362c2811b2dfe95b93daf0d3f10cf98a06373cd6
[linux-2.6.git] / 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 and PSCHED_SHIFT 10 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  * So, for PSCHED_SHIFT 10 we need: SM_SHIFT 20, ISM_SHIFT 18.
388  */
389 #define SM_SHIFT        (30 - PSCHED_SHIFT)
390 #define ISM_SHIFT       (8 + PSCHED_SHIFT)
391
392 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
393 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
394
395 static inline u64
396 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
397 {
398         u64 y;
399
400         /*
401          * compute
402          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
403          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
404          */
405         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
406         return y;
407 }
408
409 static inline u64
410 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
411 {
412         u64 x;
413
414         if (y == 0)
415                 x = 0;
416         else if (ism == HT_INFINITY)
417                 x = HT_INFINITY;
418         else {
419                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
420                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
421         }
422         return x;
423 }
424
425 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
426 static u64
427 m2sm(u32 m)
428 {
429         u64 sm;
430
431         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
432         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
433         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
434         return sm;
435 }
436
437 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
438 static u64
439 m2ism(u32 m)
440 {
441         u64 ism;
442
443         if (m == 0)
444                 ism = HT_INFINITY;
445         else {
446                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
447                 ism += m - 1;
448                 do_div(ism, m);
449         }
450         return ism;
451 }
452
453 /* convert d (us) into dx (psched us) */
454 static u64
455 d2dx(u32 d)
456 {
457         u64 dx;
458
459         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
460         dx += USEC_PER_SEC - 1;
461         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
462         return dx;
463 }
464
465 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
466 static u32
467 sm2m(u64 sm)
468 {
469         u64 m;
470
471         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
472         return (u32)m;
473 }
474
475 /* convert dx (psched us) into d (us) */
476 static u32
477 dx2d(u64 dx)
478 {
479         u64 d;
480
481         d = dx * USEC_PER_SEC;
482         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
483         return (u32)d;
484 }
485
486 static void
487 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
488 {
489         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
490         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
491         isc->dx   = d2dx(sc->d);
492         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
493         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
494         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
495 }
496
497 /*
498  * initialize the runtime service curve with the given internal
499  * service curve starting at (x, y).
500  */
501 static void
502 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
503 {
504         rtsc->x    = x;
505         rtsc->y    = y;
506         rtsc->sm1  = isc->sm1;
507         rtsc->ism1 = isc->ism1;
508         rtsc->dx   = isc->dx;
509         rtsc->dy   = isc->dy;
510         rtsc->sm2  = isc->sm2;
511         rtsc->ism2 = isc->ism2;
512 }
513
514 /*
515  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
516  * given x-projection value
517  */
518 static u64
519 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
520 {
521         u64 x;
522
523         if (y < rtsc->y)
524                 x = rtsc->x;
525         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
526                 /* x belongs to the 1st segment */
527                 if (rtsc->dy == 0)
528                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
529                 else
530                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
531         } else {
532                 /* x belongs to the 2nd segment */
533                 x = rtsc->x + rtsc->dx
534                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
535         }
536         return x;
537 }
538
539 static u64
540 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
541 {
542         u64 y;
543
544         if (x <= rtsc->x)
545                 y = rtsc->y;
546         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
547                 /* y belongs to the 1st segment */
548                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
549         else
550                 /* y belongs to the 2nd segment */
551                 y = rtsc->y + rtsc->dy
552                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
553         return y;
554 }
555
556 /*
557  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
558  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
559  */
560 static void
561 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
562 {
563         u64 y1, y2, dx, dy;
564         u32 dsm;
565
566         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
567                 /* service curve is convex */
568                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
569                 if (y1 < y)
570                         /* the current rtsc is smaller */
571                         return;
572                 rtsc->x = x;
573                 rtsc->y = y;
574                 return;
575         }
576
577         /*
578          * service curve is concave
579          * compute the two y values of the current rtsc
580          *      y1: at x
581          *      y2: at (x + dx)
582          */
583         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
584         if (y1 <= y) {
585                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
586                 return;
587         }
588
589         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
590         if (y2 >= y + isc->dy) {
591                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
592                 rtsc->x = x;
593                 rtsc->y = y;
594                 rtsc->dx = isc->dx;
595                 rtsc->dy = isc->dy;
596                 return;
597         }
598
599         /*
600          * the two curves intersect
601          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
602          * function of seg_x2y()
603          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
604          */
605         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
606         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
607         do_div(dx, dsm);
608         /*
609          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
610          * if so, add the offset.
