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/jiffies.h>
  57 #include <linux/compiler.h>
  58 #include <linux/spinlock.h>
  59 #include <linux/skbuff.h>
  60 #include <linux/string.h>
  61 #include <linux/slab.h>
  62 #include <linux/list.h>
  63 #include <linux/rbtree.h>
  64 #include <linux/init.h>
  65 #include <linux/netdevice.h>
  66 #include <linux/rtnetlink.h>
  67 #include <linux/pkt_sched.h>
  68 #include <net/netlink.h>
  69 #include <net/pkt_sched.h>
  70 #include <net/pkt_cls.h>
  71 #include <asm/system.h>
  72 #include <asm/div64.h>
  73
  74 /*
  75  * kernel internal service curve representation:
  76  *   coordinates are given by 64 bit unsigned integers.
  77  *   x-axis: unit is clock count.
  78  *   y-axis: unit is byte.
  79  *
  80  *   The service curve parameters are converted to the internal
  81  *   representation. The slope values are scaled to avoid overflow.
  82  *   the inverse slope values as well as the y-projection of the 1st
  83  *   segment are kept in order to to avoid 64-bit divide operations
  84  *   that are expensive on 32-bit architectures.
  85  */
  86
  87 struct internal_sc
  88 {
  89         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
  90         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
  91         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
  92         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
  93         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
  94         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
  95 };
  96
  97 /* runtime service curve */
  98 struct runtime_sc
  99 {
 100         u64     x;      /* current starting position on x-axis */
 101         u64     y;      /* current starting position on y-axis */
 102         u64     sm1;    /* scaled slope of the 1st segment */
 103         u64     ism1;   /* scaled inverse-slope of the 1st segment */
 104         u64     dx;     /* the x-projection of the 1st segment */
 105         u64     dy;     /* the y-projection of the 1st segment */
 106         u64     sm2;    /* scaled slope of the 2nd segment */
 107         u64     ism2;   /* scaled inverse-slope of the 2nd segment */
 108 };
 109
 110 enum hfsc_class_flags
 111 {
 112         HFSC_RSC = 0x1,
 113         HFSC_FSC = 0x2,
 114         HFSC_USC = 0x4
 115 };
 116
 117 struct hfsc_class
 118 {
 119         u32             classid;        /* class id */
 120         unsigned int    refcnt;         /* usage count */
 121
 122         struct gnet_stats_basic bstats;
 123         struct gnet_stats_queue qstats;
 124         struct gnet_stats_rate_est rate_est;
 125         spinlock_t      *stats_lock;
 126         unsigned int    level;          /* class level in hierarchy */
 127         struct tcf_proto *filter_list;  /* filter list */
 128         unsigned int    filter_cnt;     /* filter count */
 129
 130         struct hfsc_sched *sched;       /* scheduler data */
 131         struct hfsc_class *cl_parent;   /* parent class */
 132         struct list_head siblings;      /* sibling classes */
 133         struct list_head children;      /* child classes */
 134         struct Qdisc    *qdisc;         /* leaf qdisc */
 135
 136         struct rb_node el_node;         /* qdisc's eligible tree member */
 137         struct rb_root vt_tree;         /* active children sorted by cl_vt */
 138         struct rb_node vt_node;         /* parent's vt_tree member */
 139         struct rb_root cf_tree;         /* active children sorted by cl_f */
 140         struct rb_node cf_node;         /* parent's cf_heap member */
 141         struct list_head hlist;         /* hash list member */
 142         struct list_head dlist;         /* drop list member */
 143
 144         u64     cl_total;               /* total work in bytes */
 145         u64     cl_cumul;               /* cumulative work in bytes done by
 146                                            real-time criteria */
 147
 148         u64     cl_d;                   /* deadline*/
 149         u64     cl_e;                   /* eligible time */
 150         u64     cl_vt;                  /* virtual time */
 151         u64     cl_f;                   /* time when this class will fit for
 152                                            link-sharing, max(myf, cfmin) */
 153         u64     cl_myf;                 /* my fit-time (calculated from this
 154                                            class's own upperlimit curve) */
 155         u64     cl_myfadj;              /* my fit-time adjustment (to cancel
 156                                            history dependence) */
 157         u64     cl_cfmin;               /* earliest children's fit-time (used
 158                                            with cl_myf to obtain cl_f) */
 159         u64     cl_cvtmin;              /* minimal virtual time among the
 160                                            children fit for link-sharing
 161                                            (monotonic within a period) */
 162         u64     cl_vtadj;               /* intra-period cumulative vt
 163                                            adjustment */
 164         u64     cl_vtoff;               /* inter-period cumulative vt offset */
 165         u64     cl_cvtmax;              /* max child's vt in the last period */
 166         u64     cl_cvtoff;              /* cumulative cvtmax of all periods */
 167         u64     cl_pcvtoff;             /* parent's cvtoff at initalization
 168                                            time */
 169
 170         struct internal_sc cl_rsc;      /* internal real-time service curve */
 171         struct internal_sc cl_fsc;      /* internal fair service curve */
 172         struct internal_sc cl_usc;      /* internal upperlimit service curve */
 173         struct runtime_sc cl_deadline;  /* deadline curve */
 174         struct runtime_sc cl_eligible;  /* eligible curve */
 175         struct runtime_sc cl_virtual;   /* virtual curve */
 176         struct runtime_sc cl_ulimit;    /* upperlimit curve */
 177
 178         unsigned long   cl_flags;       /* which curves are valid */
 179         unsigned long   cl_vtperiod;    /* vt period sequence number */
 180         unsigned long   cl_parentperiod;/* parent's vt period sequence number*/
 181         unsigned long   cl_nactive;     /* number of active children */
 182 };
 183
 184 #define HFSC_HSIZE      16
 185
 186 struct hfsc_sched
 187 {
 188         u16     defcls;                         /* default class id */
 189         struct hfsc_class root;                 /* root class */
 190         struct list_head clhash[HFSC_HSIZE];    /* class hash */
