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/timer.h>
  63 #include <linux/list.h>
  64 #include <linux/rbtree.h>
  65 #include <linux/init.h>
  66 #include <linux/netdevice.h>
  67 #include <linux/rtnetlink.h>
  68 #include <linux/pkt_sched.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 timer_list wd_timer;             /* watchdog timer */
 196 };
 197
 198 /*
 199  * macros
 200  */
 201 #ifdef CONFIG_NET_SCH_CLK_GETTIMEOFDAY
 202 #include <linux/time.h>
 203 #undef PSCHED_GET_TIME
 204 #define PSCHED_GET_TIME(stamp)                                          \
 205 do {                                                                    \
 206         struct timeval tv;                                              \
 207         do_gettimeofday(&tv);                                           \
 208         (stamp) = 1ULL * USEC_PER_SEC * tv.tv_sec + tv.tv_usec;         \
 209 } while (0)
 210 #endif
 211
 212 #define HT_INFINITY     0xffffffffffffffffULL   /* infinite time value */
 213
 214
 215 /*
 216  * eligible tree holds backlogged classes being sorted by their eligible times.
 217  * there is one eligible tree per hfsc instance.
 218  */
 219
 220 static void
 221 eltree_insert(struct hfsc_class *cl)
 222 {
 223         struct rb_node **p = &cl->sched->eligible.rb_node;
 224         struct rb_node *parent = NULL;
 225         struct hfsc_class *cl1;
 226
 227         while (*p != NULL) {
 228                 parent = *p;
 229                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, el_node);
 230                 if (cl->cl_e >= cl1->cl_e)
 231                         p = &parent->rb_right;
 232                 else
 233                         p = &parent->rb_left;
 234         }
 235         rb_link_node(&cl->el_node, parent, p);
 236         rb_insert_color(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 237 }
 238
 239 static inline void
 240 eltree_remove(struct hfsc_class *cl)
 241 {
 242         rb_erase(&cl->el_node, &cl->sched->eligible);
 243 }
 244
 245 static inline void
 246 eltree_update(struct hfsc_class *cl)
 247 {
 248         eltree_remove(cl);
 249         eltree_insert(cl);
 250 }
 251
 252 /* find the class with the minimum deadline among the eligible classes */
 253 static inline struct hfsc_class *
 254 eltree_get_mindl(struct hfsc_sched *q, u64 cur_time)
 255 {
 256         struct hfsc_class *p, *cl = NULL;
 257         struct rb_node *n;
 258
 259         for (n = rb_first(&q->eligible); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 260                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 261                 if (p->cl_e > cur_time)
 262                         break;
 263                 if (cl == NULL || p->cl_d < cl->cl_d)
 264                         cl = p;
 265         }
 266         return cl;
 267 }
 268
 269 /* find the class with minimum eligible time among the eligible classes */
 270 static inline struct hfsc_class *
 271 eltree_get_minel(struct hfsc_sched *q)
 272 {
 273         struct rb_node *n;
 274
 275         n = rb_first(&q->eligible);
 276         if (n == NULL)
 277                 return NULL;
 278         return rb_entry(n, struct hfsc_class, el_node);
 279 }
 280
 281 /*
 282  * vttree holds holds backlogged child classes being sorted by their virtual
 283  * time. each intermediate class has one vttree.
 284  */
 285 static void
 286 vttree_insert(struct hfsc_class *cl)
 287 {
 288         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->vt_tree.rb_node;
 289         struct rb_node *parent = NULL;
 290         struct hfsc_class *cl1;
 291
 292         while (*p != NULL) {
 293                 parent = *p;
 294                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, vt_node);
 295                 if (cl->cl_vt >= cl1->cl_vt)
 296                         p = &parent->rb_right;
 297                 else
 298                         p = &parent->rb_left;
 299         }
 300         rb_link_node(&cl->vt_node, parent, p);
 301         rb_insert_color(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 302 }
 303
 304 static inline void
 305 vttree_remove(struct hfsc_class *cl)
 306 {
 307         rb_erase(&cl->vt_node, &cl->cl_parent->vt_tree);
 308 }
 309
 310 static inline void
 311 vttree_update(struct hfsc_class *cl)
 312 {
 313         vttree_remove(cl);
 314         vttree_insert(cl);
 315 }
 316
 317 static inline struct hfsc_class *
 318 vttree_firstfit(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 319 {
 320         struct hfsc_class *p;
 321         struct rb_node *n;
 322
 323         for (n = rb_first(&cl->vt_tree); n != NULL; n = rb_next(n)) {
 324                 p = rb_entry(n, struct hfsc_class, vt_node);
 325                 if (p->cl_f <= cur_time)
 326                         return p;
 327         }
 328         return NULL;
 329 }
 330
 331 /*
 332  * get the leaf class with the minimum vt in the hierarchy
 333  */
 334 static struct hfsc_class *
 335 vttree_get_minvt(struct hfsc_class *cl, u64 cur_time)
 336 {
 337         /* if root-class's cfmin is bigger than cur_time nothing to do */
 338         if (cl->cl_cfmin > cur_time)
 339                 return NULL;
 340
 341         while (cl->level > 0) {
 342                 cl = vttree_firstfit(cl, cur_time);
 343                 if (cl == NULL)
 344                         return NULL;
 345                 /*
 346                  * update parent's cl_cvtmin.
 347                  */
 348                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin < cl->cl_vt)
 349                         cl->cl_parent->cl_cvtmin = cl->cl_vt;
 350         }
 351         return cl;
 352 }
 353
 354 static void
 355 cftree_insert(struct hfsc_class *cl)
 356 {
 357         struct rb_node **p = &cl->cl_parent->cf_tree.rb_node;
 358         struct rb_node *parent = NULL;
 359         struct hfsc_class *cl1;
 360
 361         while (*p != NULL) {
 362                 parent = *p;
 363                 cl1 = rb_entry(parent, struct hfsc_class, cf_node);
 364                 if (cl->cl_f >= cl1->cl_f)
 365                         p = &parent->rb_right;
 366                 else
 367                         p = &parent->rb_left;
 368         }
 369         rb_link_node(&cl->cf_node, parent, p);
 370         rb_insert_color(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 371 }
 372
 373 static inline void
 374 cftree_remove(struct hfsc_class *cl)
 375 {
 376         rb_erase(&cl->cf_node, &cl->cl_parent->cf_tree);
 377 }
 378
 379 static inline void
 380 cftree_update(struct hfsc_class *cl)
 381 {
 382         cftree_remove(cl);
 383         cftree_insert(cl);
 384 }
 385
 386 /*
 387  * service curve support functions
 388  *
 389  *  external service curve parameters
 390  *      m: bps
 391  *      d: us
 392  *  internal service curve parameters
 393  *      sm: (bytes/psched_us) << SM_SHIFT
 394  *      ism: (psched_us/byte) << ISM_SHIFT
 395  *      dx: psched_us
 396  *
 397  * Clock source resolution (CONFIG_NET_SCH_CLK_*)
 398  *  JIFFIES: for 48<=HZ<=1534 resolution is between 0.63us and 1.27us.
