net/sched/sch_htb.c

   1 /*
   2  * net/sched/sch_htb.c  Hierarchical token bucket, feed tree version
   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
   7  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Authors:     Martin Devera, <devik@cdi.cz>
  10  *
  11  * Credits (in time order) for older HTB versions:
  12  *              Stef Coene <stef.coene@docum.org>
  13  *                      HTB support at LARTC mailing list
  14  *              Ondrej Kraus, <krauso@barr.cz>
  15  *                      found missing INIT_QDISC(htb)
  16  *              Vladimir Smelhaus, Aamer Akhter, Bert Hubert
  17  *                      helped a lot to locate nasty class stall bug
  18  *              Andi Kleen, Jamal Hadi, Bert Hubert
  19  *                      code review and helpful comments on shaping
  20  *              Tomasz Wrona, <tw@eter.tym.pl>
  21  *                      created test case so that I was able to fix nasty bug
  22  *              Wilfried Weissmann
  23  *                      spotted bug in dequeue code and helped with fix
  24  *              Jiri Fojtasek
  25  *                      fixed requeue routine
  26  *              and many others. thanks.
  27  */
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <linux/moduleparam.h>
  30 #include <linux/types.h>
  31 #include <linux/kernel.h>
  32 #include <linux/string.h>
  33 #include <linux/errno.h>
  34 #include <linux/skbuff.h>
  35 #include <linux/list.h>
  36 #include <linux/compiler.h>
  37 #include <linux/rbtree.h>
  38 #include <linux/workqueue.h>
  39 #include <linux/slab.h>
  40 #include <net/netlink.h>
  41 #include <net/sch_generic.h>
  42 #include <net/pkt_sched.h>
  43 #include <net/pkt_cls.h>
  44
  45 /* HTB algorithm.
  46     Author: devik@cdi.cz
  47     ========================================================================
  48     HTB is like TBF with multiple classes. It is also similar to CBQ because
  49     it allows to assign priority to each class in hierarchy.
  50     In fact it is another implementation of Floyd's formal sharing.
  51
  52     Levels:
  53     Each class is assigned level. Leaf has ALWAYS level 0 and root
  54     classes have level TC_HTB_MAXDEPTH-1. Interior nodes has level
  55     one less than their parent.
  56 */
  57
  58 static int htb_hysteresis __read_mostly = 0; /* whether to use mode hysteresis for speedup */
  59 #define HTB_VER 0x30011         /* major must be matched with number suplied by TC as version */
  60
  61 #if HTB_VER >> 16 != TC_HTB_PROTOVER
  62 #error "Mismatched sch_htb.c and pkt_sch.h"
  63 #endif
  64
  65 /* Module parameter and sysfs export */
  66 module_param    (htb_hysteresis, int, 0640);
  67 MODULE_PARM_DESC(htb_hysteresis, "Hysteresis mode, less CPU load, less accurate");
  68
  69 static int htb_rate_est = 0; /* htb classes have a default rate estimator */
  70 module_param(htb_rate_est, int, 0640);
  71 MODULE_PARM_DESC(htb_rate_est, "setup a default rate estimator (4sec 16sec) for htb classes");
  72
  73 /* used internaly to keep status of single class */
  74 enum htb_cmode {
  75         HTB_CANT_SEND,          /* class can't send and can't borrow */
  76         HTB_MAY_BORROW,         /* class can't send but may borrow */
  77         HTB_CAN_SEND            /* class can send */
  78 };
  79
  80 struct htb_prio {
  81         union {
  82                 struct rb_root  row;
  83                 struct rb_root  feed;
  84         };
  85         struct rb_node  *ptr;
  86         /* When class changes from state 1->2 and disconnects from
  87          * parent's feed then we lost ptr value and start from the
  88          * first child again. Here we store classid of the
  89          * last valid ptr (used when ptr is NULL).
  90          */
  91         u32             last_ptr_id;
  92 };
  93
  94 /* interior & leaf nodes; props specific to leaves are marked L:
  95  * To reduce false sharing, place mostly read fields at beginning,
  96  * and mostly written ones at the end.
  97  */
  98 struct htb_class {
  99         struct Qdisc_class_common common;
 100         struct psched_ratecfg   rate;
 101         struct psched_ratecfg   ceil;
 102         s64                     buffer, cbuffer;/* token bucket depth/rate */
 103         s64                     mbuffer;        /* max wait time */
 104         u32                     prio;           /* these two are used only by leaves... */
 105         int                     quantum;        /* but stored for parent-to-leaf return */
 106
 107         struct tcf_proto __rcu  *filter_list;   /* class attached filters */
 108         struct tcf_block        *block;
 109         int                     filter_cnt;
 110
 111         int                     level;          /* our level (see above) */
 112         unsigned int            children;
 113         struct htb_class        *parent;        /* parent class */
 114
 115         struct net_rate_estimator __rcu *rate_est;
 116
 117         /*
 118          * Written often fields
 119          */
 120         struct gnet_stats_basic_packed bstats;
 121         struct tc_htb_xstats    xstats; /* our special stats */
 122
 123         /* token bucket parameters */
 124         s64                     tokens, ctokens;/* current number of tokens */
 125         s64                     t_c;            /* checkpoint time */
 126
 127         union {
 128                 struct htb_class_leaf {
 129                         int             deficit[TC_HTB_MAXDEPTH];
 130                         struct Qdisc    *q;
 131                 } leaf;
 132                 struct htb_class_inner {
 133                         struct htb_prio clprio[TC_HTB_NUMPRIO];
 134                 } inner;
 135         };
 136         s64                     pq_key;
 137
 138         int                     prio_activity;  /* for which prios are we active */
 139         enum htb_cmode          cmode;          /* current mode of the class */
 140         struct rb_node          pq_node;        /* node for event queue */
 141         struct rb_node          node[TC_HTB_NUMPRIO];   /* node for self or feed tree */
 142
 143         unsigned int drops ____cacheline_aligned_in_smp;
 144         unsigned int            overlimits;
 145 };
 146
 147 struct htb_level {
 148         struct rb_root  wait_pq;
 149         struct htb_prio hprio[TC_HTB_NUMPRIO];
 150 };
 151
 152 struct htb_sched {
 153         struct Qdisc_class_hash clhash;
 154         int                     defcls;         /* class where unclassified flows go to */
 155         int                     rate2quantum;   /* quant = rate / rate2quantum */
 156
 157         /* filters for qdisc itself */
 158         struct tcf_proto __rcu  *filter_list;
 159         struct tcf_block        *block;
 160
 161 #define HTB_WARN_TOOMANYEVENTS  0x1
 162         unsigned int            warned; /* only one warning */
 163         int                     direct_qlen;
 164         struct work_struct      work;
 165
 166         /* non shaped skbs; let them go directly thru */
 167         struct qdisc_skb_head   direct_queue;
 168         long                    direct_pkts;
 169
 170         struct qdisc_watchdog   watchdog;
 171
 172         s64                     now;    /* cached dequeue time */
 173
 174         /* time of nearest event per level (row) */
 175         s64                     near_ev_cache[TC_HTB_MAXDEPTH];
 176
 177         int                     row_mask[TC_HTB_MAXDEPTH];
 178
 179         struct htb_level        hlevel[TC_HTB_MAXDEPTH];
 180 };
 181
 182 /* find class in global hash table using given handle */
 183 static inline struct htb_class *htb_find(u32 handle, struct Qdisc *sch)
 184 {
 185         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 186         struct Qdisc_class_common *clc;
 187
 188         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, handle);
 189         if (clc == NULL)
 190                 return NULL;
 191         return container_of(clc, struct htb_class, common);
 192 }
 193
 194 static unsigned long htb_search(struct Qdisc *sch, u32 handle)
 195 {
 196         return (unsigned long)htb_find(handle, sch);
 197 }
 198 /**
 199  * htb_classify - classify a packet into class
 200  *
 201  * It returns NULL if the packet should be dropped or -1 if the packet
 202  * should be passed directly thru. In all other cases leaf class is returned.