 191         struct rb_root eligible;                /* eligible tree */
 192         struct list_head droplist;              /* active leaf class list (for
 193                                                    dropping) */
 194         struct sk_buff_head requeue;            /* requeued packet */
 195         struct qdisc_watchdog watchdog;         /* watchdog timer */
 196 };
 197
 198 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 199
 200
 201 /*
 202  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 203  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 204  */
 205
 206 static void
 207 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 208 {
 209         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 210         struct rb_node *parent = NULL;
 211         struct hfsc_class *cl1;
 212
 213         while (*p != NULL) {
 214                 parent = *p;
 215                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 216                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 217                         p = &parent->rb_right;
 218                 else
 219                         p = &parent->rb_left;
 220         }
 221         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 222         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 223 }
 224
 225 static inline void
 226 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 227 {
 228         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 229 }
 230
 231 static inline void
 232 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 233 {
 234         eltree_remove(cl);
 235         eltree_insert(cl);
 236 }
 237
 238 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 239 static inline struct hfsc_class *
 240 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 241 {
 242         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 243         struct rb_node *n;
 244
 245         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 246                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 247                 if (p->cl_e > cur_time)
 248                         break;
 249                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 250                         cl = p;
 251         }
 252         return cl;
 253 }
 254
 255 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 256 static inline struct hfsc_class *
 257 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 258 {
 259         struct rb_node *n;
 260
 261         n = rb_first(&q->eligible);
 262         if (n == NULL)
 263                 return NULL;
 264         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 269  * time. each intermediate class has one vttree.
 270  */
 271 static void
 272 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 273 {
 274         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 275         struct rb_node *parent = NULL;
 276         struct hfsc_class *cl1;
 277
 278         while (*p != NULL) {
 279                 parent = *p;
 280                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 281                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 282                         p = &parent->rb_right;
 283                 else
 284                         p = &parent->rb_left;
 285         }
 286         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 287         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 288 }
 289
 290 static inline void
 291 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 292 {
 293         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 294 }
 295
 296 static inline void
 297 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 298 {
 299         vttree_remove(cl);
 300         vttree_insert(cl);
 301 }
 302
 303 static inline struct hfsc_class *
 304 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 305 {
 306         struct hfsc_class *p;
 307         struct rb_node *n;
 308
 309         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 310                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 311                 if (p->cl_f <= cur_time)
 312                         return p;
 313         }
 314         return NULL;
 315 }
 316
 317 /*
 318  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 319  */
 320 static struct hfsc_class *
 321 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 322 {
 323         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 324         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 325                 return NULL;
 326
 327         while (cl->level > 0) {
 328                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 329                 if (cl == NULL)
 330                         return NULL;
 331                 /*
 332                  * update parent's cl_cvtmin.
 333                  */
 334                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 335                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 336         }
 337         return cl;
 338 }
 339
 340 static void
 341 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 342 {
 343         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 344         struct rb_node *parent = NULL;
 345         struct hfsc_class *cl1;
 346
 347         while (*p != NULL) {
 348                 parent = *p;
 349                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 350                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 351                         p = &parent->rb_right;
 352                 else
 353                         p = &parent->rb_left;
 354         }
 355         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 356         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 357 }
 358
 359 static inline void
 360 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 361 {
 362         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 363 }
 364
 365 static inline void
 366 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 367 {
 368         cftree_remove(cl);
 369         cftree_insert(cl);
 370 }
 371
 372 /*
 373  * service curve support functions
 374  *
 375  *  external service curve parameters
 376  *      m: bps
 377  *      d: us
 378  *  internal service curve parameters
 379  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 380  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 381  *      dx: psched_us
 382  *
 383  * The clock source resolution with ktime is 1.024us.
 384  *
 385  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 386  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 387  * digits in decimal using the following table.