611          */
612         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
613                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
614         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
615
616         rtsc->x = x;
617         rtsc->y = y;
618         rtsc->dx = dx;
619         rtsc->dy = dy;
620         return;
621 }
622
623 static void
624 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
625 {
626         u64 cur_time = psched_get_time();
627
628         /* update the deadline curve */
629         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
630
631         /*
632          * update the eligible curve.
633          * for concave, it is equal to the deadline curve.
634          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
635          */
636         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
637         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
638                 cl->cl_eligible.dx = 0;
639                 cl->cl_eligible.dy = 0;
640         }
641
642         /* compute e and d */
643         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
644         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
645
646         eltree_insert(cl);
647 }
648
649 static void
650 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
651 {
652         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
653         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
654
655         eltree_update(cl);
656 }
657
658 static inline void
659 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
660 {
661         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
662 }
663
664 static inline void
665 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
666 {
667         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
668         struct hfsc_class *p;
669
670         if (n == NULL) {
671                 cl->cl_cfmin = 0;
672                 return;
673         }
674         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
675         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
676 }
677
678 static void
679 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
680 {
681         struct hfsc_class *max_cl;
682         struct rb_node *n;
683         u64 vt, f, cur_time;
684         int go_active;
685
686         cur_time = 0;
687         go_active = 1;
688         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
689                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
690                         go_active = 1;
691                 else
692                         go_active = 0;
693
694                 if (go_active) {
695                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
696                         if (n != NULL) {
697                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class,vt_node);
698                                 /*
699                                  * set vt to the average of the min and max
700                                  * classes.  if the parent's period didn't
701                                  * change, don't decrease vt of the class.
702                                  */
703                                 vt = max_cl->cl_vt;
704                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
705                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
706
707                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
708                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
709                                         cl->cl_vt = vt;
710                         } else {
711                                 /*
712                                  * first child for a new parent backlog period.
713                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
714                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
715                                  * last period for all children.
716                                  */
717                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
718                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
719                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
720                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
721                                 cl->cl_vt = 0;
722                         }
723
724                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
725                                                         cl->cl_pcvtoff;
726
727                         /* update the virtual curve */
728                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
729                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
730                                                       cl->cl_total);
731                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
732                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
733                                 cl->cl_vtoff = 0;
734                         }
735                         cl->cl_vtadj = 0;
736
737                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
738                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
739                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
740                                 cl->cl_parentperiod++;
741                         cl->cl_f = 0;
742
743                         vttree_insert(cl);
744                         cftree_insert(cl);
745
746                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
747                                 /* class has upper limit curve */
748                                 if (cur_time == 0)
749                                         cur_time = psched_get_time();
750
751                                 /* update the ulimit curve */
752                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
753                                          cl->cl_total);
754                                 /* compute myf */
755                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
756                                                       cl->cl_total);
757                                 cl->cl_myfadj = 0;
758                         }
759                 }
760
761                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
762                 if (f != cl->cl_f) {
763                         cl->cl_f = f;
764                         cftree_update(cl);
765                         update_cfmin(cl->cl_parent);
766                 }
767         }
768 }
769
770 static void
771 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
772 {
773         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
774         int go_passive = 0;
775
776         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
777                 go_passive = 1;
778
779         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
780                 cl->cl_total += len;
781
782                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
783                         continue;
784
785                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
786                         go_passive = 1;
787                 else
788                         go_passive = 0;
789
790                 if (go_passive) {
791                         /* no more active child, going passive */
792
793                         /* update cvtmax of the parent class */
794                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
795                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
796
797                         /* remove this class from the vt tree */
798                         vttree_remove(cl);
799
800                         cftree_remove(cl);
801                         update_cfmin(cl->cl_parent);
802
803                         continue;
804                 }
805
806                 /*
807                  * update vt and f
808                  */
809                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
810                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
811
812                 /*
813                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
814                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
815                  * if so, we need to adjust vtadj.
