->level == 0)
1198                 return cl->qdisc;
1199
1200         return NULL;
1201 }
1202
1203 static void
1204 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1205 {
1206         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1207
1208         /* vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
1209          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
1210          */
1211         update_vf(cl, 0, 0);
1212         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1213                 eltree_remove(cl);
1214 }
1215
1216 static unsigned long
1217 hfsc_search_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1218 {
1219         return (unsigned long)hfsc_find_class(classid, sch);
1220 }
1221
1222 static unsigned long
1223 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1224 {
1225         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1226         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1227
1228         if (cl != NULL) {
1229                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1230                         return 0;
1231                 cl->filter_cnt++;
1232         }
1233
1234         return (unsigned long)cl;
1235 }
1236
1237 static void
1238 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1239 {
1240         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1241
1242         cl->filter_cnt--;
1243 }
1244
1245 static struct tcf_block *hfsc_tcf_block(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1246                                         struct netlink_ext_ack *extack)
1247 {
1248         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1249         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1250
1251         if (cl == NULL)
1252                 cl = &q->root;
1253
1254         return cl->block;
1255 }
1256
1257 static int
1258 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1259 {
1260         struct tc_service_curve tsc;
1261
1262         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1263         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1264         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1265         if (nla_put(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc))
1266                 goto nla_put_failure;
1267
1268         return skb->len;
1269
1270  nla_put_failure:
1271         return -1;
1272 }
1273
1274 static int
1275 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1276 {
1277         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1278             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1279                 goto nla_put_failure;
1280
1281         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1282             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1283                 goto nla_put_failure;
1284
1285         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1286             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1287                 goto nla_put_failure;
1288
1289         return skb->len;
1290
1291  nla_put_failure:
1292         return -1;
1293 }
1294
1295 static int
1296 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1297                 struct tcmsg *tcm)
1298 {
1299         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1300         struct nlattr *nest;
1301
1302         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->cl_common.classid :
1303                                           TC_H_ROOT;
1304         tcm->tcm_handle = cl->cl_common.classid;
1305         if (cl->level == 0)
1306                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1307
1308         nest = nla_nest_start_noflag(skb, TCA_OPTIONS);
1309         if (nest == NULL)
1310                 goto nla_put_failure;
1311         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1312                 goto nla_put_failure;
1313         return nla_nest_end(skb, nest);
1314
1315  nla_put_failure:
1316         nla_nest_cancel(skb, nest);
1317         return -EMSGSIZE;
1318 }
1319
1320 static int
1321 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1322         struct gnet_dump *d)
1323 {
1324         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1325         struct tc_hfsc_stats xstats;
1326         __u32 qlen;
1327
1328         qdisc_qstats_qlen_backlog(cl->qdisc, &qlen, &cl->qstats.backlog);
1329         xstats.level   = cl->level;
1330         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1331         xstats.work    = cl->cl_total;
1332         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1333
1334         if (gnet_stats_copy_basic(qdisc_root_sleeping_running(sch), d, NULL, &cl->bstats) < 0 ||
1335             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1336             gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &cl->qstats, qlen) < 0)
1337                 return -1;
1338
1339         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1340 }
1341
1342
1343
1344 static void
1345 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1346 {
1347         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1348         struct hfsc_class *cl;
1349         unsigned int i;
1350
1351         if (arg->stop)
1352                 return;
1353
1354         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1355                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i],
1356                                      cl_common.hnode) {
1357                         if (arg->count < arg->skip) {
1358                                 arg->count++;
1359                                 continue;
1360                         }
1361                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1362                                 arg->stop = 1;
1363                                 return;
1364                         }
1365                         arg->count++;
1366                 }
1367         }
1368 }
1369
1370 static void
1371 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1372 {
1373         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1374         struct hfsc_class *cl;
1375         u64 next_time = 0;
1376
1377         cl = eltree_get_minel(q);
1378         if (cl)
1379                 next_time = cl->cl_e;
1380         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1381                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1382                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1383         }
1384         if (next_time)
1385                 qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1386 }
1387
1388 static int
1389 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt,
1390                 struct netlink_ext_ack *extack)
1391 {
1392         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1393         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1394         int err;