 399  *  CPU: resolution is between 0.5us and 1us.
 400  *  GETTIMEOFDAY: resolution is exactly 1us.
 401  *
 402  * sm and ism are scaled in order to keep effective digits.
 403  * SM_SHIFT and ISM_SHIFT are selected to keep at least 4 effective
 404  * digits in decimal using the following table.
 405  *
 406  * Note: We can afford the additional accuracy (altq hfsc keeps at most
 407  * 3 effective digits) thanks to the fact that linux clock is bounded
 408  * much more tightly.
 409  *
 410  *  bits/sec      100Kbps     1Mbps     10Mbps     100Mbps    1Gbps
 411  *  ------------+-------------------------------------------------------
 412  *  bytes/0.5us   6.25e-3    62.5e-3    625e-3     6250e-e    62500e-3
 413  *  bytes/us      12.5e-3    125e-3     1250e-3    12500e-3   125000e-3
 414  *  bytes/1.27us  15.875e-3  158.75e-3  1587.5e-3  15875e-3   158750e-3
 415  *
 416  *  0.5us/byte    160        16         1.6        0.16       0.016
 417  *  us/byte       80         8          0.8        0.08       0.008
 418  *  1.27us/byte   63         6.3        0.63       0.063      0.0063
 419  */
 420 #define SM_SHIFT        20
 421 #define ISM_SHIFT       18
 422
 423 #define SM_MASK         ((1ULL << SM_SHIFT) - 1)
 424 #define ISM_MASK        ((1ULL << ISM_SHIFT) - 1)
 425
 426 static inline u64
 427 seg_x2y(u64 x, u64 sm)
 428 {
 429         u64 y;
 430
 431         /*
 432          * compute
 433          *      y = x * sm >> SM_SHIFT
 434          * but divide it for the upper and lower bits to avoid overflow
 435          */
 436         y = (x >> SM_SHIFT) * sm + (((x & SM_MASK) * sm) >> SM_SHIFT);
 437         return y;
 438 }
 439
 440 static inline u64
 441 seg_y2x(u64 y, u64 ism)
 442 {
 443         u64 x;
 444
 445         if (y == 0)
 446                 x = 0;
 447         else if (ism == HT_INFINITY)
 448                 x = HT_INFINITY;
 449         else {
 450                 x = (y >> ISM_SHIFT) * ism
 451                     + (((y & ISM_MASK) * ism) >> ISM_SHIFT);
 452         }
 453         return x;
 454 }
 455
 456 /* Convert m (bps) into sm (bytes/psched us) */
 457 static u64
 458 m2sm(u32 m)
 459 {
 460         u64 sm;
 461
 462         sm = ((u64)m << SM_SHIFT);
 463         sm += PSCHED_JIFFIE2US(HZ) - 1;
 464         do_div(sm, PSCHED_JIFFIE2US(HZ));
 465         return sm;
 466 }
 467
 468 /* convert m (bps) into ism (psched us/byte) */
 469 static u64
 470 m2ism(u32 m)
 471 {
 472         u64 ism;
 473
 474         if (m == 0)
 475                 ism = HT_INFINITY;
 476         else {
 477                 ism = ((u64)PSCHED_JIFFIE2US(HZ) << ISM_SHIFT);
 478                 ism += m - 1;
 479                 do_div(ism, m);
 480         }
 481         return ism;
 482 }
 483
 484 /* convert d (us) into dx (psched us) */
 485 static u64
 486 d2dx(u32 d)
 487 {
 488         u64 dx;
 489
 490         dx = ((u64)d * PSCHED_JIFFIE2US(HZ));
 491         dx += USEC_PER_SEC - 1;
 492         do_div(dx, USEC_PER_SEC);
 493         return dx;
 494 }
 495
 496 /* convert sm (bytes/psched us) into m (bps) */
 497 static u32
 498 sm2m(u64 sm)
 499 {
 500         u64 m;
 501
 502         m = (sm * PSCHED_JIFFIE2US(HZ)) >> SM_SHIFT;
 503         return (u32)m;
 504 }
 505
 506 /* convert dx (psched us) into d (us) */
 507 static u32
 508 dx2d(u64 dx)
 509 {
 510         u64 d;
 511
 512         d = dx * USEC_PER_SEC;
 513         do_div(d, PSCHED_JIFFIE2US(HZ));
 514         return (u32)d;
 515 }
 516
 517 static void
 518 sc2isc(struct tc_service_curve *sc, struct internal_sc *isc)
 519 {
 520         isc->sm1  = m2sm(sc->m1);
 521         isc->ism1 = m2ism(sc->m1);
 522         isc->dx   = d2dx(sc->d);
 523         isc->dy   = seg_x2y(isc->dx, isc->sm1);
 524         isc->sm2  = m2sm(sc->m2);
 525         isc->ism2 = m2ism(sc->m2);
 526 }
 527
 528 /*
 529  * initialize the runtime service curve with the given internal
 530  * service curve starting at (x, y).
 531  */
 532 static void
 533 rtsc_init(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 534 {
 535         rtsc->x    = x;
 536         rtsc->y    = y;
 537         rtsc->sm1  = isc->sm1;
 538         rtsc->ism1 = isc->ism1;
 539         rtsc->dx   = isc->dx;
 540         rtsc->dy   = isc->dy;
 541         rtsc->sm2  = isc->sm2;
 542         rtsc->ism2 = isc->ism2;
 543 }
 544
 545 /*
 546  * calculate the y-projection of the runtime service curve by the
 547  * given x-projection value
 548  */
 549 static u64
 550 rtsc_y2x(struct runtime_sc *rtsc, u64 y)
 551 {
 552         u64 x;
 553
 554         if (y < rtsc->y)
 555                 x = rtsc->x;
 556         else if (y <= rtsc->y + rtsc->dy) {
 557                 /* x belongs to the 1st segment */
 558                 if (rtsc->dy == 0)
 559                         x = rtsc->x + rtsc->dx;
 560                 else
 561                         x = rtsc->x + seg_y2x(y - rtsc->y, rtsc->ism1);
 562         } else {
 563                 /* x belongs to the 2nd segment */
 564                 x = rtsc->x + rtsc->dx
 565                     + seg_y2x(y - rtsc->y - rtsc->dy, rtsc->ism2);
 566         }
 567         return x;
 568 }
 569
 570 static u64
 571 rtsc_x2y(struct runtime_sc *rtsc, u64 x)
 572 {
 573         u64 y;
 574
 575         if (x <= rtsc->x)
 576                 y = rtsc->y;
 577         else if (x <= rtsc->x + rtsc->dx)
 578                 /* y belongs to the 1st segment */
 579                 y = rtsc->y + seg_x2y(x - rtsc->x, rtsc->sm1);
 580         else
 581                 /* y belongs to the 2nd segment */
 582                 y = rtsc->y + rtsc->dy
 583                     + seg_x2y(x - rtsc->x - rtsc->dx, rtsc->sm2);
 584         return y;
 585 }
 586
 587 /*
 588  * update the runtime service curve by taking the minimum of the current
 589  * runtime service curve and the service curve starting at (x, y).
