net/sched/sch_mqprio.c

   1 /*
   2  * net/sched/sch_mqprio.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010 John Fastabend <john.r.fastabend@intel.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * version 2 as published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/string.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/skbuff.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <net/netlink.h>
  19 #include <net/pkt_sched.h>
  20 #include <net/sch_generic.h>
  21
  22 struct mqprio_sched {
  23         struct Qdisc            **qdiscs;
  24         int hw_owned;
  25 };
  26
  27 static void mqprio_destroy(struct Qdisc *sch)
  28 {
  29         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
  30         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
  31         unsigned int ntx;
  32
  33         if (priv->qdiscs) {
  34                 for (ntx = 0;
  35                      ntx < dev->num_tx_queues && priv->qdiscs[ntx];
  36                      ntx++)
  37                         qdisc_destroy(priv->qdiscs[ntx]);
  38                 kfree(priv->qdiscs);
  39         }
  40
  41         if (priv->hw_owned && dev->netdev_ops->ndo_setup_tc)
  42                 dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, 0);
  43         else
  44                 netdev_set_num_tc(dev, 0);
  45 }
  46
  47 static int mqprio_parse_opt(struct net_device *dev, struct tc_mqprio_qopt *qopt)
  48 {
  49         int i, j;
  50
  51         /* Verify num_tc is not out of max range */
  52         if (qopt->num_tc > TC_MAX_QUEUE)
  53                 return -EINVAL;
  54
  55         /* Verify priority mapping uses valid tcs */
  56         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++) {
  57                 if (qopt->prio_tc_map[i] >= qopt->num_tc)
  58                         return -EINVAL;
  59         }
  60
  61         /* net_device does not support requested operation */
  62         if (qopt->hw && !dev->netdev_ops->ndo_setup_tc)
  63                 return -EINVAL;
  64
  65         /* if hw owned qcount and qoffset are taken from LLD so
  66          * no reason to verify them here
  67          */
  68         if (qopt->hw)
  69                 return 0;
  70
  71         for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++) {
  72                 unsigned int last = qopt->offset[i] + qopt->count[i];
  73
  74                 /* Verify the queue count is in tx range being equal to the
  75                  * real_num_tx_queues indicates the last queue is in use.
  76                  */
  77                 if (qopt->offset[i] >= dev->real_num_tx_queues ||
  78                     !qopt->count[i] ||
  79                     last > dev->real_num_tx_queues)
  80                         return -EINVAL;
  81
  82                 /* Verify that the offset and counts do not overlap */
  83                 for (j = i + 1; j < qopt->num_tc; j++) {
  84                         if (last > qopt->offset[j])
  85                                 return -EINVAL;
  86                 }
  87         }
  88
  89         return 0;
  90 }
  91
  92 static int mqprio_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
  93 {
  94         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
  95         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
  96         struct netdev_queue *dev_queue;
  97         struct Qdisc *qdisc;
  98         int i, err = -EOPNOTSUPP;
  99         struct tc_mqprio_qopt *qopt = NULL;
 100
 101         BUILD_BUG_ON(TC_MAX_QUEUE != TC_QOPT_MAX_QUEUE);
 102         BUILD_BUG_ON(TC_BITMASK != TC_QOPT_BITMASK);
 103
 104         if (sch->parent != TC_H_ROOT)
 105                 return -EOPNOTSUPP;
 106
 107         if (!netif_is_multiqueue(dev))
 108                 return -EOPNOTSUPP;
 109
 110         if (!opt || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
 111                 return -EINVAL;
 112
 113         qopt = nla_data(opt);
 114         if (mqprio_parse_opt(dev, qopt))
 115                 return -EINVAL;
 116
 117         /* pre-allocate qdisc, attachment can't fail */
 118         priv->qdiscs = kcalloc(dev->num_tx_queues, sizeof(priv->qdiscs[0]),
 119                                GFP_KERNEL);
 120         if (!priv->qdiscs)
 121                 return -ENOMEM;
 122
 123         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
 124                 dev_queue = netdev_get_tx_queue(dev, i);
 125                 qdisc = qdisc_create_dflt(dev_queue, &pfifo_fast_ops,
 126                                           TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
 127                                                     TC_H_MIN(i + 1)));
 128                 if (!qdisc)
 129                         return -ENOMEM;
 130
 131                 priv->qdiscs[i] = qdisc;
 132         }
 133
 134         /* If the mqprio options indicate that hardware should own
 135          * the queue mapping then run ndo_setup_tc otherwise use the
 136          * supplied and verified mapping
 137          */
 138         if (qopt->hw) {
 139                 priv->hw_owned = 1;
 140                 err = dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, qopt->num_tc);
 141                 if (err)
 142                         return err;
 143         } else {
 144                 netdev_set_num_tc(dev, qopt->num_tc);
 145                 for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++)
