net/sched/sch_mqprio.c

   1 /*
   2  * net/sched/sch_mqprio.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010 John Fastabend <john.r.fastabend@intel.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * version 2 as published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/string.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/skbuff.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <net/netlink.h>
  19 #include <net/pkt_sched.h>
  20 #include <net/sch_generic.h>
  21
  22 struct mqprio_sched {
  23         struct Qdisc            **qdiscs;
  24         int hw_offload;
  25 };
  26
  27 static void mqprio_destroy(struct Qdisc *sch)
  28 {
  29         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
  30         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
  31         unsigned int ntx;
  32
  33         if (priv->qdiscs) {
  34                 for (ntx = 0;
  35                      ntx < dev->num_tx_queues && priv->qdiscs[ntx];
  36                      ntx++)
  37                         qdisc_destroy(priv->qdiscs[ntx]);
  38                 kfree(priv->qdiscs);
  39         }
  40
  41         if (priv->hw_offload && dev->netdev_ops->ndo_setup_tc) {
  42                 struct tc_mqprio_qopt mqprio = {};
  43
  44                 dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, TC_SETUP_MQPRIO, &mqprio);
  45         } else {
  46                 netdev_set_num_tc(dev, 0);
  47         }
  48 }
  49
  50 static int mqprio_parse_opt(struct net_device *dev, struct tc_mqprio_qopt *qopt)
  51 {
  52         int i, j;
  53
  54         /* Verify num_tc is not out of max range */
  55         if (qopt->num_tc > TC_MAX_QUEUE)
  56                 return -EINVAL;
  57
  58         /* Verify priority mapping uses valid tcs */
  59         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++) {
  60                 if (qopt->prio_tc_map[i] >= qopt->num_tc)
  61                         return -EINVAL;
  62         }
  63
  64         /* Limit qopt->hw to maximum supported offload value.  Drivers have
  65          * the option of overriding this later if they don't support the a
  66          * given offload type.
  67          */
  68         if (qopt->hw > TC_MQPRIO_HW_OFFLOAD_MAX)
  69                 qopt->hw = TC_MQPRIO_HW_OFFLOAD_MAX;
  70
  71         /* If hardware offload is requested we will leave it to the device
  72          * to either populate the queue counts itself or to validate the
  73          * provided queue counts.  If ndo_setup_tc is not present then
  74          * hardware doesn't support offload and we should return an error.
  75          */
  76         if (qopt->hw)
  77                 return dev->netdev_ops->ndo_setup_tc ? 0 : -EINVAL;
  78
  79         for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++) {
  80                 unsigned int last = qopt->offset[i] + qopt->count[i];
  81
  82                 /* Verify the queue count is in tx range being equal to the
  83                  * real_num_tx_queues indicates the last queue is in use.
  84                  */
  85                 if (qopt->offset[i] >= dev->real_num_tx_queues ||
  86                     !qopt->count[i] ||
  87                     last > dev->real_num_tx_queues)
  88                         return -EINVAL;
  89
  90                 /* Verify that the offset and counts do not overlap */
  91                 for (j = i + 1; j < qopt->num_tc; j++) {
  92                         if (last > qopt->offset[j])
  93                                 return -EINVAL;
  94                 }
  95         }
  96
  97         return 0;
  98 }
  99
 100 static int mqprio_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
 101 {
 102         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 103         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 104         struct netdev_queue *dev_queue;
 105         struct Qdisc *qdisc;
 106         int i, err = -EOPNOTSUPP;
 107         struct tc_mqprio_qopt *qopt = NULL;
 108
 109         BUILD_BUG_ON(TC_MAX_QUEUE != TC_QOPT_MAX_QUEUE);
 110         BUILD_BUG_ON(TC_BITMASK != TC_QOPT_BITMASK);
 111
 112         if (sch->parent != TC_H_ROOT)
 113                 return -EOPNOTSUPP;
 114
 115         if (!netif_is_multiqueue(dev))
 116                 return -EOPNOTSUPP;
 117
 118         if (!opt || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
 119                 return -EINVAL;
 120
 121         qopt = nla_data(opt);
 122         if (mqprio_parse_opt(dev, qopt))
 123                 return -EINVAL;
 124
 125         /* pre-allocate qdisc, attachment can't fail */
 126         priv->qdiscs = kcalloc(dev->num_tx_queues, sizeof(priv->qdiscs[0]),
 127                                GFP_KERNEL);
 128         if (!priv->qdiscs)
 129                 return -ENOMEM;
 130
 131         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
 132                 dev_queue = netdev_get_tx_queue(dev, i);
 133                 qdisc = qdisc_create_dflt(dev_queue,
 134                                           get_default_qdisc_ops(dev, i),
 135                                           TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
 136                                                     TC_H_MIN(i + 1)));
 137                 if (!qdisc)
 138                         return -ENOMEM;
 139
 140                 priv->qdiscs[i] = qdisc;
 141                 qdisc->flags |= TCQ_F_ONETXQUEUE | TCQ_F_NOPARENT;
 142         }
 143
 144         /* If the mqprio options indicate that hardware should own
 145          * the queue mapping then run ndo_setup_tc otherwise use the
 146          * supplied and verified mapping
 147          */
 148         if (qopt->hw) {
 149                 struct tc_mqprio_qopt mqprio = *qopt;
 150
 151                 err = dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, TC_SETUP_MQPRIO,