 590  */
 591 static void
 592 rtsc_min(struct runtime_sc *rtsc, struct internal_sc *isc, u64 x, u64 y)
 593 {
 594         u64 y1, y2, dx, dy;
 595         u32 dsm;
 596
 597         if (isc->sm1 <= isc->sm2) {
 598                 /* service curve is convex */
 599                 y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 600                 if (y1 < y)
 601                         /* the current rtsc is smaller */
 602                         return;
 603                 rtsc->x = x;
 604                 rtsc->y = y;
 605                 return;
 606         }
 607
 608         /*
 609          * service curve is concave
 610          * compute the two y values of the current rtsc
 611          *      y1: at x
 612          *      y2: at (x + dx)
 613          */
 614         y1 = rtsc_x2y(rtsc, x);
 615         if (y1 <= y) {
 616                 /* rtsc is below isc, no change to rtsc */
 617                 return;
 618         }
 619
 620         y2 = rtsc_x2y(rtsc, x + isc->dx);
 621         if (y2 >= y + isc->dy) {
 622                 /* rtsc is above isc, replace rtsc by isc */
 623                 rtsc->x = x;
 624                 rtsc->y = y;
 625                 rtsc->dx = isc->dx;
 626                 rtsc->dy = isc->dy;
 627                 return;
 628         }
 629
 630         /*
 631          * the two curves intersect
 632          * compute the offsets (dx, dy) using the reverse
 633          * function of seg_x2y()
 634          *      seg_x2y(dx, sm1) == seg_x2y(dx, sm2) + (y1 - y)
 635          */
 636         dx = (y1 - y) << SM_SHIFT;
 637         dsm = isc->sm1 - isc->sm2;
 638         do_div(dx, dsm);
 639         /*
 640          * check if (x, y1) belongs to the 1st segment of rtsc.
 641          * if so, add the offset.
 642          */
 643         if (rtsc->x + rtsc->dx > x)
 644                 dx += rtsc->x + rtsc->dx - x;
 645         dy = seg_x2y(dx, isc->sm1);
 646
 647         rtsc->x = x;
 648         rtsc->y = y;
 649         rtsc->dx = dx;
 650         rtsc->dy = dy;
 651         return;
 652 }
 653
 654 static void
 655 init_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 656 {
 657         u64 cur_time;
 658
 659         PSCHED_GET_TIME(cur_time);
 660
 661         /* update the deadline curve */
 662         rtsc_min(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 663
 664         /*
 665          * update the eligible curve.
 666          * for concave, it is equal to the deadline curve.
 667          * for convex, it is a linear curve with slope m2.
 668          */
 669         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 670         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 671                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 672                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 673         }
 674
 675         /* compute e and d */
 676         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 677         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 678
 679         eltree_insert(cl);
 680 }
 681
 682 static void
 683 update_ed(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 684 {
 685         cl->cl_e = rtsc_y2x(&cl->cl_eligible, cl->cl_cumul);
 686         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 687
 688         eltree_update(cl);
 689 }
 690
 691 static inline void
 692 update_d(struct hfsc_class *cl, unsigned int next_len)
 693 {
 694         cl->cl_d = rtsc_y2x(&cl->cl_deadline, cl->cl_cumul + next_len);
 695 }
 696
 697 static inline void
 698 update_cfmin(struct hfsc_class *cl)
 699 {
 700         struct rb_node *n = rb_first(&cl->cf_tree);
 701         struct hfsc_class *p;
 702
 703         if (n == NULL) {
 704                 cl->cl_cfmin = 0;
 705                 return;
 706         }
 707         p = rb_entry(n, struct hfsc_class, cf_node);
 708         cl->cl_cfmin = p->cl_f;
 709 }
 710
 711 static void
 712 init_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 713 {
 714         struct hfsc_class *max_cl;
 715         struct rb_node *n;
 716         u64 vt, f, cur_time;
 717         int go_active;
 718
 719         cur_time = 0;
 720         go_active = 1;
 721         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 722                 if (go_active && cl->cl_nactive++ == 0)
 723                         go_active = 1;
 724                 else
 725                         go_active = 0;
 726
 727                 if (go_active) {
 728                         n = rb_last(&cl->cl_parent->vt_tree);
 729                         if (n != NULL) {
 730                                 max_cl = rb_entry(n, struct hfsc_class,vt_node);
 731                                 /*
 732                                  * set vt to the average of the min and max
 733                                  * classes.  if the parent's period didn't
 734                                  * change, don't decrease vt of the class.
 735                                  */
 736                                 vt = max_cl->cl_vt;
 737                                 if (cl->cl_parent->cl_cvtmin != 0)
 738                                         vt = (cl->cl_parent->cl_cvtmin + vt)/2;
 739
 740                                 if (cl->cl_parent->cl_vtperiod !=
 741                                     cl->cl_parentperiod || vt > cl->cl_vt)
 742                                         cl->cl_vt = vt;
 743                         } else {
 744                                 /*
 745                                  * first child for a new parent backlog period.
 746                                  * add parent's cvtmax to cvtoff to make a new
 747                                  * vt (vtoff + vt) larger than the vt in the
 748                                  * last period for all children.
