drivers/net/eql.c

   1 /*
   2  * Equalizer Load-balancer for serial network interfaces.
   3  *
   4  * (c) Copyright 1995 Simon "Guru Aleph-Null" Janes
   5  * NCM: Network and Communications Management, Inc.
   6  *
   7  * (c) Copyright 2002 David S. Miller (davem@redhat.com)
   8  *
   9  *      This software may be used and distributed according to the terms
  10  *      of the GNU General Public License, incorporated herein by reference.
  11  *
  12  * The author may be reached as simon@ncm.com, or C/O
  13  *    NCM
  14  *    Attn: Simon Janes
  15  *    6803 Whittier Ave
  16  *    McLean VA 22101
  17  *    Phone: 1-703-847-0040 ext 103
  18  */
  19
  20 /*
  21  * Sources:
  22  *   skeleton.c by Donald Becker.
  23  * Inspirations:
  24  *   The Harried and Overworked Alan Cox
  25  * Conspiracies:
  26  *   The Alan Cox and Mike McLagan plot to get someone else to do the code,
  27  *   which turned out to be me.
  28  */
  29
  30 /*
  31  * $Log: eql.c,v $
  32  * Revision 1.2  1996/04/11 17:51:52  guru
  33  * Added one-line eql_remove_slave patch.
  34  *
  35  * Revision 1.1  1996/04/11 17:44:17  guru
  36  * Initial revision
  37  *
  38  * Revision 3.13  1996/01/21  15:17:18  alan
  39  * tx_queue_len changes.
  40  * reformatted.
  41  *
  42  * Revision 3.12  1995/03/22  21:07:51  anarchy
  43  * Added capable() checks on configuration.
  44  * Moved header file.
  45  *
  46  * Revision 3.11  1995/01/19  23:14:31  guru
  47  *                    slave_load = (ULONG_MAX - (ULONG_MAX / 2)) -
  48  *                      (priority_Bps) + bytes_queued * 8;
  49  *
  50  * Revision 3.10  1995/01/19  23:07:53  guru
  51  * back to
  52  *                    slave_load = (ULONG_MAX - (ULONG_MAX / 2)) -
  53  *                      (priority_Bps) + bytes_queued;
  54  *
  55  * Revision 3.9  1995/01/19  22:38:20  guru
  56  *                    slave_load = (ULONG_MAX - (ULONG_MAX / 2)) -
  57  *                      (priority_Bps) + bytes_queued * 4;
  58  *
  59  * Revision 3.8  1995/01/19  22:30:55  guru
  60  *       slave_load = (ULONG_MAX - (ULONG_MAX / 2)) -
  61  *                      (priority_Bps) + bytes_queued * 2;
  62  *
  63  * Revision 3.7  1995/01/19  21:52:35  guru
  64  * printk's trimmed out.
  65  *
  66  * Revision 3.6  1995/01/19  21:49:56  guru
  67  * This is working pretty well. I gained 1 K/s in speed.. now it's just
  68  * robustness and printk's to be diked out.
  69  *
  70  * Revision 3.5  1995/01/18  22:29:59  guru
  71  * still crashes the kernel when the lock_wait thing is woken up.
  72  *
  73  * Revision 3.4  1995/01/18  21:59:47  guru
  74  * Broken set-bit locking snapshot
  75  *
  76  * Revision 3.3  1995/01/17  22:09:18  guru
  77  * infinite sleep in a lock somewhere..
  78  *
  79  * Revision 3.2  1995/01/15  16:46:06  guru
  80  * Log trimmed of non-pertinent 1.x branch messages
  81  *
  82  * Revision 3.1  1995/01/15  14:41:45  guru
  83  * New Scheduler and timer stuff...