 203  * We allow direct class selection by classid in priority. The we examine
 204  * filters in qdisc and in inner nodes (if higher filter points to the inner
 205  * node). If we end up with classid MAJOR:0 we enqueue the skb into special
 206  * internal fifo (direct). These packets then go directly thru. If we still
 207  * have no valid leaf we try to use MAJOR:default leaf. It still unsuccessful
 208  * then finish and return direct queue.
 209  */
 210 #define HTB_DIRECT ((struct htb_class *)-1L)
 211
 212 static struct htb_class *htb_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch,
 213                                       int *qerr)
 214 {
 215         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 216         struct htb_class *cl;
 217         struct tcf_result res;
 218         struct tcf_proto *tcf;
 219         int result;
 220
 221         /* allow to select class by setting skb->priority to valid classid;
 222          * note that nfmark can be used too by attaching filter fw with no
 223          * rules in it
 224          */
 225         if (skb->priority == sch->handle)
 226                 return HTB_DIRECT;      /* X:0 (direct flow) selected */
 227         cl = htb_find(skb->priority, sch);
 228         if (cl) {
 229                 if (cl->level == 0)
 230                         return cl;
 231                 /* Start with inner filter chain if a non-leaf class is selected */
 232                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
 233         } else {
 234                 tcf = rcu_dereference_bh(q->filter_list);
 235         }
 236
 237         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
 238         while (tcf && (result = tcf_classify(skb, tcf, &res, false)) >= 0) {
 239 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
 240                 switch (result) {
 241                 case TC_ACT_QUEUED:
 242                 case TC_ACT_STOLEN:
 243                 case TC_ACT_TRAP:
 244                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
 245                         /* fall through */
 246                 case TC_ACT_SHOT:
 247                         return NULL;
 248                 }
 249 #endif
 250                 cl = (void *)res.class;
 251                 if (!cl) {
 252                         if (res.classid == sch->handle)
 253                                 return HTB_DIRECT;      /* X:0 (direct flow) */
 254                         cl = htb_find(res.classid, sch);
 255                         if (!cl)
 256                                 break;  /* filter selected invalid classid */
 257                 }
 258                 if (!cl->level)
 259                         return cl;      /* we hit leaf; return it */
 260
 261                 /* we have got inner class; apply inner filter chain */
 262                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
 263         }
 264         /* classification failed; try to use default class */
 265         cl = htb_find(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
 266         if (!cl || cl->level)
 267                 return HTB_DIRECT;      /* bad default .. this is safe bet */
 268         return cl;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * htb_add_to_id_tree - adds class to the round robin list
 273  *
 274  * Routine adds class to the list (actually tree) sorted by classid.
 275  * Make sure that class is not already on such list for given prio.
 276  */
 277 static void htb_add_to_id_tree(struct rb_root *root,
 278                                struct htb_class *cl, int prio)
 279 {
 280         struct rb_node **p = &root->rb_node, *parent = NULL;
 281
 282         while (*p) {
 283                 struct htb_class *c;
 284                 parent = *p;
 285                 c = rb_entry(parent, struct htb_class, node[prio]);
 286
 287                 if (cl->common.classid > c->common.classid)
 288                         p = &parent->rb_right;
 289                 else
 290                         p = &parent->rb_left;
 291         }
 292         rb_link_node(&cl->node[prio], parent, p);
 293         rb_insert_color(&cl->node[prio], root);
 294 }
 295
 296 /**
 297  * htb_add_to_wait_tree - adds class to the event queue with delay
 298  *
 299  * The class is added to priority event queue to indicate that class will
 300  * change its mode in cl->pq_key microseconds. Make sure that class is not
 301  * already in the queue.
 302  */
 303 static void htb_add_to_wait_tree(struct htb_sched *q,
 304                                  struct htb_class *cl, s64 delay)
 305 {
 306         struct rb_node **p = &q->hlevel[cl->level].wait_pq.rb_node, *parent = NULL;
 307
 308         cl->pq_key = q->now + delay;
 309         if (cl->pq_key == q->now)
 310                 cl->pq_key++;
 311
 312         /* update the nearest event cache */
 313         if (q->near_ev_cache[cl->level] > cl->pq_key)
 314                 q->near_ev_cache[cl->level] = cl->pq_key;
 315
 316         while (*p) {
 317                 struct htb_class *c;
 318                 parent = *p;
 319                 c = rb_entry(parent, struct htb_class, pq_node);
 320                 if (cl->pq_key >= c->pq_key)
 321                         p = &parent->rb_right;
 322                 else
 323                         p = &parent->rb_left;
 324         }
 325         rb_link_node(&cl->pq_node, parent, p);
 326         rb_insert_color(&cl->pq_node, &q->hlevel[cl->level].wait_pq);
 327 }
 328
 329 /**
 330  * htb_next_rb_node - finds next node in binary tree
 331  *
 332  * When we are past last key we return NULL.
 333  * Average complexity is 2 steps per call.
 334  */
 335 static inline void htb_next_rb_node(struct rb_node **n)
 336 {
 337         *n = rb_next(*n);
 338 }
 339
 340 /**
 341  * htb_add_class_to_row - add class to its row
 342  *
 343  * The class is added to row at priorities marked in mask.
 344  * It does nothing if mask == 0.
 345  */
 346 static inline void htb_add_class_to_row(struct htb_sched *q,
 347                                         struct htb_class *cl, int mask)
 348 {
 349         q->row_mask[cl->level] |= mask;
 350         while (mask) {
 351                 int prio = ffz(~mask);
 352                 mask &= ~(1 << prio);
 353                 htb_add_to_id_tree(&q->hlevel[cl->level].hprio[prio].row, cl, prio);
 354         }
 355 }
 356
 357 /* If this triggers, it is a bug in this code, but it need not be fatal */
 358 static void htb_safe_rb_erase(struct rb_node *rb, struct rb_root *root)
 359 {
 360         if (RB_EMPTY_NODE(rb)) {
 361                 WARN_ON(1);
 362         } else {
 363                 rb_erase(rb, root);
 364                 RB_CLEAR_NODE(rb);
 365         }
 366 }
 367
 368
 369 /**
 370  * htb_remove_class_from_row - removes class from its row
 371  *
 372  * The class is removed from row at priorities marked in mask.
 373  * It does nothing if mask == 0.
 374  */
 375 static inline void htb_remove_class_from_row(struct htb_sched *q,
 376                                                  struct htb_class *cl, int mask)
 377 {
 378         int m = 0;
 379         struct htb_level *hlevel = &q->hlevel[cl->level];
 380
 381         while (mask) {
 382                 int prio = ffz(~mask);
 383                 struct htb_prio *hprio = &hlevel->hprio[prio];
 384
 385                 mask &= ~(1 << prio);
 386                 if (hprio->ptr == cl->node + prio)
 387                         htb_next_rb_node(&hprio->ptr);
 388
 389                 htb_safe_rb_erase(cl->node + prio, &hprio->row);
 390                 if (!hprio->row.rb_node)
 391                         m |= 1 << prio;
 392         }
 393         q->row_mask[cl->level] &= ~m;
 394 }
 395
 396 /**
 397  * htb_activate_prios - creates active classe's feed chain
 398  *
 399  * The class is connected to ancestors and/or appropriate rows
 400  * for priorities it is participating on. cl->cmode must be new
 401  * (activated) mode. It does nothing if cl->prio_activity == 0.