 388  *
 389  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 390  *  ------------+-------------------------------------------------------
 391  *  bytes/1.024us 12.8e-3    128e-3     1280e-3    12800e-3   128000e-3
 392  *
 393  *  1.024us/byte  78.125     7.8125     0.78125    0.078125   0.0078125
 394  */
 395 #define SM_SHIFT        20
 396 #define ISM_SHIFT       18
 397
 398 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 399 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 400
 401 static inline u64
 402 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 403 {
 404         u64 y;
 405
 406         /*
 407          * compute
 408          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 409          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 410          */
 411         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 412         return y;
 413 }
 414
 415 static inline u64
 416 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 417 {
 418         u64 x;
 419
 420         if (y == 0)
 421                 x = 0;
 422         else if (ism == HT_INFINITY)
 423                 x = HT_INFINITY;
 424         else {
 425                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 426                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 427         }
 428         return x;
 429 }
 430
 431 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 432 static u64
 433 m2sm(u32 m)
 434 {
 435         u64 sm;
 436
 437         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 438         sm += PSCHED_TICKS_PER_SEC - 1;
 439         do_div(sm, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 440         return sm;
 441 }
 442
 443 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 444 static u64
 445 m2ism(u32 m)
 446 {
 447         u64 ism;
 448
 449         if (m == 0)
 450                 ism = HT_INFINITY;
 451         else {
 452                 ism = ((u64)PSCHED_TICKS_PER_SEC << ISM_SHIFT);
 453                 ism += m - 1;
 454                 do_div(ism, m);
 455         }
 456         return ism;
 457 }
 458
 459 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 460 static u64
 461 d2dx(u32 d)
 462 {
 463         u64 dx;
 464
 465         dx = ((u64)d * PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 466         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 467         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 468         return dx;
 469 }
 470
 471 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 472 static u32
 473 sm2m(u64 sm)
 474 {
 475         u64 m;
 476
 477         m = (sm * PSCHED_TICKS_PER_SEC) >> SM_SHIFT;
 478         return (u32)m;
 479 }
 480
 481 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 482 static u32
 483 dx2d(u64 dx)
 484 {
 485         u64 d;
 486
 487         d = dx * USEC_PER_SEC;
 488         do_div(d, PSCHED_TICKS_PER_SEC);
 489         return (u32)d;
 490 }
 491
 492 static void
 493 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 494 {
 495         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 496         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 497         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 498         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 499         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 500         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 501 }
 502
 503 /*
 504  * initialize the runtime service curve with the given internal
 505  * service curve starting at (x, y).
 506  */
 507 static void
 508 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 509 {
 510         rtsc->x    = x;
 511         rtsc->y    = y;
 512         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 513         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 514         rtsc->dx   = isc->dx;
 515         rtsc->dy   = isc->dy;
 516         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 517         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 518 }
 519
 520 /*
 521  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 522  * given x-projection value
 523  */
 524 static u64
 525 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 526 {
 527         u64 x;
 528
 529         if (y < rtsc->y)
 530                 x = rtsc->x;
 531         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 532                 /* x belongs to the 1st segment */
 533                 if (rtsc->dy == 0)
 534                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 535                 else
 536                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 537         } else {
 538                 /* x belongs to the 2nd segment */
 539                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 540                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 541         }
 542         return x;
 543 }
 544
 545 static u64
 546 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 547 {
 548         u64 y;
 549
 550         if (x <= rtsc->x)
 551                 y = rtsc->y;
 552         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 553                 /* y belongs to the 1st segment */
 554                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 555         else
 556                 /* y belongs to the 2nd segment */
 557                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 558                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 559         return y;
 560 }
 561
 562 /*
 563  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 564  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 565  */
 566 static void
 567 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 568 {
 569         u64 y1, y2, dx, dy;
 570         u32 dsm;
 571
 572         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 573                 /* service curve is convex */
 574                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 575                 if (y1 < y)
 576                         /* the current rtsc is smaller */
 577                         return;
 578                 rtsc->x = x;
 579                 rtsc->y = y;
 580                 return;
 581         }
 582
 583         /*
 584          * service curve is concave
 585          * compute the two y values of the current rtsc
 586          *      y1: at x
 587          *      y2: at (x + dx)
 588          */
 589         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 590         if (y1 <= y) {
 591                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 592                 return;
 593         }
 594
 595         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 596         if (y2 >= y + isc->dy) {
 597                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 598                 rtsc->x = x;
 599                 rtsc->y = y;
 600                 rtsc->dx = isc->dx;
 601                 rtsc->dy = isc->dy;
 602                 return;
 603         }
 604
 605         /*
 606          * the two curves intersect
 607          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 608          * function of seg_x2y()
 609          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 610          */
 611         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 612         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 613         do_div(dx, dsm);
 614         /*
 615          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 616          * if so, add the offset.
 617          */
 618         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 619                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 620         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 621
 622         rtsc->x = x;
 623         rtsc->y = y;
 624         rtsc->dx = dx;
 625         rtsc->dy = dy;
 626         return;
 627 }
 628
 629 static void
 630 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 631 {
 632         u64 cur_time = psched_get_time();
 633
 634         /* update the deadline curve */
 635         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 636
 637         /*
 638          * update the eligible curve.