816                  */
817                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
818                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
819                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
820                 }
821
822                 /* update the vt tree */
823                 vttree_update(cl);
824
825                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
826                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
827                                                               cl->cl_total);
828 #if 0
829                         /*
830                          * This code causes classes to stay way under their
831                          * limit when multiple classes are used at gigabit
832                          * speed. needs investigation. -kaber
833                          */
834                         /*
835                          * if myf lags behind by more than one clock tick
836                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
837                          * a rate-limited class from going greedy.
838                          * in a steady state under rate-limiting, myf
839                          * fluctuates within one clock tick.
840                          */
841                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
842                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
843                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
844                                 cl->cl_myfadj += delta;
845                                 cl->cl_myf += delta;
846                         }
847 #endif
848                 }
849
850                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
851                 if (f != cl->cl_f) {
852                         cl->cl_f = f;
853                         cftree_update(cl);
854                         update_cfmin(cl->cl_parent);
855                 }
856         }
857 }
858
859 static void
860 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
861 {
862         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
863                 init_ed(cl, len);
864         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
865                 init_vf(cl, len);
866
867         list_add_tail(&cl->dlist, &cl->sched->droplist);
868 }
869
870 static void
871 set_passive(struct hfsc_class *cl)
872 {
873         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
874                 eltree_remove(cl);
875
876         list_del(&cl->dlist);
877
878         /*
879          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
880          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
881          */
882 }
883
884 static unsigned int
885 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
886 {
887         struct sk_buff *skb;
888         unsigned int len;
889
890         skb = sch->ops->peek(sch);
891         if (skb == NULL) {
892                 qdisc_warn_nonwc("qdisc_peek_len", sch);
893                 return 0;
894         }
895         len = qdisc_pkt_len(skb);
896
897         return len;
898 }
899
900 static void
901 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
902 {
903         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
904
905         qdisc_reset(cl->qdisc);
906         qdisc_tree_decrease_qlen(cl->qdisc, len);
907 }
908
909 static void
910 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
911 {
912         struct hfsc_class *p;
913         unsigned int level;
914
915         do {
916                 level = 0;
917                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
918                         if (p->level >= level)
919                                 level = p->level + 1;
920                 }
921                 cl->level = level;
922         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
923 }
924
925 static inline struct hfsc_class *
926 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
927 {
928         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
929         struct Qdisc_class_common *clc;
930
931         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, classid);
932         if (clc == NULL)
933                 return NULL;
934         return container_of(clc, struct hfsc_class, cl_common);
935 }
936
937 static void
938 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
939                 u64 cur_time)
940 {
941         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
942         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
943         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
944         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
945                 cl->cl_eligible.dx = 0;
946                 cl->cl_eligible.dy = 0;
947         }
948         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
949 }
950
951 static void
952 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
953 {
954         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
955         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
956         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
957 }
958
959 static void
960 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
961                 u64 cur_time)
962 {
963         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
964         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
965         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
966 }
967
968 static const struct nla_policy hfsc_policy[TCA_HFSC_MAX + 1] = {
969         [TCA_HFSC_RSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
970         [TCA_HFSC_FSC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
971         [TCA_HFSC_USC]  = { .len = sizeof(struct tc_service_curve) },
972 };
973
974 static int
975 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
976                   struct nlattr **tca, unsigned long *arg)
977 {
978         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
979         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
980         struct hfsc_class *parent = NULL;
981         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
982         struct nlattr *tb[TCA_HFSC_MAX + 1];
983         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
984         u64 cur_time;
985         int err;
986
987         if (opt == NULL)
988                 return -EINVAL;
989