 402  */
 403 static void htb_activate_prios(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 404 {
 405         struct htb_class *p = cl->parent;
 406         long m, mask = cl->prio_activity;
 407
 408         while (cl->cmode == HTB_MAY_BORROW && p && mask) {
 409                 m = mask;
 410                 while (m) {
 411                         int prio = ffz(~m);
 412                         m &= ~(1 << prio);
 413
 414                         if (p->inner.clprio[prio].feed.rb_node)
 415                                 /* parent already has its feed in use so that
 416                                  * reset bit in mask as parent is already ok
 417                                  */
 418                                 mask &= ~(1 << prio);
 419
 420                         htb_add_to_id_tree(&p->inner.clprio[prio].feed, cl, prio);
 421                 }
 422                 p->prio_activity |= mask;
 423                 cl = p;
 424                 p = cl->parent;
 425
 426         }
 427         if (cl->cmode == HTB_CAN_SEND && mask)
 428                 htb_add_class_to_row(q, cl, mask);
 429 }
 430
 431 /**
 432  * htb_deactivate_prios - remove class from feed chain
 433  *
 434  * cl->cmode must represent old mode (before deactivation). It does
 435  * nothing if cl->prio_activity == 0. Class is removed from all feed
 436  * chains and rows.
 437  */
 438 static void htb_deactivate_prios(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 439 {
 440         struct htb_class *p = cl->parent;
 441         long m, mask = cl->prio_activity;
 442
 443         while (cl->cmode == HTB_MAY_BORROW && p && mask) {
 444                 m = mask;
 445                 mask = 0;
 446                 while (m) {
 447                         int prio = ffz(~m);
 448                         m &= ~(1 << prio);
 449
 450                         if (p->inner.clprio[prio].ptr == cl->node + prio) {
 451                                 /* we are removing child which is pointed to from
 452                                  * parent feed - forget the pointer but remember
 453                                  * classid
 454                                  */
 455                                 p->inner.clprio[prio].last_ptr_id = cl->common.classid;
 456                                 p->inner.clprio[prio].ptr = NULL;
 457                         }
 458
 459                         htb_safe_rb_erase(cl->node + prio,
 460                                           &p->inner.clprio[prio].feed);
 461
 462                         if (!p->inner.clprio[prio].feed.rb_node)
 463                                 mask |= 1 << prio;
 464                 }
 465
 466                 p->prio_activity &= ~mask;
 467                 cl = p;
 468                 p = cl->parent;
 469
 470         }
 471         if (cl->cmode == HTB_CAN_SEND && mask)
 472                 htb_remove_class_from_row(q, cl, mask);
 473 }
 474
 475 static inline s64 htb_lowater(const struct htb_class *cl)
 476 {
 477         if (htb_hysteresis)
 478                 return cl->cmode != HTB_CANT_SEND ? -cl->cbuffer : 0;
 479         else
 480                 return 0;
 481 }
 482 static inline s64 htb_hiwater(const struct htb_class *cl)
 483 {
 484         if (htb_hysteresis)
 485                 return cl->cmode == HTB_CAN_SEND ? -cl->buffer : 0;
 486         else
 487                 return 0;
 488 }
 489
 490
 491 /**
 492  * htb_class_mode - computes and returns current class mode
 493  *
 494  * It computes cl's mode at time cl->t_c+diff and returns it. If mode
 495  * is not HTB_CAN_SEND then cl->pq_key is updated to time difference
 496  * from now to time when cl will change its state.
 497  * Also it is worth to note that class mode doesn't change simply
 498  * at cl->{c,}tokens == 0 but there can rather be hysteresis of
 499  * 0 .. -cl->{c,}buffer range. It is meant to limit number of
 500  * mode transitions per time unit. The speed gain is about 1/6.
 501  */
 502 static inline enum htb_cmode
 503 htb_class_mode(struct htb_class *cl, s64 *diff)
 504 {
 505         s64 toks;
 506
 507         if ((toks = (cl->ctokens + *diff)) < htb_lowater(cl)) {
 508                 *diff = -toks;
 509                 return HTB_CANT_SEND;
 510         }
 511
 512         if ((toks = (cl->tokens + *diff)) >= htb_hiwater(cl))
 513                 return HTB_CAN_SEND;
 514
 515         *diff = -toks;
 516         return HTB_MAY_BORROW;
 517 }
 518
 519 /**
 520  * htb_change_class_mode - changes classe's mode
 521  *
 522  * This should be the only way how to change classe's mode under normal
 523  * cirsumstances. Routine will update feed lists linkage, change mode
 524  * and add class to the wait event queue if appropriate. New mode should
 525  * be different from old one and cl->pq_key has to be valid if changing
 526  * to mode other than HTB_CAN_SEND (see htb_add_to_wait_tree).
 527  */
 528 static void
 529 htb_change_class_mode(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl, s64 *diff)
 530 {
 531         enum htb_cmode new_mode = htb_class_mode(cl, diff);
 532
 533         if (new_mode == cl->cmode)
 534                 return;
 535
 536         if (new_mode == HTB_CANT_SEND)
 537                 cl->overlimits++;
 538
 539         if (cl->prio_activity) {        /* not necessary: speed optimization */
 540                 if (cl->cmode != HTB_CANT_SEND)
 541                         htb_deactivate_prios(q, cl);
 542                 cl->cmode = new_mode;
 543                 if (new_mode != HTB_CANT_SEND)
 544                         htb_activate_prios(q, cl);
 545         } else
 546                 cl->cmode = new_mode;
 547 }
 548
 549 /**
 550  * htb_activate - inserts leaf cl into appropriate active feeds
 551  *
 552  * Routine learns (new) priority of leaf and activates feed chain
 553  * for the prio. It can be called on already active leaf safely.
 554  * It also adds leaf into droplist.
 555  */
 556 static inline void htb_activate(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 557 {
 558         WARN_ON(cl->level || !cl->leaf.q || !cl->leaf.q->q.qlen);
 559
 560         if (!cl->prio_activity) {
 561                 cl->prio_activity = 1 << cl->prio;
 562                 htb_activate_prios(q, cl);
 563         }
 564 }
 565
 566 /**
 567  * htb_deactivate - remove leaf cl from active feeds
 568  *
 569  * Make sure that leaf is active. In the other words it can't be called
 570  * with non-active leaf. It also removes class from the drop list.