1395
1396         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1397
1398         if (!opt || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1399                 return -EINVAL;
1400         qopt = nla_data(opt);
1401
1402         q->defcls = qopt->defcls;
1403         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1404         if (err < 0)
1405                 return err;
1406         q->eligible = RB_ROOT;
1407
1408         err = tcf_block_get(&q->root.block, &q->root.filter_list, sch, extack);
1409         if (err)
1410                 return err;
1411
1412         q->root.cl_common.classid = sch->handle;
1413         q->root.sched   = q;
1414         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1415                                           sch->handle, NULL);
1416         if (q->root.qdisc == NULL)
1417                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1418         else
1419                 qdisc_hash_add(q->root.qdisc, true);
1420         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1421         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1422         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1423
1424         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &q->root.cl_common);
1425         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1426
1427         return 0;
1428 }
1429
1430 static int
1431 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt,
1432                   struct netlink_ext_ack *extack)
1433 {
1434         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1435         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1436
1437         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1438                 return -EINVAL;
1439         qopt = nla_data(opt);
1440
1441         sch_tree_lock(sch);
1442         q->defcls = qopt->defcls;
1443         sch_tree_unlock(sch);
1444
1445         return 0;
1446 }
1447
1448 static void
1449 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1450 {
1451         cl->cl_total        = 0;
1452         cl->cl_cumul        = 0;
1453         cl->cl_d            = 0;
1454         cl->cl_e            = 0;
1455         cl->cl_vt           = 0;
1456         cl->cl_vtadj        = 0;
1457         cl->cl_cvtmin       = 0;
1458         cl->cl_cvtoff       = 0;
1459         cl->cl_vtperiod     = 0;
1460         cl->cl_parentperiod = 0;
1461         cl->cl_f            = 0;
1462         cl->cl_myf          = 0;
1463         cl->cl_cfmin        = 0;
1464         cl->cl_nactive      = 0;
1465
1466         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1467         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1468         qdisc_reset(cl->qdisc);
1469
1470         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1471                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1472         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1473                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1474         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1475                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1476 }
1477
1478 static void
1479 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1480 {
1481         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1482         struct hfsc_class *cl;
1483         unsigned int i;
1484
1485         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1486                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1487                         hfsc_reset_class(cl);
1488         }
1489         q->eligible = RB_ROOT;
1490         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1491         sch->qstats.backlog = 0;
1492         sch->q.qlen = 0;
1493 }
1494
1495 static void
1496 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1497 {
1498         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1499         struct hlist_node *next;
1500         struct hfsc_class *cl;
1501         unsigned int i;
1502
1503         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1504                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode) {
1505                         tcf_block_put(cl->block);
1506                         cl->block = NULL;
1507                 }
1508         }
1509         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1510                 hlist_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash.hash[i],
1511                                           cl_common.hnode)
1512                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1513         }
1514         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1515         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1516 }
1517
1518 static int
1519 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1520 {
1521         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1522         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1523         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1524
1525         qopt.defcls = q->defcls;
1526         if (nla_put(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt))
1527                 goto nla_put_failure;
1528         return skb->len;
1529
1530  nla_put_failure:
1531         nlmsg_trim(skb, b);
1532         return -1;
1533 }
1534
1535 static int
1536 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, struct sk_buff **to_free)
1537 {
1538         unsigned int len = qdisc_pkt_len(skb);
1539         struct hfsc_class *cl;
1540         int err;
1541         bool first;
1542
1543         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1544         if (cl == NULL) {
1545                 if (err & __NET_XMIT_BYPASS)
1546                         qdisc_qstats_drop(sch);
1547                 __qdisc_drop(skb, to_free);
1548                 return err;
1549         }
1550
1551         first = !cl->qdisc->q.qlen;
1552         err = qdisc_enqueue(skb, cl->qdisc, to_free);
1553         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1554                 if (net_xmit_drop_count(err)) {
1555                         cl->qstats.drops++;
1556                         qdisc_qstats_drop(sch);
1557                 }
1558                 return err;
1559         }
1560
1561         if (first) {
1562                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1563                         init_ed(cl, len);
1564                 if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1565                         init_vf(cl, len);
1566                 /*
1567                  * If this is the first packet, isolate the head so an eventual
1568                  * head drop before the first dequeue operation has no chance
1569                  * to invalidate the deadline.