990         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt, hfsc_policy);
991         if (err < 0)
992                 return err;
993
994         if (tb[TCA_HFSC_RSC]) {
995                 rsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_RSC]);
996                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
997                         rsc = NULL;
998         }
999
1000         if (tb[TCA_HFSC_FSC]) {
1001                 fsc = nla_data(tb[TCA_HFSC_FSC]);
1002                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
1003                         fsc = NULL;
1004         }
1005
1006         if (tb[TCA_HFSC_USC]) {
1007                 usc = nla_data(tb[TCA_HFSC_USC]);
1008                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1009                         usc = NULL;
1010         }
1011
1012         if (cl != NULL) {
1013                 if (parentid) {
1014                         if (cl->cl_parent &&
1015                             cl->cl_parent->cl_common.classid != parentid)
1016                                 return -EINVAL;
1017                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1018                                 return -EINVAL;
1019                 }
1020                 cur_time = psched_get_time();
1021
1022                 if (tca[TCA_RATE]) {
1023                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1024                                               qdisc_root_sleeping_lock(sch),
1025                                               tca[TCA_RATE]);
1026                         if (err)
1027                                 return err;
1028                 }
1029
1030                 sch_tree_lock(sch);
1031                 if (rsc != NULL)
1032                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1033                 if (fsc != NULL)
1034                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1035                 if (usc != NULL)
1036                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1037
1038                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1039                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1040                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1041                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1042                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1043                 }
1044                 sch_tree_unlock(sch);
1045
1046                 return 0;
1047         }
1048
1049         if (parentid == TC_H_ROOT)
1050                 return -EEXIST;
1051
1052         parent = &q->root;
1053         if (parentid) {
1054                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1055                 if (parent == NULL)
1056                         return -ENOENT;
1057         }
1058
1059         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1060                 return -EINVAL;
1061         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1062                 return -EEXIST;
1063
1064         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1065                 return -EINVAL;
1066
1067         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1068         if (cl == NULL)
1069                 return -ENOBUFS;
1070
1071         if (tca[TCA_RATE]) {
1072                 err = gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1073                                         qdisc_root_sleeping_lock(sch),
1074                                         tca[TCA_RATE]);
1075                 if (err) {
1076                         kfree(cl);
1077                         return err;
1078                 }
1079         }
1080
1081         if (rsc != NULL)
1082                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1083         if (fsc != NULL)
1084                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1085         if (usc != NULL)
1086                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1087
1088         cl->cl_common.classid = classid;
1089         cl->refcnt    = 1;
1090         cl->sched     = q;
1091         cl->cl_parent = parent;
1092         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(qdisc_dev(sch), sch->dev_queue,
1093                                       &pfifo_qdisc_ops, classid);
1094         if (cl->qdisc == NULL)
1095                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1096         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1097         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1098         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1099
1100         sch_tree_lock(sch);
1101         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->cl_common);
1102         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1103         if (parent->level == 0)
1104                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1105         hfsc_adjust_levels(parent);
1106         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1107         sch_tree_unlock(sch);
1108
1109         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1110
1111         *arg = (unsigned long)cl;
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 static void
1116 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1117 {
1118         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1119
1120         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1121         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1122         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1123         if (cl != &q->root)
1124                 kfree(cl);
1125 }
1126
1127 static int
1128 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1129 {
1130         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1131         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1132
1133         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1134                 return -EBUSY;
1135
1136         sch_tree_lock(sch);
1137
1138         list_del(&cl->siblings);
1139         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1140
1141         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1142         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->cl_common);
1143
1144         BUG_ON(--cl->refcnt == 0);
1145         /*
1146          * This shouldn't happen: we "hold" one cops->get() when called
1147          * from tc_ctl_tclass; the destroy method is done from cops->put().