 749                                  */
 750                                 vt = cl->cl_parent->cl_cvtmax;
 751                                 cl->cl_parent->cl_cvtoff += vt;
 752                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = 0;
 753                                 cl->cl_parent->cl_cvtmin = 0;
 754                                 cl->cl_vt = 0;
 755                         }
 756
 757                         cl->cl_vtoff = cl->cl_parent->cl_cvtoff -
 758                                                         cl->cl_pcvtoff;
 759
 760                         /* update the virtual curve */
 761                         vt = cl->cl_vt + cl->cl_vtoff;
 762                         rtsc_min(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, vt,
 763                                                       cl->cl_total);
 764                         if (cl->cl_virtual.x == vt) {
 765                                 cl->cl_virtual.x -= cl->cl_vtoff;
 766                                 cl->cl_vtoff = 0;
 767                         }
 768                         cl->cl_vtadj = 0;
 769
 770                         cl->cl_vtperiod++;  /* increment vt period */
 771                         cl->cl_parentperiod = cl->cl_parent->cl_vtperiod;
 772                         if (cl->cl_parent->cl_nactive == 0)
 773                                 cl->cl_parentperiod++;
 774                         cl->cl_f = 0;
 775
 776                         vttree_insert(cl);
 777                         cftree_insert(cl);
 778
 779                         if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 780                                 /* class has upper limit curve */
 781                                 if (cur_time == 0)
 782                                         PSCHED_GET_TIME(cur_time);
 783
 784                                 /* update the ulimit curve */
 785                                 rtsc_min(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time,
 786                                          cl->cl_total);
 787                                 /* compute myf */
 788                                 cl->cl_myf = rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 789                                                       cl->cl_total);
 790                                 cl->cl_myfadj = 0;
 791                         }
 792                 }
 793
 794                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 795                 if (f != cl->cl_f) {
 796                         cl->cl_f = f;
 797                         cftree_update(cl);
 798                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 799                 }
 800         }
 801 }
 802
 803 static void
 804 update_vf(struct hfsc_class *cl, unsigned int len, u64 cur_time)
 805 {
 806         u64 f; /* , myf_bound, delta; */
 807         int go_passive = 0;
 808
 809         if (cl->qdisc->q.qlen == 0 && cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 810                 go_passive = 1;
 811
 812         for (; cl->cl_parent != NULL; cl = cl->cl_parent) {
 813                 cl->cl_total += len;
 814
 815                 if (!(cl->cl_flags & HFSC_FSC) || cl->cl_nactive == 0)
 816                         continue;
 817
 818                 if (go_passive && --cl->cl_nactive == 0)
 819                         go_passive = 1;
 820                 else
 821                         go_passive = 0;
 822
 823                 if (go_passive) {
 824                         /* no more active child, going passive */
 825
 826                         /* update cvtmax of the parent class */
 827                         if (cl->cl_vt > cl->cl_parent->cl_cvtmax)
 828                                 cl->cl_parent->cl_cvtmax = cl->cl_vt;
 829
 830                         /* remove this class from the vt tree */
 831                         vttree_remove(cl);
 832
 833                         cftree_remove(cl);
 834                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 835
 836                         continue;
 837                 }
 838
 839                 /*
 840                  * update vt and f
 841                  */
 842                 cl->cl_vt = rtsc_y2x(&cl->cl_virtual, cl->cl_total)
 843                             - cl->cl_vtoff + cl->cl_vtadj;
 844
 845                 /*
 846                  * if vt of the class is smaller than cvtmin,
 847                  * the class was skipped in the past due to non-fit.
 848                  * if so, we need to adjust vtadj.
 849                  */
 850                 if (cl->cl_vt < cl->cl_parent->cl_cvtmin) {
 851                         cl->cl_vtadj += cl->cl_parent->cl_cvtmin - cl->cl_vt;
 852                         cl->cl_vt = cl->cl_parent->cl_cvtmin;
 853                 }
 854
 855                 /* update the vt tree */
 856                 vttree_update(cl);
 857
 858                 if (cl->cl_flags & HFSC_USC) {
 859                         cl->cl_myf = cl->cl_myfadj + rtsc_y2x(&cl->cl_ulimit,
 860                                                               cl->cl_total);
 861 #if 0
 862                         /*
 863                          * This code causes classes to stay way under their
 864                          * limit when multiple classes are used at gigabit
 865                          * speed. needs investigation. -kaber
 866                          */
 867                         /*
 868                          * if myf lags behind by more than one clock tick
 869                          * from the current time, adjust myfadj to prevent
 870                          * a rate-limited class from going greedy.
 871                          * in a steady state under rate-limiting, myf
 872                          * fluctuates within one clock tick.
 873                          */
 874                         myf_bound = cur_time - PSCHED_JIFFIE2US(1);
 875                         if (cl->cl_myf < myf_bound) {
 876                                 delta = cur_time - cl->cl_myf;
 877                                 cl->cl_myfadj += delta;
 878                                 cl->cl_myf += delta;
 879                         }
 880 #endif
 881                 }
 882
 883                 f = max(cl->cl_myf, cl->cl_cfmin);
 884                 if (f != cl->cl_f) {
 885                         cl->cl_f = f;
 886                         cftree_update(cl);
 887                         update_cfmin(cl->cl_parent);
 888                 }
 889         }
 890 }
 891
 892 static void
 893 set_active(struct hfsc_class *cl, unsigned int len)
 894 {
 895         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 896                 init_ed(cl, len);
 897         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
 898                 init_vf(cl, len);
 899
 900         list_add_tail(&cl->dlist, &cl->sched->droplist);
 901 }
 902
 903 static void
 904 set_passive(struct hfsc_class *cl)
 905 {
 906         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
 907                 eltree_remove(cl);
 908
 909         list_del(&cl->dlist);
 910
 911         /*
 912          * vttree is now handled in update_vf() so that update_vf(cl, 0, 0)
 913          * needs to be called explicitly to remove a class from vttree.
 914          */
 915 }
 916
 917 /*
 918  * hack to get length of first packet in queue.
 919  */
 920 static unsigned int
 921 qdisc_peek_len(struct Qdisc *sch)
 922 {
 923         struct sk_buff *skb;
 924         unsigned int len;
 925
 926         skb = sch->dequeue(sch);
 927         if (skb == NULL) {
 928                 if (net_ratelimit())
 929                         printk("qdisc_peek_len: non work-conserving qdisc ?\n");
 930                 return 0;