 639          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 640          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 641          */
 642         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 643         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 644                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 645                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 646         }
 647
 648         /* compute e and d */
 649         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 650         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 651
 652         eltree_insert(cl);
 653 }
 654
 655 static void
 656 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 657 {
 658         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 659         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 660
 661         eltree_update(cl);
 662 }
 663
 664 static inline void
 665 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 666 {
 667         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 668 }
 669
 670 static inline void
 671 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 672 {
 673         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 674         struct hfsc_class *p;
 675
 676         if (n == NULL) {
 677                 cl->cl_cfmin = 0;
 678                 return;
 679         }
 680         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 681         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 682 }
 683
 684 static void
 685 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 686 {
 687         struct hfsc_class *max_cl;
 688         struct rb_node *n;
 689         u64 vt, f, cur_time;
 690         int go_active;
 691
 692         cur_time = 0;
 693         go_active = 1;
 694         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 695                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 696                         go_active = 1;
 697                 else
 698                         go_active = 0;
 699
 700                 if (go_active) {
 701                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 702                         if (n != NULL) {
 703                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class,vt_node);
 704                                 /*
 705                                  * set vt to the average of the min and max
 706                                  * classes.  if the parent's period didn't
 707                                  * change, don't decrease vt of the class.
 708                                  */
 709                                 vt = max_cl->cl_vt;
 710                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 711                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 712
 713                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 714                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 715                                         cl->cl_vt = vt;
 716                         } else {
 717                                 /*
 718                                  * first child for a new parent backlog period.
 719                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
 720                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
 721                                  * last period for all children.
 722                                  */
 723                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
 724                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
 725                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
 726                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 727                                 cl->cl_vt = 0;
 728                         }
 729
 730                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
 731                                                         cl->cl_pcvtoff;
 732
 733                         /* update the virtual curve */
 734                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
 735                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
 736                                                       cl->cl_total);
 737                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
 738                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
 739                                 cl->cl_vtoff = 0;
 740                         }
 741                         cl->cl_vtadj = 0;
 742
 743                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 744                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 745                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 746                                 cl->cl_parentperiod++;
 747                         cl->cl_f = 0;
 748
 749                         vttree_insert(cl);
 750                         cftree_insert(cl);
 751
 752                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 753                                 /* class has upper limit curve */
 754                                 if (cur_time == 0)
 755                                         cur_time = psched_get_time();
 756
 757                                 /* update the ulimit curve */
 758                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 759                                          cl->cl_total);
 760                                 /* compute myf */
 761                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 762                                                       cl->cl_total);
 763                                 cl->cl_myfadj = 0;
 764                         }
 765                 }
 766
 767                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 768                 if (f != cl->cl_f) {
 769                         cl->cl_f = f;
 770                         cftree_update(cl);
 771                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 772                 }
 773         }
 774 }
 775
 776 static void
 777 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 778 {
 779         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 780         int go_passive = 0;
 781
 782         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 783                 go_passive = 1;
 784
 785         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 786                 cl->cl_total += len;
 787
 788                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 789                         continue;
 790
 791                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 792                         go_passive = 1;
 793                 else
 794                         go_passive = 0;
 795
 796                 if (go_passive) {
 797                         /* no more active child, going passive */
 798
 799                         /* update cvtmax of the parent class */
 800                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
 801                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
 802
 803                         /* remove this class from the vt tree */
 804                         vttree_remove(cl);
 805
 806                         cftree_remove(cl);
 807                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 808
 809                         continue;
 810                 }
 811
 812                 /*
 813                  * update vt and f
 814                  */
 815                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
 816                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
 817
 818                 /*
 819                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 820                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 821                  * if so, we need to adjust vtadj.
 822                  */
 823                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 824                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 825                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 826                 }
 827
 828                 /* update the vt tree */
 829                 vttree_update(cl);
 830
 831                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 832                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 833                                                               cl->cl_total);
 834 #if 0
 835                         /*
 836                          * This code causes classes to stay way under their
 837                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 838                          * speed. needs investigation. -kaber
 839                          */
 840                         /*
 841                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 842                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 843                          * a rate-limited class from going greedy.
 844                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 845                          * fluctuates within one clock tick.
 846                          */
 847                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 848                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 849                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 850                                 cl->cl_myfadj += delta;
 851                                 cl->cl_myf += delta;
 852                         }
 853 #endif
 854                 }
 855
 856                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 857                 if (f != cl->cl_f) {
 858                         cl->cl_f = f;
 859                         cftree_update(cl);
 860                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 861                 }
 862         }
 863 }
 864
 865 static void
 866 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 867 {
 868         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 869                 init_ed(cl, len);
 870         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 871                 init_vf(cl, len);
 872
 873         list_add_tail(&cl->dlist, &cl->sched->droplist);
 874 }
 875
 876 static void
 877 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 878 {
 879         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 880                 eltree_remove(cl);
 881
 882         list_del(&cl->dlist);
 883
 884         /*
 885          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 886          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 887          */
 888 }
 889
 890 /*
 891  * hack to get length of first packet in queue.