 571  */
 572 static inline void htb_deactivate(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 573 {
 574         WARN_ON(!cl->prio_activity);
 575
 576         htb_deactivate_prios(q, cl);
 577         cl->prio_activity = 0;
 578 }
 579
 580 static int htb_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch,
 581                        struct sk_buff **to_free)
 582 {
 583         int uninitialized_var(ret);
 584         unsigned int len = qdisc_pkt_len(skb);
 585         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 586         struct htb_class *cl = htb_classify(skb, sch, &ret);
 587
 588         if (cl == HTB_DIRECT) {
 589                 /* enqueue to helper queue */
 590                 if (q->direct_queue.qlen < q->direct_qlen) {
 591                         __qdisc_enqueue_tail(skb, &q->direct_queue);
 592                         q->direct_pkts++;
 593                 } else {
 594                         return qdisc_drop(skb, sch, to_free);
 595                 }
 596 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
 597         } else if (!cl) {
 598                 if (ret & __NET_XMIT_BYPASS)
 599                         qdisc_qstats_drop(sch);
 600                 __qdisc_drop(skb, to_free);
 601                 return ret;
 602 #endif
 603         } else if ((ret = qdisc_enqueue(skb, cl->leaf.q,
 604                                         to_free)) != NET_XMIT_SUCCESS) {
 605                 if (net_xmit_drop_count(ret)) {
 606                         qdisc_qstats_drop(sch);
 607                         cl->drops++;
 608                 }
 609                 return ret;
 610         } else {
 611                 htb_activate(q, cl);
 612         }
 613
 614         sch->qstats.backlog += len;
 615         sch->q.qlen++;
 616         return NET_XMIT_SUCCESS;
 617 }
 618
 619 static inline void htb_accnt_tokens(struct htb_class *cl, int bytes, s64 diff)
 620 {
 621         s64 toks = diff + cl->tokens;
 622
 623         if (toks > cl->buffer)
 624                 toks = cl->buffer;
 625         toks -= (s64) psched_l2t_ns(&cl->rate, bytes);
 626         if (toks <= -cl->mbuffer)
 627                 toks = 1 - cl->mbuffer;
 628
 629         cl->tokens = toks;
 630 }
 631
 632 static inline void htb_accnt_ctokens(struct htb_class *cl, int bytes, s64 diff)
 633 {
 634         s64 toks = diff + cl->ctokens;
 635
 636         if (toks > cl->cbuffer)
 637                 toks = cl->cbuffer;
 638         toks -= (s64) psched_l2t_ns(&cl->ceil, bytes);
 639         if (toks <= -cl->mbuffer)
 640                 toks = 1 - cl->mbuffer;
 641
 642         cl->ctokens = toks;
 643 }
 644
 645 /**
 646  * htb_charge_class - charges amount "bytes" to leaf and ancestors
 647  *
 648  * Routine assumes that packet "bytes" long was dequeued from leaf cl
 649  * borrowing from "level". It accounts bytes to ceil leaky bucket for
 650  * leaf and all ancestors and to rate bucket for ancestors at levels
 651  * "level" and higher. It also handles possible change of mode resulting
 652  * from the update. Note that mode can also increase here (MAY_BORROW to
 653  * CAN_SEND) because we can use more precise clock that event queue here.
 654  * In such case we remove class from event queue first.
 655  */
 656 static void htb_charge_class(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl,
 657                              int level, struct sk_buff *skb)
 658 {
 659         int bytes = qdisc_pkt_len(skb);
 660         enum htb_cmode old_mode;
 661         s64 diff;
 662
 663         while (cl) {
 664                 diff = min_t(s64, q->now - cl->t_c, cl->mbuffer);
 665                 if (cl->level >= level) {
 666                         if (cl->level == level)
 667                                 cl->xstats.lends++;
 668                         htb_accnt_tokens(cl, bytes, diff);
 669                 } else {
 670                         cl->xstats.borrows++;
 671                         cl->tokens += diff;     /* we moved t_c; update tokens */
 672                 }
 673                 htb_accnt_ctokens(cl, bytes, diff);
 674                 cl->t_c = q->now;
 675
 676                 old_mode = cl->cmode;
 677                 diff = 0;
 678                 htb_change_class_mode(q, cl, &diff);
 679                 if (old_mode != cl->cmode) {
 680                         if (old_mode != HTB_CAN_SEND)
 681                                 htb_safe_rb_erase(&cl->pq_node, &q->hlevel[cl->level].wait_pq);
 682                         if (cl->cmode != HTB_CAN_SEND)
 683                                 htb_add_to_wait_tree(q, cl, diff);
 684                 }
 685
 686                 /* update basic stats except for leaves which are already updated */
 687                 if (cl->level)
 688                         bstats_update(&cl->bstats, skb);
 689
 690                 cl = cl->parent;
 691         }
 692 }
 693
 694 /**
 695  * htb_do_events - make mode changes to classes at the level
 696  *
 697  * Scans event queue for pending events and applies them. Returns time of
 698  * next pending event (0 for no event in pq, q->now for too many events).
 699  * Note: Applied are events whose have cl->pq_key <= q->now.
 700  */
 701 static s64 htb_do_events(struct htb_sched *q, const int level,
 702                          unsigned long start)
 703 {
 704         /* don't run for longer than 2 jiffies; 2 is used instead of
 705          * 1 to simplify things when jiffy is going to be incremented
 706          * too soon
 707          */
 708         unsigned long stop_at = start + 2;
 709         struct rb_root *wait_pq = &q->hlevel[level].wait_pq;
 710
 711         while (time_before(jiffies, stop_at)) {
 712                 struct htb_class *cl;
 713                 s64 diff;
 714                 struct rb_node *p = rb_first(wait_pq);
 715
 716                 if (!p)
 717                         return 0;
 718
 719                 cl = rb_entry(p, struct htb_class, pq_node);
 720                 if (cl->pq_key > q->now)
 721                         return cl->pq_key;
 722
 723                 htb_safe_rb_erase(p, wait_pq);
 724                 diff = min_t(s64, q->now - cl->t_c, cl->mbuffer);
 725                 htb_change_class_mode(q, cl, &diff);
 726                 if (cl->cmode != HTB_CAN_SEND)
 727                         htb_add_to_wait_tree(q, cl, diff);
 728         }
 729
 730         /* too much load - let's continue after a break for scheduling */
 731         if (!(q->warned & HTB_WARN_TOOMANYEVENTS)) {
 732                 pr_warn("htb: too many events!\n");
 733                 q->warned |= HTB_WARN_TOOMANYEVENTS;
 734         }
 735
 736         return q->now;
 737 }
 738
 739 /* Returns class->node+prio from id-tree where classe's id is >= id. NULL
 740  * is no such one exists.
 741  */
 742 static struct rb_node *htb_id_find_next_upper(int prio, struct rb_node *n,
 743                                               u32 id)
 744 {
 745         struct rb_node *r = NULL;
 746         while (n) {
 747                 struct htb_class *cl =
 748                     rb_entry(n, struct htb_class, node[prio]);
 749
 750                 if (id > cl->common.classid) {
 751                         n = n->rb_right;
 752                 } else if (id < cl->common.classid) {
 753                         r = n;
 754                         n = n->rb_left;
 755                 } else {
 756                         return n;
 757                 }
 758         }
 759         return r;
 760 }
 761
 762 /**
 763  * htb_lookup_leaf - returns next leaf class in DRR order
 764  *
 765  * Find leaf where current feed pointers points to.