 931         }
 932         len = skb->len;
 933         if (unlikely(sch->ops->requeue(skb, sch) != NET_XMIT_SUCCESS)) {
 934                 if (net_ratelimit())
 935                         printk("qdisc_peek_len: failed to requeue\n");
 936                 qdisc_tree_decrease_qlen(sch, 1);
 937                 return 0;
 938         }
 939         return len;
 940 }
 941
 942 static void
 943 hfsc_purge_queue(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
 944 {
 945         unsigned int len = cl->qdisc->q.qlen;
 946
 947         qdisc_reset(cl->qdisc);
 948         qdisc_tree_decrease_qlen(cl->qdisc, len);
 949 }
 950
 951 static void
 952 hfsc_adjust_levels(struct hfsc_class *cl)
 953 {
 954         struct hfsc_class *p;
 955         unsigned int level;
 956
 957         do {
 958                 level = 0;
 959                 list_for_each_entry(p, &cl->children, siblings) {
 960                         if (p->level >= level)
 961                                 level = p->level + 1;
 962                 }
 963                 cl->level = level;
 964         } while ((cl = cl->cl_parent) != NULL);
 965 }
 966
 967 static inline unsigned int
 968 hfsc_hash(u32 h)
 969 {
 970         h ^= h >> 8;
 971         h ^= h >> 4;
 972
 973         return h & (HFSC_HSIZE - 1);
 974 }
 975
 976 static inline struct hfsc_class *
 977 hfsc_find_class(u32 classid, struct Qdisc *sch)
 978 {
 979         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
 980         struct hfsc_class *cl;
 981
 982         list_for_each_entry(cl, &q->clhash[hfsc_hash(classid)], hlist) {
 983                 if (cl->classid == classid)
 984                         return cl;
 985         }
 986         return NULL;
 987 }
 988
 989 static void
 990 hfsc_change_rsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *rsc,
 991                 u64 cur_time)
 992 {
 993         sc2isc(rsc, &cl->cl_rsc);
 994         rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, cur_time, cl->cl_cumul);
 995         cl->cl_eligible = cl->cl_deadline;
 996         if (cl->cl_rsc.sm1 <= cl->cl_rsc.sm2) {
 997                 cl->cl_eligible.dx = 0;
 998                 cl->cl_eligible.dy = 0;
 999         }
1000         cl->cl_flags |= HFSC_RSC;
1001 }
1002
1003 static void
1004 hfsc_change_fsc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *fsc)
1005 {
1006         sc2isc(fsc, &cl->cl_fsc);
1007         rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, cl->cl_vt, cl->cl_total);
1008         cl->cl_flags |= HFSC_FSC;
1009 }
1010
1011 static void
1012 hfsc_change_usc(struct hfsc_class *cl, struct tc_service_curve *usc,
1013                 u64 cur_time)
1014 {
1015         sc2isc(usc, &cl->cl_usc);
1016         rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, cur_time, cl->cl_total);
1017         cl->cl_flags |= HFSC_USC;
1018 }
1019
1020 static int
1021 hfsc_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parentid,
1022                   struct rtattr **tca, unsigned long *arg)
1023 {
1024         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1025         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)*arg;
1026         struct hfsc_class *parent = NULL;
1027         struct rtattr *opt = tca[TCA_OPTIONS-1];
1028         struct rtattr *tb[TCA_HFSC_MAX];
1029         struct tc_service_curve *rsc = NULL, *fsc = NULL, *usc = NULL;
1030         u64 cur_time;
1031
1032         if (opt == NULL || rtattr_parse_nested(tb, TCA_HFSC_MAX, opt))
1033                 return -EINVAL;
1034
1035         if (tb[TCA_HFSC_RSC-1]) {
1036                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_RSC-1]) < sizeof(*rsc))
1037                         return -EINVAL;
1038                 rsc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_RSC-1]);
1039                 if (rsc->m1 == 0 && rsc->m2 == 0)
1040                         rsc = NULL;
1041         }
1042
1043         if (tb[TCA_HFSC_FSC-1]) {
1044                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_FSC-1]) < sizeof(*fsc))
1045                         return -EINVAL;
1046                 fsc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_FSC-1]);
1047                 if (fsc->m1 == 0 && fsc->m2 == 0)
1048                         fsc = NULL;
1049         }
1050
1051         if (tb[TCA_HFSC_USC-1]) {
1052                 if (RTA_PAYLOAD(tb[TCA_HFSC_USC-1]) < sizeof(*usc))
1053                         return -EINVAL;
1054                 usc = RTA_DATA(tb[TCA_HFSC_USC-1]);
1055                 if (usc->m1 == 0 && usc->m2 == 0)
1056                         usc = NULL;
1057         }
1058
1059         if (cl != NULL) {
1060                 if (parentid) {
1061                         if (cl->cl_parent && cl->cl_parent->classid != parentid)
1062                                 return -EINVAL;
1063                         if (cl->cl_parent == NULL && parentid != TC_H_ROOT)
1064                                 return -EINVAL;
1065                 }
1066                 PSCHED_GET_TIME(cur_time);
1067
1068                 sch_tree_lock(sch);
1069                 if (rsc != NULL)
1070                         hfsc_change_rsc(cl, rsc, cur_time);
1071                 if (fsc != NULL)
1072                         hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1073                 if (usc != NULL)
1074                         hfsc_change_usc(cl, usc, cur_time);
1075
1076                 if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1077                         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1078                                 update_ed(cl, qdisc_peek_len(cl->qdisc));
1079                         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1080                                 update_vf(cl, 0, cur_time);
1081                 }
1082                 sch_tree_unlock(sch);
1083
1084 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1085                 if (tca[TCA_RATE-1])
1086                         gen_replace_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1087                                 cl->stats_lock, tca[TCA_RATE-1]);
1088 #endif
1089                 return 0;
1090         }
1091
1092         if (parentid == TC_H_ROOT)
1093                 return -EEXIST;
1094
1095         parent = &q->root;
1096         if (parentid) {
1097                 parent = hfsc_find_class(parentid, sch);
1098                 if (parent == NULL)
1099                         return -ENOENT;
1100         }
1101
1102         if (classid == 0 || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) != 0)
1103                 return -EINVAL;
1104         if (hfsc_find_class(classid, sch))
1105                 return -EEXIST;
1106
1107         if (rsc == NULL && fsc == NULL)
1108                 return -EINVAL;
1109
1110         cl = kzalloc(sizeof(struct hfsc_class), GFP_KERNEL);
1111         if (cl == NULL)
1112                 return -ENOBUFS;
1113
1114         if (rsc != NULL)
1115                 hfsc_change_rsc(cl, rsc, 0);
1116         if (fsc != NULL)
1117                 hfsc_change_fsc(cl, fsc);
1118         if (usc != NULL)
1119                 hfsc_change_usc(cl, usc, 0);
1120
1121         cl->refcnt    = 1;
1122         cl->classid   = classid;
1123         cl->sched     = q;
1124         cl->cl_parent = parent;
1125         cl->qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops, classid);
1126         if (cl->qdisc == NULL)
1127                 cl->qdisc = &noop_qdisc;
1128         cl->stats_lock = &sch->dev->queue_lock;
1129         INIT_LIST_HEAD(&cl->children);
1130         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1131         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1132
1133         sch_tree_lock(sch);
