net_sched: implement a root container qdisc sch_mqprio
[linux-2.6.git] / 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 <net/netlink.h>
18 #include <net/pkt_sched.h>
19 #include <net/sch_generic.h>
20
21 struct mqprio_sched {
22         struct Qdisc            **qdiscs;
23         int hw_owned;
24 };
25
26 static void mqprio_destroy(struct Qdisc *sch)
27 {
28         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
29         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
30         unsigned int ntx;
31
32         if (!priv->qdiscs)
33                 return;
34
35         for (ntx = 0; ntx < dev->num_tx_queues && priv->qdiscs[ntx]; ntx++)
36                 qdisc_destroy(priv->qdiscs[ntx]);
37
38         if (priv->hw_owned && dev->netdev_ops->ndo_setup_tc)
39                 dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, 0);
40         else
41                 netdev_set_num_tc(dev, 0);
42
43         kfree(priv->qdiscs);
44 }
45
46 static int mqprio_parse_opt(struct net_device *dev, struct tc_mqprio_qopt *qopt)
47 {
48         int i, j;
49
50         /* Verify num_tc is not out of max range */
51         if (qopt->num_tc > TC_MAX_QUEUE)
52                 return -EINVAL;
53
54         /* Verify priority mapping uses valid tcs */
55         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++) {
56                 if (qopt->prio_tc_map[i] >= qopt->num_tc)
57                         return -EINVAL;
58         }
59
60         /* net_device does not support requested operation */
61         if (qopt->hw && !dev->netdev_ops->ndo_setup_tc)
62                 return -EINVAL;
63
64         /* if hw owned qcount and qoffset are taken from LLD so
65          * no reason to verify them here
66          */
67         if (qopt->hw)
68                 return 0;
69
70         for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++) {
71                 unsigned int last = qopt->offset[i] + qopt->count[i];
72
73                 /* Verify the queue count is in tx range being equal to the
74                  * real_num_tx_queues indicates the last queue is in use.
75                  */
76                 if (qopt->offset[i] >= dev->real_num_tx_queues ||
77                     !qopt->count[i] ||
78                     last > dev->real_num_tx_queues)
79                         return -EINVAL;
80
81                 /* Verify that the offset and counts do not overlap */
82                 for (j = i + 1; j < qopt->num_tc; j++) {
83                         if (last > qopt->offset[j])
84                                 return -EINVAL;
85                 }
86         }
87
88         return 0;
89 }
90
91 static int mqprio_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
92 {
93         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
94         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
95         struct netdev_queue *dev_queue;
96         struct Qdisc *qdisc;
97         int i, err = -EOPNOTSUPP;
98         struct tc_mqprio_qopt *qopt = NULL;
99
100         BUILD_BUG_ON(TC_MAX_QUEUE != TC_QOPT_MAX_QUEUE);
101         BUILD_BUG_ON(TC_BITMASK != TC_QOPT_BITMASK);
102
103         if (sch->parent != TC_H_ROOT)
104                 return -EOPNOTSUPP;
105
106         if (!netif_is_multiqueue(dev))
107                 return -EOPNOTSUPP;
108
109         if (nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
110                 return -EINVAL;
111
112         qopt = nla_data(opt);
113         if (mqprio_parse_opt(dev, qopt))
114                 return -EINVAL;
115
116         /* pre-allocate qdisc, attachment can't fail */
117         priv->qdiscs = kcalloc(dev->num_tx_queues, sizeof(priv->qdiscs[0]),
118                                GFP_KERNEL);
119         if (priv->qdiscs == NULL) {
120                 err = -ENOMEM;
121                 goto err;
122         }
123
124         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
125                 dev_queue = netdev_get_tx_queue(dev, i);
126                 qdisc = qdisc_create_dflt(dev_queue, &pfifo_fast_ops,
127                                           TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
128                                                     TC_H_MIN(i + 1)));
129                 if (qdisc == NULL) {
130                         err = -ENOMEM;
131                         goto err;
132                 }
133                 qdisc->flags |= TCQ_F_CAN_BYPASS;
134                 priv->qdiscs[i] = qdisc;
135         }
136
137         /* If the mqprio options indicate that hardware should own
138          * the queue mapping then run ndo_setup_tc otherwise use the
139          * supplied and verified mapping
140          */
141         if (qopt->hw) {
142                 priv->hw_owned = 1;
143                 err = dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, qopt->num_tc);
144                 if (err)
145                         goto err;
146         } else {
147                 netdev_set_num_tc(dev, qopt->num_tc);
148                 for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++)
149                         netdev_set_tc_queue(dev, i,
150                                             qopt->count[i], qopt->offset[i]);
151         }
152