  84  *
  85  * Revision 1.15  1995/01/15  14:29:02  guru
  86  * Will make 1.14 (now 1.15) the 3.0 branch, and the 1.12 the 2.0 branch, the one
  87  * with the dumber scheduler
  88  *
  89  * Revision 1.14  1995/01/15  02:37:08  guru
  90  * shock.. the kept-new-versions could have zonked working
  91  * stuff.. shudder
  92  *
  93  * Revision 1.13  1995/01/15  02:36:31  guru
  94  * big changes
  95  *
  96  *      scheduler was torn out and replaced with something smarter
  97  *
  98  *      global names not prefixed with eql_ were renamed to protect
  99  *      against namespace collisions
 100  *
 101  *      a few more abstract interfaces were added to facilitate any
 102  *      potential change of datastructure.  the driver is still using
 103  *      a linked list of slaves.  going to a heap would be a bit of
 104  *      an overkill.
 105  *
 106  *      this compiles fine with no warnings.
 107  *
 108  *      the locking mechanism and timer stuff must be written however,
 109  *      this version will not work otherwise
 110  *
 111  * Sorry, I had to rewrite most of this for 2.5.x -DaveM
 112  */
 113
 114 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
 115
 116 #include <linux/compat.h>
 117 #include <linux/capability.h>
 118 #include <linux/module.h>
 119 #include <linux/kernel.h>
 120 #include <linux/init.h>
 121 #include <linux/slab.h>
 122 #include <linux/timer.h>
 123 #include <linux/netdevice.h>
 124 #include <net/net_namespace.h>
 125
 126 #include <linux/if.h>
 127 #include <linux/if_arp.h>
 128 #include <linux/if_eql.h>
 129 #include <linux/pkt_sched.h>
 130
 131 #include <linux/uaccess.h>
 132
 133 static int eql_open(struct net_device *dev);
 134 static int eql_close(struct net_device *dev);
 135 static int eql_siocdevprivate(struct net_device *dev, struct ifreq *ifr,
 136                               void __user *data, int cmd);
 137 static netdev_tx_t eql_slave_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev);
 138
 139 #define eql_is_slave(dev)       ((dev->flags & IFF_SLAVE) == IFF_SLAVE)
 140 #define eql_is_master(dev)      ((dev->flags & IFF_MASTER) == IFF_MASTER)
 141
 142 static void eql_kill_one_slave(slave_queue_t *queue, slave_t *slave);
 143
 144 static void eql_timer(struct timer_list *t)
 145 {
 146         equalizer_t *eql = from_timer(eql, t, timer);
 147         struct list_head *this, *tmp, *head;
 148
 149         spin_lock(&eql->queue.lock);
 150         head = &eql->queue.all_slaves;
 151         list_for_each_safe(this, tmp, head) {
 152                 slave_t *slave = list_entry(this, slave_t, list);
 153
 154                 if ((slave->dev->flags & IFF_UP) == IFF_UP) {
 155                         slave->bytes_queued -= slave->priority_Bps;
 156                         if (slave->bytes_queued < 0)
 157                                 slave->bytes_queued = 0;
 158                 } else {
 159                         eql_kill_one_slave(&eql->queue, slave);
 160                 }
 161
 162         }
 163         spin_unlock(&eql->queue.lock);
 164
 165         eql->timer.expires = jiffies + EQL_DEFAULT_RESCHED_IVAL;
 166         add_timer(&eql->timer);
 167 }
 168
 169 static const char version[] __initconst =
 170         "Equalizer2002: Simon Janes (simon@ncm.com) and David S. Miller (davem@redhat.com)";
 171
 172 static const struct net_device_ops eql_netdev_ops = {
 173         .ndo_open       = eql_open,
 174         .ndo_stop       = eql_close,
 175         .ndo_siocdevprivate = eql_siocdevprivate,
 176         .ndo_start_xmit = eql_slave_xmit,
 177 };
 178
 179 static void __init eql_setup(struct net_device *dev)
 180 {
 181         equalizer_t *eql = netdev_priv(dev);
 182
 183         timer_setup(&eql->timer, eql_timer, 0);