 766  */
 767 static struct htb_class *htb_lookup_leaf(struct htb_prio *hprio, const int prio)
 768 {
 769         int i;
 770         struct {
 771                 struct rb_node *root;
 772                 struct rb_node **pptr;
 773                 u32 *pid;
 774         } stk[TC_HTB_MAXDEPTH], *sp = stk;
 775
 776         BUG_ON(!hprio->row.rb_node);
 777         sp->root = hprio->row.rb_node;
 778         sp->pptr = &hprio->ptr;
 779         sp->pid = &hprio->last_ptr_id;
 780
 781         for (i = 0; i < 65535; i++) {
 782                 if (!*sp->pptr && *sp->pid) {
 783                         /* ptr was invalidated but id is valid - try to recover
 784                          * the original or next ptr
 785                          */
 786                         *sp->pptr =
 787                             htb_id_find_next_upper(prio, sp->root, *sp->pid);
 788                 }
 789                 *sp->pid = 0;   /* ptr is valid now so that remove this hint as it
 790                                  * can become out of date quickly
 791                                  */
 792                 if (!*sp->pptr) {       /* we are at right end; rewind & go up */
 793                         *sp->pptr = sp->root;
 794                         while ((*sp->pptr)->rb_left)
 795                                 *sp->pptr = (*sp->pptr)->rb_left;
 796                         if (sp > stk) {
 797                                 sp--;
 798                                 if (!*sp->pptr) {
 799                                         WARN_ON(1);
 800                                         return NULL;
 801                                 }
 802                                 htb_next_rb_node(sp->pptr);
 803                         }
 804                 } else {
 805                         struct htb_class *cl;
 806                         struct htb_prio *clp;
 807
 808                         cl = rb_entry(*sp->pptr, struct htb_class, node[prio]);
 809                         if (!cl->level)
 810                                 return cl;
 811                         clp = &cl->inner.clprio[prio];
 812                         (++sp)->root = clp->feed.rb_node;
 813                         sp->pptr = &clp->ptr;
 814                         sp->pid = &clp->last_ptr_id;
 815                 }
 816         }
 817         WARN_ON(1);
 818         return NULL;
 819 }
 820
 821 /* dequeues packet at given priority and level; call only if
 822  * you are sure that there is active class at prio/level
 823  */
 824 static struct sk_buff *htb_dequeue_tree(struct htb_sched *q, const int prio,
 825                                         const int level)
 826 {
 827         struct sk_buff *skb = NULL;
 828         struct htb_class *cl, *start;
 829         struct htb_level *hlevel = &q->hlevel[level];
 830         struct htb_prio *hprio = &hlevel->hprio[prio];
 831
 832         /* look initial class up in the row */
 833         start = cl = htb_lookup_leaf(hprio, prio);
 834
 835         do {
 836 next:
 837                 if (unlikely(!cl))
 838                         return NULL;
 839
 840                 /* class can be empty - it is unlikely but can be true if leaf
 841                  * qdisc drops packets in enqueue routine or if someone used
 842                  * graft operation on the leaf since last dequeue;
 843                  * simply deactivate and skip such class
 844                  */
 845                 if (unlikely(cl->leaf.q->q.qlen == 0)) {
 846                         struct htb_class *next;
 847                         htb_deactivate(q, cl);
 848
 849                         /* row/level might become empty */
 850                         if ((q->row_mask[level] & (1 << prio)) == 0)
 851                                 return NULL;
 852
 853                         next = htb_lookup_leaf(hprio, prio);
 854
 855                         if (cl == start)        /* fix start if we just deleted it */
 856                                 start = next;
 857                         cl = next;
 858                         goto next;
 859                 }
 860
 861                 skb = cl->leaf.q->dequeue(cl->leaf.q);
 862                 if (likely(skb != NULL))
 863                         break;
 864
 865                 qdisc_warn_nonwc("htb", cl->leaf.q);
 866                 htb_next_rb_node(level ? &cl->parent->inner.clprio[prio].ptr:
 867                                          &q->hlevel[0].hprio[prio].ptr);
 868                 cl = htb_lookup_leaf(hprio, prio);
 869
 870         } while (cl != start);
 871
 872         if (likely(skb != NULL)) {
 873                 bstats_update(&cl->bstats, skb);
 874                 cl->leaf.deficit[level] -= qdisc_pkt_len(skb);
 875                 if (cl->leaf.deficit[level] < 0) {
 876                         cl->leaf.deficit[level] += cl->quantum;
 877                         htb_next_rb_node(level ? &cl->parent->inner.clprio[prio].ptr :
 878                                                  &q->hlevel[0].hprio[prio].ptr);
 879                 }
 880                 /* this used to be after charge_class but this constelation
 881                  * gives us slightly better performance
 882                  */
 883                 if (!cl->leaf.q->q.qlen)
 884                         htb_deactivate(q, cl);
 885                 htb_charge_class(q, cl, level, skb);
 886         }
 887         return skb;
 888 }
 889
 890 static struct sk_buff *htb_dequeue(struct Qdisc *sch)
 891 {
 892         struct sk_buff *skb;
 893         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 894         int level;
 895         s64 next_event;
 896         unsigned long start_at;
 897
 898         /* try to dequeue direct packets as high prio (!) to minimize cpu work */
 899         skb = __qdisc_dequeue_head(&q->direct_queue);
 900         if (skb != NULL) {
 901 ok:
 902                 qdisc_bstats_update(sch, skb);
 903                 qdisc_qstats_backlog_dec(sch, skb);
 904                 sch->q.qlen--;
 905                 return skb;
 906         }
 907
 908         if (!sch->q.qlen)
 909                 goto fin;
 910         q->now = ktime_get_ns();
 911         start_at = jiffies;
 912
 913         next_event = q->now + 5LLU * NSEC_PER_SEC;
 914
 915         for (level = 0; level < TC_HTB_MAXDEPTH; level++) {
 916                 /* common case optimization - skip event handler quickly */
 917                 int m;
 918                 s64 event = q->near_ev_cache[level];
 919
 920                 if (q->now >= event) {
 921                         event = htb_do_events(q, level, start_at);
 922                         if (!event)
 923                                 event = q->now + NSEC_PER_SEC;
 924                         q->near_ev_cache[level] = event;
 925                 }
 926
 927                 if (next_event > event)
 928                         next_event = event;
 929
 930                 m = ~q->row_mask[level];
 931                 while (m != (int)(-1)) {
 932                         int prio = ffz(m);
 933
 934                         m |= 1 << prio;
 935                         skb = htb_dequeue_tree(q, prio, level);
 936                         if (likely(skb != NULL))
 937                                 goto ok;
 938                 }
 939         }
 940         qdisc_qstats_overlimit(sch);
 941         if (likely(next_event > q->now))
 942                 qdisc_watchdog_schedule_ns(&q->watchdog, next_event);
 943         else
 944                 schedule_work(&q->work);
 945 fin:
 946         return skb;
 947 }
 948
 949 /* reset all classes */
 950 /* always caled under BH & queue lock */
 951 static void htb_reset(struct Qdisc *sch)
 952 {
 953         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 954         struct htb_class *cl;
 955         unsigned int i;
 956
 957         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
 958                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], common.hnode) {
 959                         if (cl->level)
 960                                 memset(&cl->inner, 0, sizeof(cl->inner));
 961                         else {
 962                                 if (cl->leaf.q)
 963                                         qdisc_reset(cl->leaf.q);
 964                         }
 965                         cl->prio_activity = 0;
 966                         cl->cmode = HTB_CAN_SEND;
 967                 }
 968         }
 969         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
 970         __qdisc_reset_queue(&q->direct_queue);
 971         sch->q.qlen = 0;
 972         sch->qstats.backlog = 0;
 973         memset(q->hlevel, 0, sizeof(q->hlevel));
 974         memset(q->row_mask, 0, sizeof(q->row_mask));
 975 }
 976
 977 static const struct nla_policy htb_policy[TCA_HTB_MAX + 1] = {
 978         [TCA_HTB_PARMS] = { .len = sizeof(struct tc_htb_opt) },
 979         [TCA_HTB_INIT]  = { .len = sizeof(struct tc_htb_glob) },
 980         [TCA_HTB_CTAB]  = { .type = NLA_BINARY, .len = TC_RTAB_SIZE },
 981         [TCA_HTB_RTAB]  = { .type = NLA_BINARY, .len = TC_RTAB_SIZE },
 982         [TCA_HTB_DIRECT_QLEN] = { .type = NLA_U32 },
 983         [TCA_HTB_RATE64] = { .type = NLA_U64 },
 984         [TCA_HTB_CEIL64] = { .type = NLA_U64 },
 985 };
 986
 987 static void htb_work_func(struct work_struct *work)
 988 {
 989         struct htb_sched *q = container_of(work, struct htb_sched, work);
 990         struct Qdisc *sch = q->watchdog.qdisc;
 991
 992         rcu_read_lock();
 993         __netif_schedule(qdisc_root(sch));
 994         rcu_read_unlock();
 995 }
 996
 997 static int htb_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt,
 998                     struct netlink_ext_ack *extack)
 999 {
1000         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1001         struct nlattr *tb[TCA_HTB_MAX + 1];
1002         struct tc_htb_glob *gopt;
1003         int err;
1004
1005         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1006         INIT_WORK(&q->work, htb_work_func);
1007
1008         if (!opt)
1009                 return -EINVAL;
1010
1011         err = tcf_block_get(&q->block, &q->filter_list, sch, extack);
1012         if (err)
1013                 return err;
1014
1015         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HTB_MAX, opt, htb_policy, NULL);
1016         if (err < 0)
1017                 return err;
1018
1019         if (!tb[TCA_HTB_INIT])
1020                 return -EINVAL;
1021
1022         gopt = nla_data(tb[TCA_HTB_INIT]);
1023         if (gopt->version != HTB_VER >> 16)
1024                 return -EINVAL;
1025
1026         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1027         if (err < 0)
1028                 return err;
1029
1030         qdisc_skb_head_init(&q->direct_queue);
1031
1032         if (tb[TCA_HTB_DIRECT_QLEN])
1033                 q->direct_qlen = nla_get_u32(tb[TCA_HTB_DIRECT_QLEN]);
1034         else
1035                 q->direct_qlen = qdisc_dev(sch)->tx_queue_len;
1036
1037         if ((q->rate2quantum = gopt->rate2quantum) < 1)
1038                 q->rate2quantum = 1;
1039         q->defcls = gopt->defcls;
1040
1041         return 0;
1042 }
1043
1044 static int htb_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1045 {
1046         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1047         struct nlattr *nest;
1048         struct tc_htb_glob gopt;
1049
1050         /* Its safe to not acquire qdisc lock. As we hold RTNL,
1051          * no change can happen on the qdisc parameters.