1148          */
1149
1150         sch_tree_unlock(sch);
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 static struct hfsc_class *
1155 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1156 {
1157         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1158         struct hfsc_class *cl;
1159         struct tcf_result res;
1160         struct tcf_proto *tcf;
1161         int result;
1162
1163         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1164             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1165                 if (cl->level == 0)
1166                         return cl;
1167
1168         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
1169         tcf = q->root.filter_list;
1170         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1171 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1172                 switch (result) {
1173                 case TC_ACT_QUEUED:
1174                 case TC_ACT_STOLEN:
1175                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
1176                 case TC_ACT_SHOT:
1177                         return NULL;
1178                 }
1179 #endif
1180                 if ((cl = (struct hfsc_class *)res.class) == NULL) {
1181                         if ((cl = hfsc_find_class(res.classid, sch)) == NULL)
1182                                 break; /* filter selected invalid classid */
1183                 }
1184
1185                 if (cl->level == 0)
1186                         return cl; /* hit leaf class */
1187
1188                 /* apply inner filter chain */
1189                 tcf = cl->filter_list;
1190         }
1191
1192         /* classification failed, try default class */
1193         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1194         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1195                 return NULL;
1196
1197         return cl;
1198 }
1199
1200 static int
1201 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1202                  struct Qdisc **old)
1203 {
1204         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1205
1206         if (cl == NULL)
1207                 return -ENOENT;
1208         if (cl->level > 0)
1209                 return -EINVAL;
1210         if (new == NULL) {
1211                 new = qdisc_create_dflt(qdisc_dev(sch), sch->dev_queue,
1212                                         &pfifo_qdisc_ops,
1213                                         cl->cl_common.classid);
1214                 if (new == NULL)
1215                         new = &noop_qdisc;
1216         }
1217
1218         sch_tree_lock(sch);
1219         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1220         *old = cl->qdisc;
1221         cl->qdisc = new;
1222         sch_tree_unlock(sch);
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 static struct Qdisc *
1227 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1228 {
1229         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1230
1231         if (cl != NULL && cl->level == 0)
1232                 return cl->qdisc;
1233
1234         return NULL;
1235 }
1236
1237 static void
1238 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1239 {
1240         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1241
1242         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1243                 update_vf(cl, 0, 0);
1244                 set_passive(cl);
1245         }
1246 }
1247
1248 static unsigned long
1249 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1250 {
1251         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1252
1253         if (cl != NULL)
1254                 cl->refcnt++;
1255
1256         return (unsigned long)cl;
1257 }
1258
1259 static void
1260 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1261 {
1262         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1263
1264         if (--cl->refcnt == 0)
1265                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1266 }
1267
1268 static unsigned long
1269 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1270 {
1271         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1272         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1273
1274         if (cl != NULL) {
1275                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1276                         return 0;
1277                 cl->filter_cnt++;
1278         }
1279
1280         return (unsigned long)cl;
1281 }
1282
1283 static void
1284 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1285 {
1286         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1287
1288         cl->filter_cnt--;
1289 }
1290
1291 static struct tcf_proto **
1292 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1293 {
1294         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1295         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1296
1297         if (cl == NULL)
1298                 cl = &q->root;
1299
1300         return &cl->filter_list;
1301 }
1302
1303 static int
1304 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1305 {
1306         struct tc_service_curve tsc;
1307
1308         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1309         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1310         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1311         NLA_PUT(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc);
1312
1313         return skb->len;
1314
1315  nla_put_failure:
1316         return -1;
1317 }
1318
1319 static inline int
1320 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1321 {
1322         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1323             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1324                 goto nla_put_failure;
1325
1326         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1327             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1328                 goto nla_put_failure;
1329
1330         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1331             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1332                 goto nla_put_failure;
1333
1334         return skb->len;
1335
1336  nla_put_failure:
1337         return -1;
1338 }
1339
1340 static int
1341 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1342                 struct tcmsg *tcm)
1343 {
1344         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1345         struct nlattr *nest;
1346
1347         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->cl_common.classid :
1348                                           TC_H_ROOT;
1349         tcm->tcm_handle = cl->cl_common.classid;
1350         if (cl->level == 0)
1351                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1352
1353         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1354         if (nest == NULL)
1355                 goto nla_put_failure;
1356         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1357                 goto nla_put_failure;
1358         nla_nest_end(skb, nest);
1359         return skb->len;
1360
1361  nla_put_failure:
1362         nla_nest_cancel(skb, nest);
1363         return -EMSGSIZE;
1364 }
1365
1366 static int
1367 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1368         struct gnet_dump *d)