153         /* Always use supplied priority mappings */
154         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++)
155                 netdev_set_prio_tc_map(dev, i, qopt->prio_tc_map[i]);
156
157         sch->flags |= TCQ_F_MQROOT;
158         return 0;
159
160 err:
161         mqprio_destroy(sch);
162         return err;
163 }
164
165 static void mqprio_attach(struct Qdisc *sch)
166 {
167         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
168         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
169         struct Qdisc *qdisc;
170         unsigned int ntx;
171
172         /* Attach underlying qdisc */
173         for (ntx = 0; ntx < dev->num_tx_queues; ntx++) {
174                 qdisc = priv->qdiscs[ntx];
175                 qdisc = dev_graft_qdisc(qdisc->dev_queue, qdisc);
176                 if (qdisc)
177                         qdisc_destroy(qdisc);
178         }
179         kfree(priv->qdiscs);
180         priv->qdiscs = NULL;
181 }
182
183 static struct netdev_queue *mqprio_queue_get(struct Qdisc *sch,
184                                              unsigned long cl)
185 {
186         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
187         unsigned long ntx = cl - 1 - netdev_get_num_tc(dev);
188
189         if (ntx >= dev->num_tx_queues)
190                 return NULL;
191         return netdev_get_tx_queue(dev, ntx);
192 }
193
194 static int mqprio_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long cl, struct Qdisc *new,
195                     struct Qdisc **old)
196 {
197         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
198         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
199
200         if (!dev_queue)
201                 return -EINVAL;
202
203         if (dev->flags & IFF_UP)
204                 dev_deactivate(dev);
205
206         *old = dev_graft_qdisc(dev_queue, new);
207
208         if (dev->flags & IFF_UP)
209                 dev_activate(dev);
210
211         return 0;
212 }
213
214 static int mqprio_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
215 {
216         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
217         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
218         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
219         struct tc_mqprio_qopt opt;
220         struct Qdisc *qdisc;
221         unsigned int i;
222
223         sch->q.qlen = 0;
224         memset(&sch->bstats, 0, sizeof(sch->bstats));
225         memset(&sch->qstats, 0, sizeof(sch->qstats));
226
227         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
228                 qdisc = netdev_get_tx_queue(dev, i)->qdisc;
229                 spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
230                 sch->q.qlen             += qdisc->q.qlen;
231                 sch->bstats.bytes       += qdisc->bstats.bytes;
232                 sch->bstats.packets     += qdisc->bstats.packets;
233                 sch->qstats.qlen        += qdisc->qstats.qlen;
234                 sch->qstats.backlog     += qdisc->qstats.backlog;
235                 sch->qstats.drops       += qdisc->qstats.drops;
236                 sch->qstats.requeues    += qdisc->qstats.requeues;
237                 sch->qstats.overlimits  += qdisc->qstats.overlimits;
238                 spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
239         }
240
241         opt.num_tc = netdev_get_num_tc(dev);
242         memcpy(opt.prio_tc_map, dev->prio_tc_map, sizeof(opt.prio_tc_map));
243         opt.hw = priv->hw_owned;
244
245         for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
246                 opt.count[i] = dev->tc_to_txq[i].count;
247                 opt.offset[i] = dev->tc_to_txq[i].offset;
248         }
249
250         NLA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(opt), &opt);
251
252         return skb->len;
253 nla_put_failure:
254         nlmsg_trim(skb, b);
255         return -1;
256 }
257
258 static struct Qdisc *mqprio_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
259 {
260         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
261
262         if (!dev_queue)
263                 return NULL;
264
265         return dev_queue->qdisc_sleeping;
266 }
267
268 static unsigned long mqprio_get(struct Qdisc *sch, u32 classid)
269 {
270         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
271         unsigned int ntx = TC_H_MIN(classid);
272
273         if (ntx > dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev))
274                 return 0;
275         return ntx;
276 }
277
278 static void mqprio_put(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
279 {
280 }
281
282 static int mqprio_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
283                          struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm)
284 {
285         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
286
287         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
288                 tcm->tcm_parent = TC_H_ROOT;
289                 tcm->tcm_info = 0;
290         } else {
291                 int i;
292                 struct netdev_queue *dev_queue;
293
294                 dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