1134         list_add_tail(&cl->hlist, &q->clhash[hfsc_hash(classid)]);
1135         list_add_tail(&cl->siblings, &parent->children);
1136         if (parent->level == 0)
1137                 hfsc_purge_queue(sch, parent);
1138         hfsc_adjust_levels(parent);
1139         cl->cl_pcvtoff = parent->cl_cvtoff;
1140         sch_tree_unlock(sch);
1141
1142 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1143         if (tca[TCA_RATE-1])
1144                 gen_new_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est,
1145                         cl->stats_lock, tca[TCA_RATE-1]);
1146 #endif
1147         *arg = (unsigned long)cl;
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 static void
1152 hfsc_destroy_filters(struct tcf_proto **fl)
1153 {
1154         struct tcf_proto *tp;
1155
1156         while ((tp = *fl) != NULL) {
1157                 *fl = tp->next;
1158                 tcf_destroy(tp);
1159         }
1160 }
1161
1162 static void
1163 hfsc_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct hfsc_class *cl)
1164 {
1165         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1166
1167         hfsc_destroy_filters(&cl->filter_list);
1168         qdisc_destroy(cl->qdisc);
1169 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1170         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1171 #endif
1172         if (cl != &q->root)
1173                 kfree(cl);
1174 }
1175
1176 static int
1177 hfsc_delete_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1178 {
1179         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1180         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1181
1182         if (cl->level > 0 || cl->filter_cnt > 0 || cl == &q->root)
1183                 return -EBUSY;
1184
1185         sch_tree_lock(sch);
1186
1187         list_del(&cl->siblings);
1188         hfsc_adjust_levels(cl->cl_parent);
1189
1190         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1191         list_del(&cl->hlist);
1192
1193         if (--cl->refcnt == 0)
1194                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1195
1196         sch_tree_unlock(sch);
1197         return 0;
1198 }
1199
1200 static struct hfsc_class *
1201 hfsc_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch, int *qerr)
1202 {
1203         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1204         struct hfsc_class *cl;
1205         struct tcf_result res;
1206         struct tcf_proto *tcf;
1207         int result;
1208
1209         if (TC_H_MAJ(skb->priority ^ sch->handle) == 0 &&
1210             (cl = hfsc_find_class(skb->priority, sch)) != NULL)
1211                 if (cl->level == 0)
1212                         return cl;
1213
1214         *qerr = NET_XMIT_BYPASS;
1215         tcf = q->root.filter_list;
1216         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res)) >= 0) {
1217 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
1218                 switch (result) {
1219                 case TC_ACT_QUEUED:
1220                 case TC_ACT_STOLEN:
1221                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS;
1222                 case TC_ACT_SHOT:
1223                         return NULL;
1224                 }
1225 #elif defined(CONFIG_NET_CLS_POLICE)
1226                 if (result == TC_POLICE_SHOT)
1227                         return NULL;
1228 #endif
1229                 if ((cl = (struct hfsc_class *)res.class) == NULL) {
1230                         if ((cl = hfsc_find_class(res.classid, sch)) == NULL)
1231                                 break; /* filter selected invalid classid */
1232                 }
1233
1234                 if (cl->level == 0)
1235                         return cl; /* hit leaf class */
1236
1237                 /* apply inner filter chain */
1238                 tcf = cl->filter_list;
1239         }
1240
1241         /* classification failed, try default class */
1242         cl = hfsc_find_class(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
1243         if (cl == NULL || cl->level > 0)
1244                 return NULL;
1245
1246         return cl;
1247 }
1248
1249 static int
1250 hfsc_graft_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1251                  struct Qdisc **old)
1252 {
1253         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1254
1255         if (cl == NULL)
1256                 return -ENOENT;
1257         if (cl->level > 0)
1258                 return -EINVAL;
1259         if (new == NULL) {
1260                 new = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1261                                         cl->classid);
1262                 if (new == NULL)
1263                         new = &noop_qdisc;
1264         }
1265
1266         sch_tree_lock(sch);
1267         hfsc_purge_queue(sch, cl);
1268         *old = xchg(&cl->qdisc, new);
1269         sch_tree_unlock(sch);
1270         return 0;
1271 }
1272
1273 static struct Qdisc *
1274 hfsc_class_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1275 {
1276         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1277
1278         if (cl != NULL && cl->level == 0)
1279                 return cl->qdisc;
1280
1281         return NULL;
1282 }
1283
1284 static void
1285 hfsc_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1286 {
1287         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1288
1289         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1290                 update_vf(cl, 0, 0);
1291                 set_passive(cl);
1292         }
1293 }
1294
1295 static unsigned long
1296 hfsc_get_class(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1297 {
1298         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1299
1300         if (cl != NULL)
1301                 cl->refcnt++;
1302
1303         return (unsigned long)cl;
1304 }
1305
1306 static void
1307 hfsc_put_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1308 {
1309         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1310
1311         if (--cl->refcnt == 0)
1312                 hfsc_destroy_class(sch, cl);
1313 }
1314
1315 static unsigned long
1316 hfsc_bind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid)
1317 {
1318         struct hfsc_class *p = (struct hfsc_class *)parent;
1319         struct hfsc_class *cl = hfsc_find_class(classid, sch);
1320
1321         if (cl != NULL) {
1322                 if (p != NULL && p->level <= cl->level)
1323                         return 0;
1324                 cl->filter_cnt++;
1325         }
1326
1327         return (unsigned long)cl;
1328 }
1329
1330 static void
1331 hfsc_unbind_tcf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1332 {
1333         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1334
1335         cl->filter_cnt--;
1336 }
1337
1338 static struct tcf_proto **
1339 hfsc_tcf_chain(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1340 {
1341         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1342         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1343
1344         if (cl == NULL)
1345                 cl = &q->root;
1346
1347         return &cl->filter_list;
1348 }
1349
1350 static int
1351 hfsc_dump_sc(struct sk_buff *skb, int attr, struct internal_sc *sc)
1352 {
1353         struct tc_service_curve tsc;
1354
1355         tsc.m1 = sm2m(sc->sm1);
1356         tsc.d  = dx2d(sc->dx);
1357         tsc.m2 = sm2m(sc->sm2);
1358         RTA_PUT(skb, attr, sizeof(tsc), &tsc);
1359
1360         return skb->len;
1361
1362  rtattr_failure:
1363         return -1;
1364 }
1365
1366 static inline int
1367 hfsc_dump_curves(struct sk_buff *skb, struct hfsc_class *cl)
1368 {
1369         if ((cl->cl_flags & HFSC_RSC) &&
1370             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_RSC, &cl->cl_rsc) < 0))