1570                  */
1571                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1572                         cl->qdisc->ops->peek(cl->qdisc);
1573
1574         }
1575
1576         sch->qstats.backlog += len;
1577         sch->q.qlen++;
1578
1579         return NET_XMIT_SUCCESS;
1580 }
1581
1582 static struct sk_buff *
1583 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1584 {
1585         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1586         struct hfsc_class *cl;
1587         struct sk_buff *skb;
1588         u64 cur_time;
1589         unsigned int next_len;
1590         int realtime = 0;
1591
1592         if (sch->q.qlen == 0)
1593                 return NULL;
1594
1595         cur_time = psched_get_time();
1596
1597         /*
1598          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1599          * find the class with the minimum deadline among
1600          * the eligible classes.
1601          */
1602         cl = eltree_get_mindl(q, cur_time);
1603         if (cl) {
1604                 realtime = 1;
1605         } else {
1606                 /*
1607                  * use link-sharing criteria
1608                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1609                  */
1610                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1611                 if (cl == NULL) {
1612                         qdisc_qstats_overlimit(sch);
1613                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1614                         return NULL;
1615                 }
1616         }
1617
1618         skb = qdisc_dequeue_peeked(cl->qdisc);
1619         if (skb == NULL) {
1620                 qdisc_warn_nonwc("HFSC", cl->qdisc);
1621                 return NULL;
1622         }
1623
1624         bstats_update(&cl->bstats, skb);
1625         update_vf(cl, qdisc_pkt_len(skb), cur_time);
1626         if (realtime)
1627                 cl->cl_cumul += qdisc_pkt_len(skb);
1628
1629         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1630                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1631                         /* update ed */
1632                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1633                         if (realtime)
1634                                 update_ed(cl, next_len);
1635                         else
1636                                 update_d(cl, next_len);
1637                 } else {
1638                         /* the class becomes passive */
1639                         eltree_remove(cl);
1640                 }
1641         }
1642
1643         qdisc_bstats_update(sch, skb);
1644         qdisc_qstats_backlog_dec(sch, skb);
1645         sch->q.qlen--;
1646
1647         return skb;
1648 }
1649
1650 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1651         .change         = hfsc_change_class,
1652         .delete         = hfsc_delete_class,
1653         .graft          = hfsc_graft_class,
1654         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1655         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1656         .find           = hfsc_search_class,
1657         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1658         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1659         .tcf_block      = hfsc_tcf_block,
1660         .dump           = hfsc_dump_class,
1661         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1662         .walk           = hfsc_walk
1663 };
1664
1665 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1666         .id             = "hfsc",
1667         .init           = hfsc_init_qdisc,
1668         .change         = hfsc_change_qdisc,
1669         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1670         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1671         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1672         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1673         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1674         .peek           = qdisc_peek_dequeued,
1675         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1676         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1677         .owner          = THIS_MODULE
1678 };
1679
1680 static int __init
1681 hfsc_init(void)
1682 {
1683         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1684 }
1685
1686 static void __exit
1687 hfsc_cleanup(void)
1688 {
1689         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1690 }
1691
1692 MODULE_LICENSE("GPL");
1693 module_init(hfsc_init);
1694 module_exit(hfsc_cleanup);