 892  */
 893 static unsigned int
 894 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 895 {
 896         struct sk_buff *skb;
 897         unsigned int len;
 898
 899         skb = sch->dequeue(sch);
 900         if (skb == NULL) {
 901                 if (net_ratelimit())
 902                         printk("qdisc_peek_len: non work-conserving qdisc ?\n");
 903                 return 0;
 904         }
 905         len = skb->len;
 906         if (unlikely(sch->ops->requeue(skb, sch) != NET_XMIT_SUCCESS)) {
 907                 if (net_ratelimit())
 908                         printk("qdisc_peek_len: failed to requeue\n");
 909                 qdisc_tree_decrease_qlen(sch, 1);
 910                 return 0;
 911         }
 912         return len;
 913 }
 914
 915 static void
 916 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 917 {
 918         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 919
 920         qdisc_reset(cl->qdisc);
 921         qdisc_tree_decrease_qlen(cl->qdisc, len);
 922 }
 923
 924 static void
 925 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 926 {
 927         struct hfsc_class *p;
 928         unsigned int level;
 929
 930         do {
 931                 level = 0;
 932                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 933                         if (p->level >= level)
 934                                 level = p->level + 1;
 935                 }
 936                 cl->level = level;
 937         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 938 }
 939
 940 static inline unsigned int
 941 hfsc_hash(u32 h)
 942 {
 943         h ^= h >> 8;
 944         h ^= h >> 4;
 945
 946         return h & (HFSC_HSIZE - 1);
 947 }
 948
 949 static inline struct hfsc_class *
 950 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 951 {
 952         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 953         struct hfsc_class *cl;
 954
 955         list_for_each_entry(cl, &q->clhash[hfsc_hash(classid)], hlist) {
 956                 if (cl->classid == classid)
 957                         return cl;
 958         }
 959         return NULL;
 960 }
 961
 962 static void
 963 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 964                 u64 cur_time)
 965 {
 966         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 967         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 968         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 969         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 970                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 971                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 972         }
 973         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
 974 }
 975
 976 static void
 977 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
 978 {
 979         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
 980         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
 981         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
 982 }
 983
 984 static void
 985 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
 986                 u64 cur_time)
 987 {
 988         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
 989         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
 990         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
 991 }
 992
 993 static int
 994 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
 995                   struct rtattr **tca, unsigned long *arg)
 996 {
 997         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 998         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
 999         struct hfsc_class *parent = NULL;
1000         struct rtattr *opt = tca[TCA_OPTIONS-1];
1001         struct rtattr *tb[TCA_HFSC_MAX];
1002         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
1003         u64 cur_time;
1004
1005         if (opt == NULL || rtattr_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt))
1006                 return -EINVAL;
1007
1008         if (tb[TCA_HFSC_RSC-1]) {
1009                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_RSC-1]) < sizeof(*rsc))
1010                         return -EINVAL;
1011                 rsc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_RSC-1]);
1012                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
1013                         rsc = NULL;
1014         }
1015
1016         if (tb[TCA_HFSC_FSC-1]) {
1017                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_FSC-1]) < sizeof(*fsc))
1018                         return -EINVAL;
1019                 fsc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_FSC-1]);
1020                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
1021                         fsc = NULL;
1022         }
1023
1024         if (tb[TCA_HFSC_USC-1]) {
1025                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_USC-1]) < sizeof(*usc))
1026                         return -EINVAL;
1027                 usc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_USC-1]);
1028                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1029                         usc = NULL;
1030         }
1031
1032         if (cl != NULL) {
1033                 if (parentid) {
1034                         if (cl->cl_parent && cl->cl_parent->classid != parentid)
1035                                 return -EINVAL;
1036                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1037                                 return -EINVAL;
1038                 }
1039                 cur_time = psched_get_time();
1040
1041                 sch_tree_lock(sch);
1042                 if (rsc != NULL)
1043                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1044                 if (fsc != NULL)
1045                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1046                 if (usc != NULL)
1047                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1048
1049                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1050                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1051                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1052                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1053                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1054                 }
1055                 sch_tree_unlock(sch);
1056
1057 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1058                 if (tca[TCA_RATE-1])
1059                         gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1060                                 cl->stats_lock, tca[TCA_RATE-1]);
1061 #endif
1062                 return 0;
1063         }
1064
1065         if (parentid == TC_H_ROOT)
1066                 return -EEXIST;
1067
1068         parent = &q->root;
1069         if (parentid) {
1070                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1071                 if (parent == NULL)
1072                         return -ENOENT;
1073         }
1074
1075         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1076                 return -EINVAL;
1077         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1078                 return -EEXIST;
1079
1080         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1081                 return -EINVAL;
1082
1083         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1084         if (cl == NULL)
1085                 return -ENOBUFS;
1086
1087         if (rsc != NULL)
1088                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1089         if (fsc != NULL)
1090                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1091         if (usc != NULL)
1092                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1093
1094         cl->refcnt    = 1;
1095         cl->classid   = classid;
1096         cl->sched     = q;
1097         cl->cl_parent = parent;