1369 {
1370         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1371         struct tc_hfsc_stats xstats;
1372
1373         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1374         xstats.level   = cl->level;
1375         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1376         xstats.work    = cl->cl_total;
1377         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1378
1379         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1380             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1381             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1382                 return -1;
1383
1384         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1385 }
1386
1387
1388
1389 static void
1390 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1391 {
1392         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1393         struct hlist_node *n;
1394         struct hfsc_class *cl;
1395         unsigned int i;
1396
1397         if (arg->stop)
1398                 return;
1399
1400         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1401                 hlist_for_each_entry(cl, n, &q->clhash.hash[i],
1402                                      cl_common.hnode) {
1403                         if (arg->count < arg->skip) {
1404                                 arg->count++;
1405                                 continue;
1406                         }
1407                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1408                                 arg->stop = 1;
1409                                 return;
1410                         }
1411                         arg->count++;
1412                 }
1413         }
1414 }
1415
1416 static void
1417 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1418 {
1419         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1420         struct hfsc_class *cl;
1421         u64 next_time = 0;
1422
1423         if ((cl = eltree_get_minel(q)) != NULL)
1424                 next_time = cl->cl_e;
1425         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1426                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1427                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1428         }
1429         WARN_ON(next_time == 0);
1430         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1431 }
1432
1433 static int
1434 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1435 {
1436         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1437         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1438         int err;
1439
1440         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1441                 return -EINVAL;
1442         qopt = nla_data(opt);
1443
1444         q->defcls = qopt->defcls;
1445         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1446         if (err < 0)
1447                 return err;
1448         q->eligible = RB_ROOT;
1449         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1450
1451         q->root.cl_common.classid = sch->handle;
1452         q->root.refcnt  = 1;
1453         q->root.sched   = q;
1454         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(qdisc_dev(sch), sch->dev_queue,
1455                                           &pfifo_qdisc_ops,
1456                                           sch->handle);
1457         if (q->root.qdisc == NULL)
1458                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1459         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1460         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1461         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1462
1463         qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &q->root.cl_common);
1464         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1465
1466         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1467
1468         return 0;
1469 }
1470
1471 static int
1472 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1473 {
1474         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1475         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1476
1477         if (opt == NULL || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
1478                 return -EINVAL;
1479         qopt = nla_data(opt);
1480
1481         sch_tree_lock(sch);
1482         q->defcls = qopt->defcls;
1483         sch_tree_unlock(sch);
1484
1485         return 0;
1486 }
1487
1488 static void
1489 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1490 {
1491         cl->cl_total        = 0;
1492         cl->cl_cumul        = 0;
1493         cl->cl_d            = 0;
1494         cl->cl_e            = 0;
1495         cl->cl_vt           = 0;
1496         cl->cl_vtadj        = 0;
1497         cl->cl_vtoff        = 0;
1498         cl->cl_cvtmin       = 0;
1499         cl->cl_cvtmax       = 0;
1500         cl->cl_cvtoff       = 0;
1501         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1502         cl->cl_vtperiod     = 0;
1503         cl->cl_parentperiod = 0;
1504         cl->cl_f            = 0;
1505         cl->cl_myf          = 0;
1506         cl->cl_myfadj       = 0;
1507         cl->cl_cfmin        = 0;
1508         cl->cl_nactive      = 0;
1509
1510         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1511         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1512         qdisc_reset(cl->qdisc);
1513
1514         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1515                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1516         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1517                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1518         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1519                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1520 }
1521
1522 static void
1523 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1524 {
1525         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1526         struct hfsc_class *cl;
1527         struct hlist_node *n;
1528         unsigned int i;
1529
1530         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1531                 hlist_for_each_entry(cl, n, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1532                         hfsc_reset_class(cl);
1533         }
1534         q->eligible = RB_ROOT;
1535         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1536         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1537         sch->q.qlen = 0;
1538 }
1539
1540 static void
1541 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1542 {
1543         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1544         struct hlist_node *n, *next;
1545         struct hfsc_class *cl;
1546         unsigned int i;
1547
1548         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1549                 hlist_for_each_entry(cl, n, &q->clhash.hash[i], cl_common.hnode)
1550                         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1551         }
1552         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1553                 hlist_for_each_entry_safe(cl, n, next, &q->clhash.hash[i],
1554                                           cl_common.hnode)