1371                 goto rtattr_failure;
1372
1373         if ((cl->cl_flags & HFSC_FSC) &&
1374             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_FSC, &cl->cl_fsc) < 0))
1375                 goto rtattr_failure;
1376
1377         if ((cl->cl_flags & HFSC_USC) &&
1378             (hfsc_dump_sc(skb, TCA_HFSC_USC, &cl->cl_usc) < 0))
1379                 goto rtattr_failure;
1380
1381         return skb->len;
1382
1383  rtattr_failure:
1384         return -1;
1385 }
1386
1387 static int
1388 hfsc_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct sk_buff *skb,
1389                 struct tcmsg *tcm)
1390 {
1391         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1392         unsigned char *b = skb->tail;
1393         struct rtattr *rta = (struct rtattr *)b;
1394
1395         tcm->tcm_parent = cl->cl_parent ? cl->cl_parent->classid : TC_H_ROOT;
1396         tcm->tcm_handle = cl->classid;
1397         if (cl->level == 0)
1398                 tcm->tcm_info = cl->qdisc->handle;
1399
1400         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, 0, NULL);
1401         if (hfsc_dump_curves(skb, cl) < 0)
1402                 goto rtattr_failure;
1403         rta->rta_len = skb->tail - b;
1404         return skb->len;
1405
1406  rtattr_failure:
1407         skb_trim(skb, b - skb->data);
1408         return -1;
1409 }
1410
1411 static int
1412 hfsc_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1413         struct gnet_dump *d)
1414 {
1415         struct hfsc_class *cl = (struct hfsc_class *)arg;
1416         struct tc_hfsc_stats xstats;
1417
1418         cl->qstats.qlen = cl->qdisc->q.qlen;
1419         xstats.level   = cl->level;
1420         xstats.period  = cl->cl_vtperiod;
1421         xstats.work    = cl->cl_total;
1422         xstats.rtwork  = cl->cl_cumul;
1423
1424         if (gnet_stats_copy_basic(d, &cl->bstats) < 0 ||
1425 #ifdef CONFIG_NET_ESTIMATOR
1426             gnet_stats_copy_rate_est(d, &cl->rate_est) < 0 ||
1427 #endif
1428             gnet_stats_copy_queue(d, &cl->qstats) < 0)
1429                 return -1;
1430
1431         return gnet_stats_copy_app(d, &xstats, sizeof(xstats));
1432 }
1433
1434
1435
1436 static void
1437 hfsc_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1438 {
1439         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1440         struct hfsc_class *cl;
1441         unsigned int i;
1442
1443         if (arg->stop)
1444                 return;
1445
1446         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1447                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist) {
1448                         if (arg->count < arg->skip) {
1449                                 arg->count++;
1450                                 continue;
1451                         }
1452                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1453                                 arg->stop = 1;
1454                                 return;
1455                         }
1456                         arg->count++;
1457                 }
1458         }
1459 }
1460
1461 static void
1462 hfsc_watchdog(unsigned long arg)
1463 {
1464         struct Qdisc *sch = (struct Qdisc *)arg;
1465
1466         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1467         netif_schedule(sch->dev);
1468 }
1469
1470 static void
1471 hfsc_schedule_watchdog(struct Qdisc *sch, u64 cur_time)
1472 {
1473         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1474         struct hfsc_class *cl;
1475         u64 next_time = 0;
1476         long delay;
1477
1478         if ((cl = eltree_get_minel(q)) != NULL)
1479                 next_time = cl->cl_e;
1480         if (q->root.cl_cfmin != 0) {
1481                 if (next_time == 0 || next_time > q->root.cl_cfmin)
1482                         next_time = q->root.cl_cfmin;
1483         }
1484         WARN_ON(next_time == 0);
1485         delay = next_time - cur_time;
1486         delay = PSCHED_US2JIFFIE(delay);
1487
1488         sch->flags |= TCQ_F_THROTTLED;
1489         mod_timer(&q->wd_timer, jiffies + delay);
1490 }
1491
1492 static int
1493 hfsc_init_qdisc(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
1494 {
1495         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1496         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1497         unsigned int i;
1498
1499         if (opt == NULL || RTA_PAYLOAD(opt) < sizeof(*qopt))
1500                 return -EINVAL;
1501         qopt = RTA_DATA(opt);
1502
1503         sch->stats_lock = &sch->dev->queue_lock;
1504
1505         q->defcls = qopt->defcls;
1506         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++)
1507                 INIT_LIST_HEAD(&q->clhash[i]);
1508         q->eligible = RB_ROOT;
1509         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1510         skb_queue_head_init(&q->requeue);
1511
1512         q->root.refcnt  = 1;
1513         q->root.classid = sch->handle;
1514         q->root.sched   = q;
1515         q->root.qdisc = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops,
1516                                           sch->handle);
1517         if (q->root.qdisc == NULL)
1518                 q->root.qdisc = &noop_qdisc;
1519         q->root.stats_lock = &sch->dev->queue_lock;
1520         INIT_LIST_HEAD(&q->root.children);
1521         q->root.vt_tree = RB_ROOT;
1522         q->root.cf_tree = RB_ROOT;
1523
1524         list_add(&q->root.hlist, &q->clhash[hfsc_hash(q->root.classid)]);
1525
1526         init_timer(&q->wd_timer);
1527         q->wd_timer.function = hfsc_watchdog;
1528         q->wd_timer.data = (unsigned long)sch;
1529
1530         return 0;
1531 }
1532
1533 static int
1534 hfsc_change_qdisc(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
1535 {
1536         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1537         struct tc_hfsc_qopt *qopt;
1538
1539         if (opt == NULL || RTA_PAYLOAD(opt) < sizeof(*qopt))
1540                 return -EINVAL;
1541         qopt = RTA_DATA(opt);
1542
1543         sch_tree_lock(sch);
1544         q->defcls = qopt->defcls;
1545         sch_tree_unlock(sch);
1546
1547         return 0;
1548 }
1549
1550 static void
1551 hfsc_reset_class(struct hfsc_class *cl)
1552 {
1553         cl->cl_total        = 0;
1554         cl->cl_cumul        = 0;
1555         cl->cl_d            = 0;
1556         cl->cl_e            = 0;
1557         cl->cl_vt           = 0;
1558         cl->cl_vtadj        = 0;
1559         cl->cl_vtoff        = 0;
1560         cl->cl_cvtmin       = 0;
1561         cl->cl_cvtmax       = 0;
1562         cl->cl_cvtoff       = 0;
1563         cl->cl_pcvtoff      = 0;
1564         cl->cl_vtperiod     = 0;
1565         cl->cl_parentperiod = 0;
1566         cl->cl_f            = 0;
1567         cl->cl_myf          = 0;
1568         cl->cl_myfadj       = 0;
1569         cl->cl_cfmin        = 0;
1570         cl->cl_nactive      = 0;
1571
1572         cl->vt_tree = RB_ROOT;
1573         cl->cf_tree = RB_ROOT;
1574         qdisc_reset(cl->qdisc);
1575
1576         if (cl->cl_flags & HFSC_RSC)
1577                 rtsc_init(&cl->cl_deadline, &cl->cl_rsc, 0, 0);
1578         if (cl->cl_flags & HFSC_FSC)
1579                 rtsc_init(&cl->cl_virtual, &cl->cl_fsc, 0, 0);
1580         if (cl->cl_flags & HFSC_USC)
1581                 rtsc_init(&cl->cl_ulimit, &cl->cl_usc, 0, 0);
1582 }
1583
1584 static void
1585 hfsc_reset_qdisc(struct Qdisc *sch)
1586 {
1587         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1588         struct hfsc_class *cl;
1589         unsigned int i;
1590
1591         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1592                 list_for_each_entry(cl, &q->clhash[i], hlist)