1052          */
1053
1054         gopt.direct_pkts = q->direct_pkts;
1055         gopt.version = HTB_VER;
1056         gopt.rate2quantum = q->rate2quantum;
1057         gopt.defcls = q->defcls;
1058         gopt.debug = 0;
1059
1060         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1061         if (nest == NULL)
1062                 goto nla_put_failure;
1063         if (nla_put(skb, TCA_HTB_INIT, sizeof(gopt), &gopt) ||
1064             nla_put_u32(skb, TCA_HTB_DIRECT_QLEN, q->direct_qlen))
1065                 goto nla_put_failure;
1066
1067         return nla_nest_end(skb, nest);
1068
1069 nla_put_failure:
1070         nla_nest_cancel(skb, nest);
1071         return -1;
1072 }
1073
1074 static int htb_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1075                           struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm)
1076 {
1077         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1078         struct nlattr *nest;
1079         struct tc_htb_opt opt;
1080
1081         /* Its safe to not acquire qdisc lock. As we hold RTNL,
1082          * no change can happen on the class parameters.
1083          */
1084         tcm->tcm_parent = cl->parent ? cl->parent->common.classid : TC_H_ROOT;
1085         tcm->tcm_handle = cl->common.classid;
1086         if (!cl->level && cl->leaf.q)
1087                 tcm->tcm_info = cl->leaf.q->handle;
1088
1089         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1090         if (nest == NULL)
1091                 goto nla_put_failure;
1092
1093         memset(&opt, 0, sizeof(opt));
1094
1095         psched_ratecfg_getrate(&opt.rate, &cl->rate);
1096         opt.buffer = PSCHED_NS2TICKS(cl->buffer);
1097         psched_ratecfg_getrate(&opt.ceil, &cl->ceil);
1098         opt.cbuffer = PSCHED_NS2TICKS(cl->cbuffer);
1099         opt.quantum = cl->quantum;
1100         opt.prio = cl->prio;
1101         opt.level = cl->level;
1102         if (nla_put(skb, TCA_HTB_PARMS, sizeof(opt), &opt))
1103                 goto nla_put_failure;
1104         if ((cl->rate.rate_bytes_ps >= (1ULL << 32)) &&
1105             nla_put_u64_64bit(skb, TCA_HTB_RATE64, cl->rate.rate_bytes_ps,
1106                               TCA_HTB_PAD))
1107                 goto nla_put_failure;
1108         if ((cl->ceil.rate_bytes_ps >= (1ULL << 32)) &&
1109             nla_put_u64_64bit(skb, TCA_HTB_CEIL64, cl->ceil.rate_bytes_ps,
1110                               TCA_HTB_PAD))
1111                 goto nla_put_failure;
1112
1113         return nla_nest_end(skb, nest);
1114
1115 nla_put_failure:
1116         nla_nest_cancel(skb, nest);
1117         return -1;
1118 }
1119
1120 static int
1121 htb_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct gnet_dump *d)
1122 {
1123         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1124         struct gnet_stats_queue qs = {
1125                 .drops = cl->drops,
1126                 .overlimits = cl->overlimits,
1127         };
1128         __u32 qlen = 0;
1129
1130         if (!cl->level && cl->leaf.q) {
1131                 qlen = cl->leaf.q->q.qlen;
1132                 qs.backlog = cl->leaf.q->qstats.backlog;
1133         }
1134         cl->xstats.tokens = clamp_t(s64, PSCHED_NS2TICKS(cl->tokens),
1135                                     INT_MIN, INT_MAX);
1136         cl->xstats.ctokens = clamp_t(s64, PSCHED_NS2TICKS(cl->ctokens),
1137                                      INT_MIN, INT_MAX);
1138
1139         if (gnet_stats_copy_basic(qdisc_root_sleeping_running(sch),
1140                                   d, NULL, &cl->bstats) < 0 ||
1141             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1142             gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &qs, qlen) < 0)
1143                 return -1;
1144
1145         return gnet_stats_copy_app(d, &cl->xstats, sizeof(cl->xstats));
1146 }
1147
1148 static int htb_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1149                      struct Qdisc **old, struct netlink_ext_ack *extack)
1150 {
1151         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1152
1153         if (cl->level)
1154                 return -EINVAL;
1155         if (new == NULL &&
1156             (new = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1157                                      cl->common.classid, extack)) == NULL)
1158                 return -ENOBUFS;
1159
1160         *old = qdisc_replace(sch, new, &cl->leaf.q);
1161         return 0;
1162 }
1163
1164 static struct Qdisc *htb_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1165 {
1166         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1167         return !cl->level ? cl->leaf.q : NULL;
1168 }
1169
1170 static void htb_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1171 {
1172         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1173
1174         htb_deactivate(qdisc_priv(sch), cl);
1175 }
1176
1177 static inline int htb_parent_last_child(struct htb_class *cl)
1178 {
1179         if (!cl->parent)
1180                 /* the root class */
1181                 return 0;
1182         if (cl->parent->children > 1)
1183                 /* not the last child */
1184                 return 0;
1185         return 1;
1186 }
1187
1188 static void htb_parent_to_leaf(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl,
1189                                struct Qdisc *new_q)
1190 {
1191         struct htb_class *parent = cl->parent;
1192
1193         WARN_ON(cl->level || !cl->leaf.q || cl->prio_activity);
1194
1195         if (parent->cmode != HTB_CAN_SEND)
1196                 htb_safe_rb_erase(&parent->pq_node,
1197                                   &q->hlevel[parent->level].wait_pq);
1198
1199         parent->level = 0;
1200         memset(&parent->inner, 0, sizeof(parent->inner));
1201         parent->leaf.q = new_q ? new_q : &noop_qdisc;
1202         parent->tokens = parent->buffer;
1203         parent->ctokens = parent->cbuffer;
1204         parent->t_c = ktime_get_ns();
1205         parent->cmode = HTB_CAN_SEND;
1206 }
1207
1208 static void htb_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct htb_class *cl)
1209 {
1210         if (!cl->level) {
1211                 WARN_ON(!cl->leaf.q);
1212                 qdisc_put(cl->leaf.q);
1213         }
1214         gen_kill_estimator(&cl->rate_est);
1215         tcf_block_put(cl->block);
1216         kfree(cl);
1217 }
1218
1219 static void htb_destroy(struct Qdisc *sch)
1220 {
1221         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1222         struct hlist_node *next;
1223         struct htb_class *cl;
1224         unsigned int i;
1225
1226         cancel_work_sync(&q->work);
1227         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1228         /* This line used to be after htb_destroy_class call below
1229          * and surprisingly it worked in 2.4. But it must precede it
1230          * because filter need its target class alive to be able to call
1231          * unbind_filter on it (without Oops).