1555                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1556         }
1557         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1558         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1559 }
1560
1561 static int
1562 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1563 {
1564         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1565         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1566         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1567
1568         qopt.defcls = q->defcls;
1569         NLA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt);
1570         return skb->len;
1571
1572  nla_put_failure:
1573         nlmsg_trim(skb, b);
1574         return -1;
1575 }
1576
1577 static int
1578 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1579 {
1580         struct hfsc_class *cl;
1581         int uninitialized_var(err);
1582
1583         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1584         if (cl == NULL) {
1585                 if (err & __NET_XMIT_BYPASS)
1586                         sch->qstats.drops++;
1587                 kfree_skb(skb);
1588                 return err;
1589         }
1590
1591         err = qdisc_enqueue(skb, cl->qdisc);
1592         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1593                 if (net_xmit_drop_count(err)) {
1594                         cl->qstats.drops++;
1595                         sch->qstats.drops++;
1596                 }
1597                 return err;
1598         }
1599
1600         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1601                 set_active(cl, qdisc_pkt_len(skb));
1602
1603         cl->bstats.packets++;
1604         cl->bstats.bytes += qdisc_pkt_len(skb);
1605         sch->bstats.packets++;
1606         sch->bstats.bytes += qdisc_pkt_len(skb);
1607         sch->q.qlen++;
1608
1609         return NET_XMIT_SUCCESS;
1610 }
1611
1612 static struct sk_buff *
1613 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1614 {
1615         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1616         struct hfsc_class *cl;
1617         struct sk_buff *skb;
1618         u64 cur_time;
1619         unsigned int next_len;
1620         int realtime = 0;
1621
1622         if (sch->q.qlen == 0)
1623                 return NULL;
1624
1625         cur_time = psched_get_time();
1626
1627         /*
1628          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1629          * find the class with the minimum deadline among
1630          * the eligible classes.
1631          */
1632         if ((cl = eltree_get_mindl(q, cur_time)) != NULL) {
1633                 realtime = 1;
1634         } else {
1635                 /*
1636                  * use link-sharing criteria
1637                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1638                  */
1639                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1640                 if (cl == NULL) {
1641                         sch->qstats.overlimits++;
1642                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1643                         return NULL;
1644                 }
1645         }
1646
1647         skb = qdisc_dequeue_peeked(cl->qdisc);
1648         if (skb == NULL) {
1649                 qdisc_warn_nonwc("HFSC", cl->qdisc);
1650                 return NULL;
1651         }
1652
1653         update_vf(cl, qdisc_pkt_len(skb), cur_time);
1654         if (realtime)
1655                 cl->cl_cumul += qdisc_pkt_len(skb);
1656
1657         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1658                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1659                         /* update ed */
1660                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1661                         if (realtime)
1662                                 update_ed(cl, next_len);
1663                         else
1664                                 update_d(cl, next_len);
1665                 }
1666         } else {
1667                 /* the class becomes passive */
1668                 set_passive(cl);
1669         }
1670
1671         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1672         sch->q.qlen--;
1673
1674         return skb;
1675 }
1676
1677 static unsigned int
1678 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1679 {
1680         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1681         struct hfsc_class *cl;
1682         unsigned int len;
1683
1684         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1685                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1686                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1687                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1688                                 update_vf(cl, 0, 0);
1689                                 set_passive(cl);
1690                         } else {
1691                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1692                         }
1693                         cl->qstats.drops++;
1694                         sch->qstats.drops++;
1695                         sch->q.qlen--;
1696                         return len;
1697                 }
1698         }
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 static const struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1703         .change         = hfsc_change_class,
1704         .delete         = hfsc_delete_class,
1705         .graft          = hfsc_graft_class,
1706         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1707         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1708         .get            = hfsc_get_class,
1709         .put            = hfsc_put_class,
1710         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1711         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1712         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1713         .dump           = hfsc_dump_class,
1714         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1715         .walk           = hfsc_walk
1716 };
1717
1718 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops __read_mostly = {
1719         .id             = "hfsc",
1720         .init           = hfsc_init_qdisc,
1721         .change         = hfsc_change_qdisc,
1722         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1723         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1724         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1725         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1726         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1727         .peek           = qdisc_peek_dequeued,
1728         .drop           = hfsc_drop,
1729         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1730         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1731         .owner          = THIS_MODULE
1732 };
1733
1734 static int __init
1735 hfsc_init(void)
1736 {
1737         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1738 }
1739
1740 static void __exit
1741 hfsc_cleanup(void)
1742 {
1743         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1744 }
1745
1746 MODULE_LICENSE("GPL");
1747 module_init(hfsc_init);
1748 module_exit(hfsc_cleanup);