1593                         hfsc_reset_class(cl);
1594         }
1595         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1596         q->eligible = RB_ROOT;
1597         INIT_LIST_HEAD(&q->droplist);
1598         del_timer(&q->wd_timer);
1599         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1600         sch->q.qlen = 0;
1601 }
1602
1603 static void
1604 hfsc_destroy_qdisc(struct Qdisc *sch)
1605 {
1606         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1607         struct hfsc_class *cl, *next;
1608         unsigned int i;
1609
1610         for (i = 0; i < HFSC_HSIZE; i++) {
1611                 list_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash[i], hlist)
1612                         hfsc_destroy_class(sch, cl);
1613         }
1614         __skb_queue_purge(&q->requeue);
1615         del_timer(&q->wd_timer);
1616 }
1617
1618 static int
1619 hfsc_dump_qdisc(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1620 {
1621         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1622         unsigned char *b = skb->tail;
1623         struct tc_hfsc_qopt qopt;
1624
1625         qopt.defcls = q->defcls;
1626         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(qopt), &qopt);
1627         return skb->len;
1628
1629  rtattr_failure:
1630         skb_trim(skb, b - skb->data);
1631         return -1;
1632 }
1633
1634 static int
1635 hfsc_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1636 {
1637         struct hfsc_class *cl;
1638         unsigned int len;
1639         int err;
1640
1641         cl = hfsc_classify(skb, sch, &err);
1642         if (cl == NULL) {
1643                 if (err == NET_XMIT_BYPASS)
1644                         sch->qstats.drops++;
1645                 kfree_skb(skb);
1646                 return err;
1647         }
1648
1649         len = skb->len;
1650         err = cl->qdisc->enqueue(skb, cl->qdisc);
1651         if (unlikely(err != NET_XMIT_SUCCESS)) {
1652                 cl->qstats.drops++;
1653                 sch->qstats.drops++;
1654                 return err;
1655         }
1656
1657         if (cl->qdisc->q.qlen == 1)
1658                 set_active(cl, len);
1659
1660         cl->bstats.packets++;
1661         cl->bstats.bytes += len;
1662         sch->bstats.packets++;
1663         sch->bstats.bytes += len;
1664         sch->q.qlen++;
1665
1666         return NET_XMIT_SUCCESS;
1667 }
1668
1669 static struct sk_buff *
1670 hfsc_dequeue(struct Qdisc *sch)
1671 {
1672         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1673         struct hfsc_class *cl;
1674         struct sk_buff *skb;
1675         u64 cur_time;
1676         unsigned int next_len;
1677         int realtime = 0;
1678
1679         if (sch->q.qlen == 0)
1680                 return NULL;
1681         if ((skb = __skb_dequeue(&q->requeue)))
1682                 goto out;
1683
1684         PSCHED_GET_TIME(cur_time);
1685
1686         /*
1687          * if there are eligible classes, use real-time criteria.
1688          * find the class with the minimum deadline among
1689          * the eligible classes.
1690          */
1691         if ((cl = eltree_get_mindl(q, cur_time)) != NULL) {
1692                 realtime = 1;
1693         } else {
1694                 /*
1695                  * use link-sharing criteria
1696                  * get the class with the minimum vt in the hierarchy
1697                  */
1698                 cl = vttree_get_minvt(&q->root, cur_time);
1699                 if (cl == NULL) {
1700                         sch->qstats.overlimits++;
1701                         hfsc_schedule_watchdog(sch, cur_time);
1702                         return NULL;
1703                 }
1704         }
1705
1706         skb = cl->qdisc->dequeue(cl->qdisc);
1707         if (skb == NULL) {
1708                 if (net_ratelimit())
1709                         printk("HFSC: Non-work-conserving qdisc ?\n");
1710                 return NULL;
1711         }
1712
1713         update_vf(cl, skb->len, cur_time);
1714         if (realtime)
1715                 cl->cl_cumul += skb->len;
1716
1717         if (cl->qdisc->q.qlen != 0) {
1718                 if (cl->cl_flags & HFSC_RSC) {
1719                         /* update ed */
1720                         next_len = qdisc_peek_len(cl->qdisc);
1721                         if (realtime)
1722                                 update_ed(cl, next_len);
1723                         else
1724                                 update_d(cl, next_len);
1725                 }
1726         } else {
1727                 /* the class becomes passive */
1728                 set_passive(cl);
1729         }
1730
1731  out:
1732         sch->flags &= ~TCQ_F_THROTTLED;
1733         sch->q.qlen--;
1734
1735         return skb;
1736 }
1737
1738 static int
1739 hfsc_requeue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
1740 {
1741         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1742
1743         __skb_queue_head(&q->requeue, skb);
1744         sch->q.qlen++;
1745         sch->qstats.requeues++;
1746         return NET_XMIT_SUCCESS;
1747 }
1748
1749 static unsigned int
1750 hfsc_drop(struct Qdisc *sch)
1751 {
1752         struct hfsc_sched *q = qdisc_priv(sch);
1753         struct hfsc_class *cl;
1754         unsigned int len;
1755
1756         list_for_each_entry(cl, &q->droplist, dlist) {
1757                 if (cl->qdisc->ops->drop != NULL &&
1758                     (len = cl->qdisc->ops->drop(cl->qdisc)) > 0) {
1759                         if (cl->qdisc->q.qlen == 0) {
1760                                 update_vf(cl, 0, 0);
1761                                 set_passive(cl);
1762                         } else {
1763                                 list_move_tail(&cl->dlist, &q->droplist);
1764                         }
1765                         cl->qstats.drops++;
1766                         sch->qstats.drops++;
1767                         sch->q.qlen--;
1768                         return len;
1769                 }
1770         }
1771         return 0;
1772 }
1773
1774 static struct Qdisc_class_ops hfsc_class_ops = {
1775         .change         = hfsc_change_class,
1776         .delete         = hfsc_delete_class,
1777         .graft          = hfsc_graft_class,
1778         .leaf           = hfsc_class_leaf,
1779         .qlen_notify    = hfsc_qlen_notify,
1780         .get            = hfsc_get_class,
1781         .put            = hfsc_put_class,
1782         .bind_tcf       = hfsc_bind_tcf,
1783         .unbind_tcf     = hfsc_unbind_tcf,
1784         .tcf_chain      = hfsc_tcf_chain,
1785         .dump           = hfsc_dump_class,
1786         .dump_stats     = hfsc_dump_class_stats,
1787         .walk           = hfsc_walk
1788 };
1789
1790 static struct Qdisc_ops hfsc_qdisc_ops = {
1791         .id             = "hfsc",
1792         .init           = hfsc_init_qdisc,
1793         .change         = hfsc_change_qdisc,
1794         .reset          = hfsc_reset_qdisc,
1795         .destroy        = hfsc_destroy_qdisc,
1796         .dump           = hfsc_dump_qdisc,
1797         .enqueue        = hfsc_enqueue,
1798         .dequeue        = hfsc_dequeue,
1799         .requeue        = hfsc_requeue,
1800         .drop           = hfsc_drop,
1801         .cl_ops         = &hfsc_class_ops,
1802         .priv_size      = sizeof(struct hfsc_sched),
1803         .owner          = THIS_MODULE
1804 };
1805
1806 static int __init
1807 hfsc_init(void)
1808 {
1809         return register_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1810 }
1811
1812 static void __exit
1813 hfsc_cleanup(void)
1814 {
1815         unregister_qdisc(&hfsc_qdisc_ops);
1816 }
1817
1818 MODULE_LICENSE("GPL");
1819 module_init(hfsc_init);
1820 module_exit(hfsc_cleanup);