1232          */
1233         tcf_block_put(q->block);
1234
1235         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1236                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], common.hnode) {
1237                         tcf_block_put(cl->block);
1238                         cl->block = NULL;
1239                 }
1240         }
1241         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1242                 hlist_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash.hash[i],
1243                                           common.hnode)
1244                         htb_destroy_class(sch, cl);
1245         }
1246         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1247         __qdisc_reset_queue(&q->direct_queue);
1248 }
1249
1250 static int htb_delete(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1251 {
1252         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1253         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1254         struct Qdisc *new_q = NULL;
1255         int last_child = 0;
1256
1257         /* TODO: why don't allow to delete subtree ? references ? does
1258          * tc subsys guarantee us that in htb_destroy it holds no class
1259          * refs so that we can remove children safely there ?
1260          */
1261         if (cl->children || cl->filter_cnt)
1262                 return -EBUSY;
1263
1264         if (!cl->level && htb_parent_last_child(cl)) {
1265                 new_q = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1266                                           cl->parent->common.classid,
1267                                           NULL);
1268                 last_child = 1;
1269         }
1270
1271         sch_tree_lock(sch);
1272
1273         if (!cl->level) {
1274                 unsigned int qlen = cl->leaf.q->q.qlen;
1275                 unsigned int backlog = cl->leaf.q->qstats.backlog;
1276
1277                 qdisc_reset(cl->leaf.q);
1278                 qdisc_tree_reduce_backlog(cl->leaf.q, qlen, backlog);
1279         }
1280
1281         /* delete from hash and active; remainder in destroy_class */
1282         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->common);
1283         if (cl->parent)
1284                 cl->parent->children--;
1285
1286         if (cl->prio_activity)
1287                 htb_deactivate(q, cl);
1288
1289         if (cl->cmode != HTB_CAN_SEND)
1290                 htb_safe_rb_erase(&cl->pq_node,
1291                                   &q->hlevel[cl->level].wait_pq);
1292
1293         if (last_child)
1294                 htb_parent_to_leaf(q, cl, new_q);
1295
1296         sch_tree_unlock(sch);
1297
1298         htb_destroy_class(sch, cl);
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 static int htb_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid,
1303                             u32 parentid, struct nlattr **tca,
1304                             unsigned long *arg, struct netlink_ext_ack *extack)
1305 {
1306         int err = -EINVAL;
1307         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1308         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)*arg, *parent;
1309         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
1310         struct nlattr *tb[TCA_HTB_MAX + 1];
1311         struct tc_htb_opt *hopt;
1312         u64 rate64, ceil64;
1313         int warn = 0;
1314
1315         /* extract all subattrs from opt attr */
1316         if (!opt)
1317                 goto failure;
1318
1319         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HTB_MAX, opt, htb_policy, NULL);
1320         if (err < 0)
1321                 goto failure;
1322
1323         err = -EINVAL;
1324         if (tb[TCA_HTB_PARMS] == NULL)
1325                 goto failure;
1326
1327         parent = parentid == TC_H_ROOT ? NULL : htb_find(parentid, sch);
1328
1329         hopt = nla_data(tb[TCA_HTB_PARMS]);
1330         if (!hopt->rate.rate || !hopt->ceil.rate)
1331                 goto failure;
1332
1333         /* Keeping backward compatible with rate_table based iproute2 tc */
1334         if (hopt->rate.linklayer == TC_LINKLAYER_UNAWARE)
1335                 qdisc_put_rtab(qdisc_get_rtab(&hopt->rate, tb[TCA_HTB_RTAB],
1336                                               NULL));
1337
1338         if (hopt->ceil.linklayer == TC_LINKLAYER_UNAWARE)
1339                 qdisc_put_rtab(qdisc_get_rtab(&hopt->ceil, tb[TCA_HTB_CTAB],
1340                                               NULL));
1341
1342         if (!cl) {              /* new class */
1343                 struct Qdisc *new_q;
1344                 int prio;
1345                 struct {
1346                         struct nlattr           nla;
1347                         struct gnet_estimator   opt;
1348                 } est = {
1349                         .nla = {
1350                                 .nla_len        = nla_attr_size(sizeof(est.opt)),
1351                                 .nla_type       = TCA_RATE,
1352                         },
1353                         .opt = {
1354                                 /* 4s interval, 16s averaging constant */
1355                                 .interval       = 2,
1356                                 .ewma_log       = 2,
1357                         },
1358                 };
1359
1360                 /* check for valid classid */
1361                 if (!classid || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) ||
1362                     htb_find(classid, sch))
1363                         goto failure;
1364
1365                 /* check maximal depth */
1366                 if (parent && parent->parent && parent->parent->level < 2) {
1367                         pr_err("htb: tree is too deep\n");
1368                         goto failure;
1369                 }
1370                 err = -ENOBUFS;
1371                 cl = kzalloc(sizeof(*cl), GFP_KERNEL);
1372                 if (!cl)
1373                         goto failure;
1374
1375                 err = tcf_block_get(&cl->block, &cl->filter_list, sch, extack);
1376                 if (err) {
1377                         kfree(cl);
1378                         goto failure;
1379                 }
1380                 if (htb_rate_est || tca[TCA_RATE]) {
1381                         err = gen_new_estimator(&cl->bstats, NULL,
1382                                                 &cl->rate_est,
1383                                                 NULL,
1384                                                 qdisc_root_sleeping_running(sch),
1385                                                 tca[TCA_RATE] ? : &est.nla);
1386                         if (err) {
1387                                 tcf_block_put(cl->block);
1388                                 kfree(cl);
1389                                 goto failure;
1390                         }
1391                 }
1392
1393                 cl->children = 0;
1394                 RB_CLEAR_NODE(&cl->pq_node);
1395
1396                 for (prio = 0; prio < TC_HTB_NUMPRIO; prio++)
1397                         RB_CLEAR_NODE(&cl->node[prio]);
1398
1399                 /* create leaf qdisc early because it uses kmalloc(GFP_KERNEL)
1400                  * so that can't be used inside of sch_tree_lock
1401                  * -- thanks to Karlis Peisenieks
1402                  */
1403                 new_q = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1404                                           classid, NULL);
1405                 sch_tree_lock(sch);
1406                 if (parent && !parent->level) {
1407                         unsigned int qlen = parent->leaf.q->q.qlen;
1408                         unsigned int backlog = parent->leaf.q->qstats.backlog;
1409
1410                         /* turn parent into inner node */
1411                         qdisc_reset(parent->leaf.q);
1412                         qdisc_tree_reduce_backlog(parent->leaf.q, qlen, backlog);
1413                         qdisc_put(parent->leaf.q);
1414                         if (parent->prio_activity)