295                 tcm->tcm_parent = 0;
296                 for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
297                         struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[i];
298                         int q_idx = cl - netdev_get_num_tc(dev);
299
300                         if (q_idx > tc.offset &&
301                             q_idx <= tc.offset + tc.count) {
302                                 tcm->tcm_parent =
303                                         TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
304                                                   TC_H_MIN(i + 1));
305                                 break;
306                         }
307                 }
308                 tcm->tcm_info = dev_queue->qdisc_sleeping->handle;
309         }
310         tcm->tcm_handle |= TC_H_MIN(cl);
311         return 0;
312 }
313
314 static int mqprio_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
315                                struct gnet_dump *d)
316 {
317         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
318
319         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
320                 int i;
321                 struct Qdisc *qdisc;
322                 struct gnet_stats_queue qstats = {0};
323                 struct gnet_stats_basic_packed bstats = {0};
324                 struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[cl - 1];
325
326                 /* Drop lock here it will be reclaimed before touching
327                  * statistics this is required because the d->lock we
328                  * hold here is the look on dev_queue->qdisc_sleeping
329                  * also acquired below.
330                  */
331                 spin_unlock_bh(d->lock);
332
333                 for (i = tc.offset; i < tc.offset + tc.count; i++) {
334                         qdisc = netdev_get_tx_queue(dev, i)->qdisc;
335                         spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
336                         bstats.bytes      += qdisc->bstats.bytes;
337                         bstats.packets    += qdisc->bstats.packets;
338                         qstats.qlen       += qdisc->qstats.qlen;
339                         qstats.backlog    += qdisc->qstats.backlog;
340                         qstats.drops      += qdisc->qstats.drops;
341                         qstats.requeues   += qdisc->qstats.requeues;
342                         qstats.overlimits += qdisc->qstats.overlimits;
343                         spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
344                 }
345                 /* Reclaim root sleeping lock before completing stats */
346                 spin_lock_bh(d->lock);
347                 if (gnet_stats_copy_basic(d, &bstats) < 0 ||
348                     gnet_stats_copy_queue(d, &qstats) < 0)
349                         return -1;
350         } else {
351                 struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
352
353                 sch = dev_queue->qdisc_sleeping;
354                 sch->qstats.qlen = sch->q.qlen;
355                 if (gnet_stats_copy_basic(d, &sch->bstats) < 0 ||
356                     gnet_stats_copy_queue(d, &sch->qstats) < 0)
357                         return -1;
358         }
359         return 0;
360 }
361
362 static void mqprio_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
363 {
364         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
365         unsigned long ntx;
366
367         if (arg->stop)
368                 return;
369
370         /* Walk hierarchy with a virtual class per tc */
371         arg->count = arg->skip;
372         for (ntx = arg->skip;
373              ntx < dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev);
374              ntx++) {
375                 if (arg->fn(sch, ntx + 1, arg) < 0) {
376                         arg->stop = 1;
377                         break;
378                 }
379                 arg->count++;
380         }
381 }
382
383 static const struct Qdisc_class_ops mqprio_class_ops = {
384         .graft          = mqprio_graft,
385         .leaf           = mqprio_leaf,
386         .get            = mqprio_get,
387         .put            = mqprio_put,
388         .walk           = mqprio_walk,
389         .dump           = mqprio_dump_class,
390         .dump_stats     = mqprio_dump_class_stats,
391 };
392
393 struct Qdisc_ops mqprio_qdisc_ops __read_mostly = {
394         .cl_ops         = &mqprio_class_ops,
395         .id             = "mqprio",
396         .priv_size      = sizeof(struct mqprio_sched),
397         .init           = mqprio_init,
398         .destroy        = mqprio_destroy,
399         .attach         = mqprio_attach,
400         .dump           = mqprio_dump,
401         .owner          = THIS_MODULE,
402 };
403
404 static int __init mqprio_module_init(void)
405 {
406         return register_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
407 }
408
409 static void __exit mqprio_module_exit(void)
410 {
411         unregister_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
412 }
413
414 module_init(mqprio_module_init);
415 module_exit(mqprio_module_exit);
416
417 MODULE_LICENSE("GPL");