 152                                                     &mqprio);
 153                 if (err)
 154                         return err;
 155
 156                 priv->hw_offload = mqprio.hw;
 157         } else {
 158                 netdev_set_num_tc(dev, qopt->num_tc);
 159                 for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++)
 160                         netdev_set_tc_queue(dev, i,
 161                                             qopt->count[i], qopt->offset[i]);
 162         }
 163
 164         /* Always use supplied priority mappings */
 165         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++)
 166                 netdev_set_prio_tc_map(dev, i, qopt->prio_tc_map[i]);
 167
 168         sch->flags |= TCQ_F_MQROOT;
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 static void mqprio_attach(struct Qdisc *sch)
 173 {
 174         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 175         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 176         struct Qdisc *qdisc, *old;
 177         unsigned int ntx;
 178
 179         /* Attach underlying qdisc */
 180         for (ntx = 0; ntx < dev->num_tx_queues; ntx++) {
 181                 qdisc = priv->qdiscs[ntx];
 182                 old = dev_graft_qdisc(qdisc->dev_queue, qdisc);
 183                 if (old)
 184                         qdisc_destroy(old);
 185                 if (ntx < dev->real_num_tx_queues)
 186                         qdisc_hash_add(qdisc, false);
 187         }
 188         kfree(priv->qdiscs);
 189         priv->qdiscs = NULL;
 190 }
 191
 192 static struct netdev_queue *mqprio_queue_get(struct Qdisc *sch,
 193                                              unsigned long cl)
 194 {
 195         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 196         unsigned long ntx = cl - 1 - netdev_get_num_tc(dev);
 197
 198         if (ntx >= dev->num_tx_queues)
 199                 return NULL;
 200         return netdev_get_tx_queue(dev, ntx);
 201 }
 202
 203 static int mqprio_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long cl, struct Qdisc *new,
 204                     struct Qdisc **old)
 205 {
 206         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 207         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 208
 209         if (!dev_queue)
 210                 return -EINVAL;
 211
 212         if (dev->flags & IFF_UP)
 213                 dev_deactivate(dev);
 214
 215         *old = dev_graft_qdisc(dev_queue, new);
 216
 217         if (new)
 218                 new->flags |= TCQ_F_ONETXQUEUE | TCQ_F_NOPARENT;
 219
 220         if (dev->flags & IFF_UP)
 221                 dev_activate(dev);
 222
 223         return 0;
 224 }
 225
 226 static int mqprio_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
 227 {
 228         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 229         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 230         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
 231         struct tc_mqprio_qopt opt = { 0 };
 232         struct Qdisc *qdisc;
 233         unsigned int i;
 234
 235         sch->q.qlen = 0;
 236         memset(&sch->bstats, 0, sizeof(sch->bstats));
 237         memset(&sch->qstats, 0, sizeof(sch->qstats));
 238
 239         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
 240                 qdisc = rtnl_dereference(netdev_get_tx_queue(dev, i)->qdisc);
 241                 spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 242                 sch->q.qlen             += qdisc->q.qlen;
 243                 sch->bstats.bytes       += qdisc->bstats.bytes;
 244                 sch->bstats.packets     += qdisc->bstats.packets;
 245                 sch->qstats.backlog     += qdisc->qstats.backlog;
 246                 sch->qstats.drops       += qdisc->qstats.drops;
 247                 sch->qstats.requeues    += qdisc->qstats.requeues;
 248                 sch->qstats.overlimits  += qdisc->qstats.overlimits;
 249                 spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 250         }
 251
 252         opt.num_tc = netdev_get_num_tc(dev);
 253         memcpy(opt.prio_tc_map, dev->prio_tc_map, sizeof(opt.prio_tc_map));
 254         opt.hw = priv->hw_offload;
 255
 256         for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
 257                 opt.count[i] = dev->tc_to_txq[i].count;
 258                 opt.offset[i] = dev->tc_to_txq[i].offset;
 259         }
 260
 261         if (nla_put(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(opt), &opt))
 262                 goto nla_put_failure;
 263
 264         return skb->len;
 265 nla_put_failure:
 266         nlmsg_trim(skb, b);
 267         return -1;
 268 }
 269
 270 static struct Qdisc *mqprio_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
 271 {
 272         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 273
 274         if (!dev_queue)
 275                 return NULL;
 276
 277         return dev_queue->qdisc_sleeping;
 278 }
 279
 280 static unsigned long mqprio_find(struct Qdisc *sch, u32 classid)
 281 {
 282         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 283         unsigned int ntx = TC_H_MIN(classid);
 284
 285         if (ntx > dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev))
 286                 return 0;
 287         return ntx;
 288 }
 289
 290 static int mqprio_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
 291                          struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm)
 292 {
 293         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 294
 295         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
 296                 tcm->tcm_parent = TC_H_ROOT;
 297                 tcm->tcm_info = 0;
 298         } else {
 299                 int i;