1098         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops, classid);
1099         if (cl->qdisc == NULL)
1100                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1101         cl->stats_lock = &sch->dev->queue_lock;
1102         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1103         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1104         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1105
1106         sch_tree_lock(sch);
1107         list_add_tail(&cl->hlist, &q->clhash[hfsc_hash(classid)]);
1108         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1109         if (parent->level == 0)
1110                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1111         hfsc_adjust_levels(parent);
1112         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1113         sch_tree_unlock(sch);
1114
1115 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1116         if (tca[TCA_RATE-1])
1117                 gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1118                         cl->stats_lock, tca[TCA_RATE-1]);
1119 #endif
1120         *arg = (unsigned long)cl;
1121         return 0;
1122 }
1123
1124 static void
1125 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1126 {
1127         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1128
1129         tcf_destroy_chain(cl->filter_list);
1130         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1131 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1132         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1133 #endif
1134         if (cl != &q->root)
1135                 kfree(cl);
1136 }
1137
1138 static int
1139 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1140 {
1141         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1142         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1143
1144         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1145                 return -EBUSY;
1146
1147         sch_tree_lock(sch);
1148
1149         list_del(&cl->siblings);
1150         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1151
1152         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1153         list_del(&cl->hlist);
1154
1155         if (--cl->refcnt == 0)
1156                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1157
1158         sch_tree_unlock(sch);
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 static struct hfsc_class *
1163 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1164 {
1165         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1166         struct hfsc_class *cl;
1167         struct tcf_result res;
1168         struct tcf_proto *tcf;
1169         int result;
1170
1171         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1172             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1173                 if (cl->level == 0)
1174                         return cl;
1175
1176         *qerr = NET_XMIT_BYPASS;
1177         tcf = q->root.filter_list;
1178         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1179 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1180                 switch (result) {
1181                 case TC_ACT_QUEUED:
1182                 case TC_ACT_STOLEN:
1183                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS;
1184                 case TC_ACT_SHOT:
1185                         return NULL;
1186                 }
1187 #elif defined(CONFIG_NET_CLS_POLICE)
1188                 if (result == TC_POLICE_SHOT)
1189                         return NULL;
1190 #endif
1191                 if ((cl = (struct hfsc_class *)res.class) == NULL) {
1192                         if ((cl = hfsc_find_class(res.classid, sch)) == NULL)
1193                                 break; /* filter selected invalid classid */
1194                 }
1195
1196                 if (cl->level == 0)
1197                         return cl; /* hit leaf class */
1198
1199                 /* apply inner filter chain */
1200                 tcf = cl->filter_list;
1201         }
1202
1203         /* classification failed, try default class */
1204         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1205         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1206                 return NULL;
1207
1208         return cl;
1209 }
1210
1211 static int
1212 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1213                  struct Qdisc **old)
1214 {
1215         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1216
1217         if (cl == NULL)
1218                 return -ENOENT;
1219         if (cl->level > 0)
1220                 return -EINVAL;
1221         if (new == NULL) {
1222                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1223                                         cl->classid);
1224                 if (new == NULL)
1225                         new = &noop_qdisc;
1226         }
1227
1228         sch_tree_lock(sch);
1229         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1230         *old = xchg(&cl->qdisc, new);
1231         sch_tree_unlock(sch);
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 static struct Qdisc *
1236 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1237 {
1238         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1239
1240         if (cl != NULL && cl->level == 0)
1241                 return cl->qdisc;
1242
1243         return NULL;
1244 }
1245
1246 static void
1247 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1248 {
1249         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1250
1251         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1252                 update_vf(cl, 0, 0);
1253                 set_passive(cl);
1254         }
1255 }
1256
1257 static unsigned long
1258 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1259 {
1260         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1261
1262         if (cl != NULL)
1263                 cl->refcnt++;
1264
1265         return (unsigned long)cl;
1266 }
1267
1268 static void
1269 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1270 {
1271         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1272
1273         if (--cl->refcnt == 0)
1274                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1275 }
1276
1277 static unsigned long
1278 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1279 {
1280         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1281         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1282
1283         if (cl != NULL) {
1284                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1285                         return 0;
1286                 cl->filter_cnt++;
1287         }
1288
1289         return (unsigned long)cl;
1290 }
1291
1292 static void
1293 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1294 {
1295         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1296
1297         cl->filter_cnt--;
1298 }
1299
1300 static struct tcf_proto **
1301 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1302 {
1303         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1304         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1305
1306         if (cl == NULL)
1307                 cl = &q->root;
1308
1309         return &cl->filter_list;
1310 }
1311
1312 static int
1313 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1314 {
1315         struct tc_service_curve tsc;
1316
1317         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1318         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1319         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1320         RTA_PUT(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc);
1321
1322         return skb->len;
1323
1324  rtattr_failure:
1325         return -1;
1326 }
1327
1328 static inline int
1329 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1330 {
1331         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1332             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1333                 goto rtattr_failure;