 146                         netdev_set_tc_queue(dev, i,
 147                                             qopt->count[i], qopt->offset[i]);
 148         }
 149
 150         /* Always use supplied priority mappings */
 151         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++)
 152                 netdev_set_prio_tc_map(dev, i, qopt->prio_tc_map[i]);
 153
 154         sch->flags |= TCQ_F_MQROOT;
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static void mqprio_attach(struct Qdisc *sch)
 159 {
 160         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 161         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 162         struct Qdisc *qdisc;
 163         unsigned int ntx;
 164
 165         /* Attach underlying qdisc */
 166         for (ntx = 0; ntx < dev->num_tx_queues; ntx++) {
 167                 qdisc = priv->qdiscs[ntx];
 168                 qdisc = dev_graft_qdisc(qdisc->dev_queue, qdisc);
 169                 if (qdisc)
 170                         qdisc_destroy(qdisc);
 171         }
 172         kfree(priv->qdiscs);
 173         priv->qdiscs = NULL;
 174 }
 175
 176 static struct netdev_queue *mqprio_queue_get(struct Qdisc *sch,
 177                                              unsigned long cl)
 178 {
 179         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 180         unsigned long ntx = cl - 1 - netdev_get_num_tc(dev);
 181
 182         if (ntx >= dev->num_tx_queues)
 183                 return NULL;
 184         return netdev_get_tx_queue(dev, ntx);
 185 }
 186
 187 static int mqprio_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long cl, struct Qdisc *new,
 188                     struct Qdisc **old)
 189 {
 190         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 191         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 192
 193         if (!dev_queue)
 194                 return -EINVAL;
 195
 196         if (dev->flags & IFF_UP)
 197                 dev_deactivate(dev);
 198
 199         *old = dev_graft_qdisc(dev_queue, new);
 200
 201         if (dev->flags & IFF_UP)
 202                 dev_activate(dev);
 203
 204         return 0;
 205 }
 206
 207 static int mqprio_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
 208 {
 209         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 210         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 211         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
 212         struct tc_mqprio_qopt opt = { 0 };
 213         struct Qdisc *qdisc;
 214         unsigned int i;
 215
 216         sch->q.qlen = 0;
 217         memset(&sch->bstats, 0, sizeof(sch->bstats));
 218         memset(&sch->qstats, 0, sizeof(sch->qstats));
 219
 220         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
 221                 qdisc = netdev_get_tx_queue(dev, i)->qdisc;
 222                 spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 223                 sch->q.qlen             += qdisc->q.qlen;
 224                 sch->bstats.bytes       += qdisc->bstats.bytes;
 225                 sch->bstats.packets     += qdisc->bstats.packets;
 226                 sch->qstats.qlen        += qdisc->qstats.qlen;
 227                 sch->qstats.backlog     += qdisc->qstats.backlog;
 228                 sch->qstats.drops       += qdisc->qstats.drops;
 229                 sch->qstats.requeues    += qdisc->qstats.requeues;
 230                 sch->qstats.overlimits  += qdisc->qstats.overlimits;
 231                 spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 232         }
 233
 234         opt.num_tc = netdev_get_num_tc(dev);
 235         memcpy(opt.prio_tc_map, dev->prio_tc_map, sizeof(opt.prio_tc_map));
 236         opt.hw = priv->hw_owned;
 237
 238         for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
 239                 opt.count[i] = dev->tc_to_txq[i].count;
 240                 opt.offset[i] = dev->tc_to_txq[i].offset;
 241         }
 242
 243         NLA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(opt), &opt);
 244
 245         return skb->len;
 246 nla_put_failure:
 247         nlmsg_trim(skb, b);
 248         return -1;
 249 }
 250
 251 static struct Qdisc *mqprio_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
 252 {
 253         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 254
 255         if (!dev_queue)
 256                 return NULL;
 257
 258         return dev_queue->qdisc_sleeping;
 259 }
 260
 261 static unsigned long mqprio_get(struct Qdisc *sch, u32 classid)
 262 {
 263         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 264         unsigned int ntx = TC_H_MIN(classid);
 265
 266         if (ntx > dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev))
 267                 return 0;
 268         return ntx;
 269 }
 270
 271 static void mqprio_put(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
 272 {
 273 }
 274
 275 static int mqprio_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
 276                          struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm)
 277 {
 278         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 279
 280         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
 281                 tcm->tcm_parent = TC_H_ROOT;
 282                 tcm->tcm_info = 0;
 283         } else {
 284                 int i;
 285                 struct netdev_queue *dev_queue;
 286