1415                                 htb_deactivate(q, parent);
1416
1417                         /* remove from evt list because of level change */
1418                         if (parent->cmode != HTB_CAN_SEND) {
1419                                 htb_safe_rb_erase(&parent->pq_node, &q->hlevel[0].wait_pq);
1420                                 parent->cmode = HTB_CAN_SEND;
1421                         }
1422                         parent->level = (parent->parent ? parent->parent->level
1423                                          : TC_HTB_MAXDEPTH) - 1;
1424                         memset(&parent->inner, 0, sizeof(parent->inner));
1425                 }
1426                 /* leaf (we) needs elementary qdisc */
1427                 cl->leaf.q = new_q ? new_q : &noop_qdisc;
1428
1429                 cl->common.classid = classid;
1430                 cl->parent = parent;
1431
1432                 /* set class to be in HTB_CAN_SEND state */
1433                 cl->tokens = PSCHED_TICKS2NS(hopt->buffer);
1434                 cl->ctokens = PSCHED_TICKS2NS(hopt->cbuffer);
1435                 cl->mbuffer = 60ULL * NSEC_PER_SEC;     /* 1min */
1436                 cl->t_c = ktime_get_ns();
1437                 cl->cmode = HTB_CAN_SEND;
1438
1439                 /* attach to the hash list and parent's family */
1440                 qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->common);
1441                 if (parent)
1442                         parent->children++;
1443                 if (cl->leaf.q != &noop_qdisc)
1444                         qdisc_hash_add(cl->leaf.q, true);
1445         } else {
1446                 if (tca[TCA_RATE]) {
1447                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, NULL,
1448                                                     &cl->rate_est,
1449                                                     NULL,
1450                                                     qdisc_root_sleeping_running(sch),
1451                                                     tca[TCA_RATE]);
1452                         if (err)
1453                                 return err;
1454                 }
1455                 sch_tree_lock(sch);
1456         }
1457
1458         rate64 = tb[TCA_HTB_RATE64] ? nla_get_u64(tb[TCA_HTB_RATE64]) : 0;
1459
1460         ceil64 = tb[TCA_HTB_CEIL64] ? nla_get_u64(tb[TCA_HTB_CEIL64]) : 0;
1461
1462         psched_ratecfg_precompute(&cl->rate, &hopt->rate, rate64);
1463         psched_ratecfg_precompute(&cl->ceil, &hopt->ceil, ceil64);
1464
1465         /* it used to be a nasty bug here, we have to check that node
1466          * is really leaf before changing cl->leaf !
1467          */
1468         if (!cl->level) {
1469                 u64 quantum = cl->rate.rate_bytes_ps;
1470
1471                 do_div(quantum, q->rate2quantum);
1472                 cl->quantum = min_t(u64, quantum, INT_MAX);
1473
1474                 if (!hopt->quantum && cl->quantum < 1000) {
1475                         warn = -1;
1476                         cl->quantum = 1000;
1477                 }
1478                 if (!hopt->quantum && cl->quantum > 200000) {
1479                         warn = 1;
1480                         cl->quantum = 200000;
1481                 }
1482                 if (hopt->quantum)
1483                         cl->quantum = hopt->quantum;
1484                 if ((cl->prio = hopt->prio) >= TC_HTB_NUMPRIO)
1485                         cl->prio = TC_HTB_NUMPRIO - 1;
1486         }
1487
1488         cl->buffer = PSCHED_TICKS2NS(hopt->buffer);
1489         cl->cbuffer = PSCHED_TICKS2NS(hopt->cbuffer);
1490
1491         sch_tree_unlock(sch);
1492
1493         if (warn)
1494                 pr_warn("HTB: quantum of class %X is %s. Consider r2q change.\n",
1495                             cl->common.classid, (warn == -1 ? "small" : "big"));
1496
1497         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1498
1499         *arg = (unsigned long)cl;
1500         return 0;
1501
1502 failure:
1503         return err;
1504 }
1505
1506 static struct tcf_block *htb_tcf_block(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1507                                        struct netlink_ext_ack *extack)
1508 {
1509         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1510         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1511
1512         return cl ? cl->block : q->block;
1513 }
1514
1515 static unsigned long htb_bind_filter(struct Qdisc *sch, unsigned long parent,
1516                                      u32 classid)
1517 {
1518         struct htb_class *cl = htb_find(classid, sch);
1519
1520         /*if (cl && !cl->level) return 0;
1521          * The line above used to be there to prevent attaching filters to
1522          * leaves. But at least tc_index filter uses this just to get class
1523          * for other reasons so that we have to allow for it.
1524          * ----
1525          * 19.6.2002 As Werner explained it is ok - bind filter is just
1526          * another way to "lock" the class - unlike "get" this lock can
1527          * be broken by class during destroy IIUC.
1528          */
1529         if (cl)
1530                 cl->filter_cnt++;
1531         return (unsigned long)cl;
1532 }
1533
1534 static void htb_unbind_filter(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1535 {
1536         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1537
1538         if (cl)
1539                 cl->filter_cnt--;
1540 }
1541
1542 static void htb_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1543 {
1544         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1545         struct htb_class *cl;
1546         unsigned int i;
1547
1548         if (arg->stop)
1549                 return;
1550
1551         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1552                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], common.hnode) {
1553                         if (arg->count < arg->skip) {
1554                                 arg->count++;
1555                                 continue;
1556                         }
1557                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1558                                 arg->stop = 1;
1559                                 return;
1560                         }
1561                         arg->count++;
1562                 }
1563         }
1564 }
1565
1566 static const struct Qdisc_class_ops htb_class_ops = {
1567         .graft          =       htb_graft,
1568         .leaf           =       htb_leaf,
1569         .qlen_notify    =       htb_qlen_notify,
1570         .find           =       htb_search,
1571         .change         =       htb_change_class,
1572         .delete         =       htb_delete,
1573         .walk           =       htb_walk,
1574         .tcf_block      =       htb_tcf_block,
1575         .bind_tcf       =       htb_bind_filter,
1576         .unbind_tcf     =       htb_unbind_filter,
1577         .dump           =       htb_dump_class,
1578         .dump_stats     =       htb_dump_class_stats,
1579 };
1580
1581 static struct Qdisc_ops htb_qdisc_ops __read_mostly = {
1582         .cl_ops         =       &htb_class_ops,
1583         .id             =       "htb",
1584         .priv_size      =       sizeof(struct htb_sched),
1585         .enqueue        =       htb_enqueue,
1586         .dequeue        =       htb_dequeue,
1587         .peek           =       qdisc_peek_dequeued,
1588         .init           =       htb_init,
1589         .reset          =       htb_reset,
1590         .destroy        =       htb_destroy,
1591         .dump           =       htb_dump,
1592         .owner          =       THIS_MODULE,
1593 };
1594
1595 static int __init htb_module_init(void)
1596 {
1597         return register_qdisc(&htb_qdisc_ops);
1598 }
1599 static void __exit htb_module_exit(void)
1600 {
1601         unregister_qdisc(&htb_qdisc_ops);
1602 }
1603
1604 module_init(htb_module_init)
1605 module_exit(htb_module_exit)
1606 MODULE_LICENSE("GPL");