 300                 struct netdev_queue *dev_queue;
 301
 302                 dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 303                 tcm->tcm_parent = 0;
 304                 for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
 305                         struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[i];
 306                         int q_idx = cl - netdev_get_num_tc(dev);
 307
 308                         if (q_idx > tc.offset &&
 309                             q_idx <= tc.offset + tc.count) {
 310                                 tcm->tcm_parent =
 311                                         TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
 312                                                   TC_H_MIN(i + 1));
 313                                 break;
 314                         }
 315                 }
 316                 tcm->tcm_info = dev_queue->qdisc_sleeping->handle;
 317         }
 318         tcm->tcm_handle |= TC_H_MIN(cl);
 319         return 0;
 320 }
 321
 322 static int mqprio_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
 323                                    struct gnet_dump *d)
 324         __releases(d->lock)
 325         __acquires(d->lock)
 326 {
 327         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 328
 329         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
 330                 int i;
 331                 __u32 qlen = 0;
 332                 struct Qdisc *qdisc;
 333                 struct gnet_stats_queue qstats = {0};
 334                 struct gnet_stats_basic_packed bstats = {0};
 335                 struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[cl - 1];
 336
 337                 /* Drop lock here it will be reclaimed before touching
 338                  * statistics this is required because the d->lock we
 339                  * hold here is the look on dev_queue->qdisc_sleeping
 340                  * also acquired below.
 341                  */
 342                 if (d->lock)
 343                         spin_unlock_bh(d->lock);
 344
 345                 for (i = tc.offset; i < tc.offset + tc.count; i++) {
 346                         struct netdev_queue *q = netdev_get_tx_queue(dev, i);
 347
 348                         qdisc = rtnl_dereference(q->qdisc);
 349                         spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 350                         qlen              += qdisc->q.qlen;
 351                         bstats.bytes      += qdisc->bstats.bytes;
 352                         bstats.packets    += qdisc->bstats.packets;
 353                         qstats.backlog    += qdisc->qstats.backlog;
 354                         qstats.drops      += qdisc->qstats.drops;
 355                         qstats.requeues   += qdisc->qstats.requeues;
 356                         qstats.overlimits += qdisc->qstats.overlimits;
 357                         spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 358                 }
 359                 /* Reclaim root sleeping lock before completing stats */
 360                 if (d->lock)
 361                         spin_lock_bh(d->lock);
 362                 if (gnet_stats_copy_basic(NULL, d, NULL, &bstats) < 0 ||
 363                     gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &qstats, qlen) < 0)
 364                         return -1;
 365         } else {
 366                 struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 367
 368                 sch = dev_queue->qdisc_sleeping;
 369                 if (gnet_stats_copy_basic(qdisc_root_sleeping_running(sch), d,
 370                                           sch->cpu_bstats, &sch->bstats) < 0 ||
 371                     gnet_stats_copy_queue(d, NULL,
 372                                           &sch->qstats, sch->q.qlen) < 0)
 373                         return -1;
 374         }
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 static void mqprio_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
 379 {
 380         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 381         unsigned long ntx;
 382
 383         if (arg->stop)
 384                 return;
 385
 386         /* Walk hierarchy with a virtual class per tc */
 387         arg->count = arg->skip;
 388         for (ntx = arg->skip;
 389              ntx < dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev);
 390              ntx++) {
 391                 if (arg->fn(sch, ntx + 1, arg) < 0) {
 392                         arg->stop = 1;
 393                         break;
 394                 }
 395                 arg->count++;
 396         }
 397 }
 398
 399 static const struct Qdisc_class_ops mqprio_class_ops = {
 400         .graft          = mqprio_graft,
 401         .leaf           = mqprio_leaf,
 402         .find           = mqprio_find,
 403         .walk           = mqprio_walk,
 404         .dump           = mqprio_dump_class,
 405         .dump_stats     = mqprio_dump_class_stats,
 406 };
 407
 408 static struct Qdisc_ops mqprio_qdisc_ops __read_mostly = {
 409         .cl_ops         = &mqprio_class_ops,
 410         .id             = "mqprio",
 411         .priv_size      = sizeof(struct mqprio_sched),
 412         .init           = mqprio_init,
 413         .destroy        = mqprio_destroy,
 414         .attach         = mqprio_attach,
 415         .dump           = mqprio_dump,
 416         .owner          = THIS_MODULE,
 417 };
 418
 419 static int __init mqprio_module_init(void)
 420 {
 421         return register_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
 422 }
 423
 424 static void __exit mqprio_module_exit(void)
 425 {
 426         unregister_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
 427 }
 428
 429 module_init(mqprio_module_init);
 430 module_exit(mqprio_module_exit);
 431
 432 MODULE_LICENSE("GPL");