1334
1335         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1336             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1337                 goto rtattr_failure;
1338
1339         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1340             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1341                 goto rtattr_failure;
1342
1343         return skb->len;
1344
1345  rtattr_failure:
1346         return -1;
1347 }
1348
1349 static int
1350 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1351                 struct tcmsg *tcm)
1352 {
1353         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1354         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1355         struct rtattr *rta = (struct rtattr *)b;
1356
1357         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->classid : TC_H_ROOT;
1358         tcm->tcm_handle = cl->classid;
1359         if (cl->level == 0)
1360                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1361
1362         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, 0, NULL);
1363         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1364                 goto rtattr_failure;
1365         rta->rta_len = skb_tail_pointer(skb) - b;
1366         return skb->len;
1367
1368  rtattr_failure:
1369         nlmsg_trim(skb, b);
1370         return -1;
1371 }
1372
1373 static int
1374 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1375         struct gnet_dump *d)
1376 {
1377         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1378         struct tc_hfsc_stats xstats;
1379
1380         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1381         xstats.level   = cl->level;
1382         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1383         xstats.work    = cl->cl_total;
1384         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1385
1386         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1387 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1388             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1389 #endif
1390             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1391                 return -1;
1392
1393         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1394 }
1395
1396
1397
1398 static void
1399 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1400 {
1401         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1402         struct hfsc_class *cl;
1403         unsigned int i;
1404
1405         if (arg->stop)
1406                 return;
1407
1408         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1409                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist) {
1410                         if (arg->count < arg->skip) {
1411                                 arg->count++;
1412                                 continue;
1413                         }
1414                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1415                                 arg->stop = 1;
1416                                 return;
1417                         }
1418                         arg->count++;
1419                 }
1420         }
1421 }
1422
1423 static void
1424 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch)
1425 {
1426         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1427         struct hfsc_class *cl;
1428         u64 next_time = 0;
1429
1430         if ((cl = eltree_get_minel(q)) != NULL)
1431                 next_time = cl->cl_e;
1432         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1433                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1434                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1435         }
1436         WARN_ON(next_time == 0);
1437         qdisc_watchdog_schedule(&q->watchdog, next_time);
1438 }
1439
1440 static int
1441 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
1442 {
1443         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1444         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1445         unsigned int i;
1446
1447         if (opt == NULL || RTA_PAYLOAD(opt) < sizeof(*qopt))
1448                 return -EINVAL;
1449         qopt = RTA_DATA(opt);
1450
1451         sch->stats_lock = &sch->dev->queue_lock;
1452
1453         q->defcls = qopt->defcls;
1454         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++)
1455                 INIT_LIST_HEAD(&q->clhash[i]);
1456         q->eligible = RB_ROOT;
1457         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1458         skb_queue_head_init(&q->requeue);
1459
1460         q->root.refcnt  = 1;
1461         q->root.classid = sch->handle;
1462         q->root.sched   = q;
1463         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1464                                           sch->handle);
1465         if (q->root.qdisc == NULL)
1466                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1467         q->root.stats_lock = &sch->dev->queue_lock;
1468         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1469         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1470         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1471
1472         list_add(&q->root.hlist, &q->clhash[hfsc_hash(q->root.classid)]);
1473
1474         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1475
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 static int
1480 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
1481 {
1482         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1483         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1484
1485         if (opt == NULL || RTA_PAYLOAD(opt) < sizeof(*qopt))
1486                 return -EINVAL;
1487         qopt = RTA_DATA(opt);
1488
1489         sch_tree_lock(sch);
1490         q->defcls = qopt->defcls;
1491         sch_tree_unlock(sch);
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static void
1497 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1498 {
1499         cl->cl_total        = 0;
1500         cl->cl_cumul        = 0;
1501         cl->cl_d            = 0;
1502         cl->cl_e            = 0;
1503         cl->cl_vt           = 0;
1504         cl->cl_vtadj        = 0;
1505         cl->cl_vtoff        = 0;
1506         cl->cl_cvtmin       = 0;
1507         cl->cl_cvtmax       = 0;
1508         cl->cl_cvtoff       = 0;
1509         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1510         cl->cl_vtperiod     = 0;
1511         cl->cl_parentperiod = 0;
1512         cl->cl_f            = 0;
1513         cl->cl_myf          = 0;
1514         cl->cl_myfadj       = 0;
1515         cl->cl_cfmin        = 0;
1516         cl->cl_nactive      = 0;
1517
1518         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1519         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1520         qdisc_reset(cl->qdisc);
1521
1522         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1523                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1524         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1525                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1526         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1527                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1528 }
1529
1530 static void
1531 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1532 {
1533         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1534         struct hfsc_class *cl;
1535         unsigned int i;
1536
1537         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1538                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist)
1539                         hfsc_reset_class(cl);
1540         }
1541         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1542         q->eligible = RB_ROOT;
1543         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1544         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1545         sch->q.qlen = 0;