 287                 dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 288                 tcm->tcm_parent = 0;
 289                 for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
 290                         struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[i];
 291                         int q_idx = cl - netdev_get_num_tc(dev);
 292
 293                         if (q_idx > tc.offset &&
 294                             q_idx <= tc.offset + tc.count) {
 295                                 tcm->tcm_parent =
 296                                         TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
 297                                                   TC_H_MIN(i + 1));
 298                                 break;
 299                         }
 300                 }
 301                 tcm->tcm_info = dev_queue->qdisc_sleeping->handle;
 302         }
 303         tcm->tcm_handle |= TC_H_MIN(cl);
 304         return 0;
 305 }
 306
 307 static int mqprio_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
 308                                    struct gnet_dump *d)
 309         __releases(d->lock)
 310         __acquires(d->lock)
 311 {
 312         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 313
 314         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
 315                 int i;
 316                 struct Qdisc *qdisc;
 317                 struct gnet_stats_queue qstats = {0};
 318                 struct gnet_stats_basic_packed bstats = {0};
 319                 struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[cl - 1];
 320
 321                 /* Drop lock here it will be reclaimed before touching
 322                  * statistics this is required because the d->lock we
 323                  * hold here is the look on dev_queue->qdisc_sleeping
 324                  * also acquired below.
 325                  */
 326                 spin_unlock_bh(d->lock);
 327
 328                 for (i = tc.offset; i < tc.offset + tc.count; i++) {
 329                         qdisc = netdev_get_tx_queue(dev, i)->qdisc;
 330                         spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 331                         bstats.bytes      += qdisc->bstats.bytes;
 332                         bstats.packets    += qdisc->bstats.packets;
 333                         qstats.qlen       += qdisc->qstats.qlen;
 334                         qstats.backlog    += qdisc->qstats.backlog;
 335                         qstats.drops      += qdisc->qstats.drops;
 336                         qstats.requeues   += qdisc->qstats.requeues;
 337                         qstats.overlimits += qdisc->qstats.overlimits;
 338                         spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 339                 }
 340                 /* Reclaim root sleeping lock before completing stats */
 341                 spin_lock_bh(d->lock);
 342                 if (gnet_stats_copy_basic(d, &bstats) < 0 ||
 343                     gnet_stats_copy_queue(d, &qstats) < 0)
 344                         return -1;
 345         } else {
 346                 struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 347
 348                 sch = dev_queue->qdisc_sleeping;
 349                 sch->qstats.qlen = sch->q.qlen;
 350                 if (gnet_stats_copy_basic(d, &sch->bstats) < 0 ||
 351                     gnet_stats_copy_queue(d, &sch->qstats) < 0)
 352                         return -1;
 353         }
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 static void mqprio_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
 358 {
 359         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 360         unsigned long ntx;
 361
 362         if (arg->stop)
 363                 return;
 364
 365         /* Walk hierarchy with a virtual class per tc */
 366         arg->count = arg->skip;
 367         for (ntx = arg->skip;
 368              ntx < dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev);
 369              ntx++) {
 370                 if (arg->fn(sch, ntx + 1, arg) < 0) {
 371                         arg->stop = 1;
 372                         break;
 373                 }
 374                 arg->count++;
 375         }
 376 }
 377
 378 static const struct Qdisc_class_ops mqprio_class_ops = {
 379         .graft          = mqprio_graft,
 380         .leaf           = mqprio_leaf,
 381         .get            = mqprio_get,
 382         .put            = mqprio_put,
 383         .walk           = mqprio_walk,
 384         .dump           = mqprio_dump_class,
 385         .dump_stats     = mqprio_dump_class_stats,
 386 };
 387
 388 static struct Qdisc_ops mqprio_qdisc_ops __read_mostly = {
 389         .cl_ops         = &mqprio_class_ops,
 390         .id             = "mqprio",
 391         .priv_size      = sizeof(struct mqprio_sched),
 392         .init           = mqprio_init,
 393         .destroy        = mqprio_destroy,
 394         .attach         = mqprio_attach,
 395         .dump           = mqprio_dump,
 396         .owner          = THIS_MODULE,
 397 };
 398
 399 static int __init mqprio_module_init(void)
 400 {
 401         return register_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
 402 }
 403
 404 static void __exit mqprio_module_exit(void)
 405 {
 406         unregister_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
 407 }
 408
 409 module_init(mqprio_module_init);
 410 module_exit(mqprio_module_exit);
 411
 412 MODULE_LICENSE("GPL");