1546 }
1547
1548 static void
1549 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1550 {
1551         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1552         struct hfsc_class *cl, *next;
1553         unsigned int i;
1554
1555         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1556                 list_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash[i], hlist)
1557                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1558         }
1559         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1560         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1561 }
1562
1563 static int
1564 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1565 {
1566         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1567         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
1568         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1569
1570         qopt.defcls = q->defcls;
1571         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt);
1572         return skb->len;
1573
1574  rtattr_failure:
1575         nlmsg_trim(skb, b);
1576         return -1;
1577 }
1578
1579 static int
1580 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1581 {
1582         struct hfsc_class *cl;
1583         unsigned int len;
1584         int err;
1585
1586         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1587         if (cl == NULL) {
1588                 if (err == NET_XMIT_BYPASS)
1589                         sch->qstats.drops++;
1590                 kfree_skb(skb);
1591                 return err;
1592         }
1593
1594         len = skb->len;
1595         err = cl->qdisc->enqueue(skb, cl->qdisc);
1596         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1597                 cl->qstats.drops++;
1598                 sch->qstats.drops++;
1599                 return err;
1600         }
1601
1602         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1603                 set_active(cl, len);
1604
1605         cl->bstats.packets++;
1606         cl->bstats.bytes += len;
1607         sch->bstats.packets++;
1608         sch->bstats.bytes += len;
1609         sch->q.qlen++;
1610
1611         return NET_XMIT_SUCCESS;
1612 }
1613
1614 static struct sk_buff *
1615 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1616 {
1617         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1618         struct hfsc_class *cl;
1619         struct sk_buff *skb;
1620         u64 cur_time;
1621         unsigned int next_len;
1622         int realtime = 0;
1623
1624         if (sch->q.qlen == 0)
1625                 return NULL;
1626         if ((skb = __skb_dequeue(&q->requeue)))
1627                 goto out;
1628
1629         cur_time = psched_get_time();
1630
1631         /*
1632          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1633          * find the class with the minimum deadline among
1634          * the eligible classes.
1635          */
1636         if ((cl = eltree_get_mindl(q, cur_time)) != NULL) {
1637                 realtime = 1;
1638         } else {
1639                 /*
1640                  * use link-sharing criteria
1641                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1642                  */
1643                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1644                 if (cl == NULL) {
1645                         sch->qstats.overlimits++;
1646                         hfsc_schedule_watchdog(sch);
1647                         return NULL;
1648                 }
1649         }
1650
1651         skb = cl->qdisc->dequeue(cl->qdisc);
1652         if (skb == NULL) {
1653                 if (net_ratelimit())
1654                         printk("HFSC: Non-work-conserving qdisc ?\n");
1655                 return NULL;
1656         }
1657
1658         update_vf(cl, skb->len, cur_time);
1659         if (realtime)
1660                 cl->cl_cumul += skb->len;
1661
1662         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1663                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1664                         /* update ed */
1665                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1666                         if (realtime)
1667                                 update_ed(cl, next_len);
1668                         else
1669                                 update_d(cl, next_len);
1670                 }
1671         } else {
1672                 /* the class becomes passive */
1673                 set_passive(cl);
1674         }
1675
1676  out:
1677         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1678         sch->q.qlen--;
1679
1680         return skb;
1681 }
1682
1683 static int
1684 hfsc_requeue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1685 {
1686         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1687
1688         __skb_queue_head(&q->requeue, skb);
1689         sch->q.qlen++;
1690         sch->qstats.requeues++;
1691         return NET_XMIT_SUCCESS;
1692 }
1693
1694 static unsigned int
1695 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1696 {
1697         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1698         struct hfsc_class *cl;
1699         unsigned int len;
1700
1701         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1702                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1703                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1704                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1705                                 update_vf(cl, 0, 0);
1706                                 set_passive(cl);
1707                         } else {
1708                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1709                         }
1710                         cl->qstats.drops++;
1711                         sch->qstats.drops++;
1712                         sch->q.qlen--;
1713                         return len;
1714                 }
1715         }
1716         return 0;
1717 }
1718
1719 static struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1720         .change         = hfsc_change_class,
1721         .delete         = hfsc_delete_class,
1722         .graft          = hfsc_graft_class,
1723         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1724         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1725         .get            = hfsc_get_class,
1726         .put            = hfsc_put_class,
1727         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1728         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1729         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1730         .dump           = hfsc_dump_class,
1731         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1732         .walk           = hfsc_walk
1733 };
1734
1735 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops = {
1736         .id             = "hfsc",
1737         .init           = hfsc_init_qdisc,
1738         .change         = hfsc_change_qdisc,
1739         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1740         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1741         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1742         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1743         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1744         .requeue        = hfsc_requeue,
1745         .drop           = hfsc_drop,
1746         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1747         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1748         .owner          = THIS_MODULE
1749 };
1750
1751 static int __init
1752 hfsc_init(void)
1753 {
1754         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1755 }
1756
1757 static void __exit
1758 hfsc_cleanup(void)
1759 {
1760         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1761 }
1762
1763 MODULE_LICENSE("GPL");
1764 module_init(hfsc_init);
1765 module_exit(hfsc_cleanup);