 184         eql->timer.expires      = jiffies + EQL_DEFAULT_RESCHED_IVAL;
 185
 186         spin_lock_init(&eql->queue.lock);
 187         INIT_LIST_HEAD(&eql->queue.all_slaves);
 188         eql->queue.master_dev   = dev;
 189
 190         dev->netdev_ops         = &eql_netdev_ops;
 191
 192         /*
 193          *      Now we undo some of the things that eth_setup does
 194          *      that we don't like
 195          */
 196
 197         dev->mtu                = EQL_DEFAULT_MTU;      /* set to 576 in if_eql.h */
 198         dev->flags              = IFF_MASTER;
 199
 200         dev->type               = ARPHRD_SLIP;
 201         dev->tx_queue_len       = 5;            /* Hands them off fast */
 202         netif_keep_dst(dev);
 203 }
 204
 205 static int eql_open(struct net_device *dev)
 206 {
 207         equalizer_t *eql = netdev_priv(dev);
 208
 209         /* XXX We should force this off automatically for the user. */
 210         netdev_info(dev,
 211                     "remember to turn off Van-Jacobson compression on your slave devices\n");
 212
 213         BUG_ON(!list_empty(&eql->queue.all_slaves));
 214
 215         eql->min_slaves = 1;
 216         eql->max_slaves = EQL_DEFAULT_MAX_SLAVES; /* 4 usually... */
 217
 218         add_timer(&eql->timer);
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static void eql_kill_one_slave(slave_queue_t *queue, slave_t *slave)
 224 {
 225         list_del(&slave->list);
 226         queue->num_slaves--;
 227         slave->dev->flags &= ~IFF_SLAVE;
 228         netdev_put(slave->dev, &slave->dev_tracker);
 229         kfree(slave);
 230 }
 231
 232 static void eql_kill_slave_queue(slave_queue_t *queue)
 233 {
 234         struct list_head *head, *tmp, *this;
 235
 236         spin_lock_bh(&queue->lock);
 237
 238         head = &queue->all_slaves;
 239         list_for_each_safe(this, tmp, head) {
 240                 slave_t *s = list_entry(this, slave_t, list);
 241
 242                 eql_kill_one_slave(queue, s);
 243         }
 244
 245         spin_unlock_bh(&queue->lock);
 246 }
 247
 248 static int eql_close(struct net_device *dev)
 249 {
 250         equalizer_t *eql = netdev_priv(dev);
 251
 252         /*
 253          *      The timer has to be stopped first before we start hacking away
 254          *      at the data structure it scans every so often...
 255          */
 256
 257         del_timer_sync(&eql->timer);
 258
 259         eql_kill_slave_queue(&eql->queue);
 260
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 static int eql_enslave(struct net_device *dev,  slaving_request_t __user *srq);
 265 static int eql_emancipate(struct net_device *dev, slaving_request_t __user *srq);
 266
 267 static int eql_g_slave_cfg(struct net_device *dev, slave_config_t __user *sc);
 268 static int eql_s_slave_cfg(struct net_device *dev, slave_config_t __user *sc);
 269
 270 static int eql_g_master_cfg(struct net_device *dev, master_config_t __user *mc);
 271 static int eql_s_master_cfg(struct net_device *dev, master_config_t __user *mc);
 272
 273 static int eql_siocdevprivate(struct net_device *dev, struct ifreq *ifr,
 274                               void __user *data, int cmd)
 275 {
 276         if (cmd != EQL_GETMASTRCFG && cmd != EQL_GETSLAVECFG &&
 277             !capable(CAP_NET_ADMIN))
 278                 return -EPERM;
 279
 280         if (in_compat_syscall()) /* to be implemented */
 281                 return -EOPNOTSUPP;
 282
 283         switch (cmd) {
 284                 case EQL_ENSLAVE:
 285                         return eql_enslave(dev, data);
 286                 case EQL_EMANCIPATE:
 287                         return eql_emancipate(dev, data);
 288                 case EQL_GETSLAVECFG:
 289                         return eql_g_slave_cfg(dev, data);
 290                 case EQL_SETSLAVECFG:
 291                         return eql_s_slave_cfg(dev, data);
 292                 case EQL_GETMASTRCFG:
 293                         return eql_g_master_cfg(dev, data);
 294                 case EQL_SETMASTRCFG:
 295                         return eql_s_master_cfg(dev, data);
 296                 default:
 297                         return -EOPNOTSUPP;
 298         }
 299 }
 300
 301 /* queue->lock must be held */
 302 static slave_t *__eql_schedule_slaves(slave_queue_t *queue)
 303 {
 304         unsigned long best_load = ~0UL;
 305         struct list_head *this, *tmp, *head;
 306         slave_t *best_slave;
 307
 308         best_slave = NULL;
 309
 310         /* Make a pass to set the best slave. */
 311         head = &queue->all_slaves;
 312         list_for_each_safe(this, tmp, head) {
 313                 slave_t *slave = list_entry(this, slave_t, list);
 314                 unsigned long slave_load, bytes_queued, priority_Bps;
 315
 316                 /* Go through the slave list once, updating best_slave
 317                  * whenever a new best_load is found.
 318                  */
 319                 bytes_queued = slave->bytes_queued;
 320                 priority_Bps = slave->priority_Bps;
 321                 if ((slave->dev->flags & IFF_UP) == IFF_UP) {
 322                         slave_load = (~0UL - (~0UL / 2)) -
 323                                 (priority_Bps) + bytes_queued * 8;
 324
 325                         if (slave_load < best_load) {
 326                                 best_load = slave_load;
 327                                 best_slave = slave;
 328                         }
 329                 } else {
 330                         /* We found a dead slave, kill it. */
 331                         eql_kill_one_slave(queue, slave);
 332                 }
 333         }
 334         return best_slave;
 335 }
 336
 337 static netdev_tx_t eql_slave_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 338 {
 339         equalizer_t *eql = netdev_priv(dev);
 340         slave_t *slave;
 341
 342         spin_lock(&eql->queue.lock);
 343
 344         slave = __eql_schedule_slaves(&eql->queue);
 345         if (slave) {
 346                 struct net_device *slave_dev = slave->dev;
 347
 348                 skb->dev = slave_dev;
 349                 skb->priority = TC_PRIO_FILLER;
 350                 slave->bytes_queued += skb->len;
 351                 dev_queue_xmit(skb);
 352                 dev->stats.tx_packets++;
 353         } else {
 354                 dev->stats.tx_dropped++;
 355                 dev_kfree_skb(skb);
 356         }
 357
 358         spin_unlock(&eql->queue.lock);
 359
 360         return NETDEV_TX_OK;
 361 }
 362
 363 /*
 364  *      Private ioctl functions
 365  */
 366
 367 /* queue->lock must be held */
 368 static slave_t *__eql_find_slave_dev(slave_queue_t *queue, struct net_device *dev)
 369 {
 370         struct list_head *this, *head;
 371
 372         head = &queue->all_slaves;
 373         list_for_each(this, head) {
 374                 slave_t *slave = list_entry(this, slave_t, list);
 375
 376                 if (slave->dev == dev)
 377                         return slave;
 378         }
 379
 380         return NULL;
 381 }
 382
 383 static inline int eql_is_full(slave_queue_t *queue)
 384 {
 385         equalizer_t *eql = netdev_priv(queue->master_dev);
 386
 387         if (queue->num_slaves >= eql->max_slaves)
 388                 return 1;
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 /* queue->lock must be held */
 393 static int __eql_insert_slave(slave_queue_t *queue, slave_t *slave)
 394 {
 395         if (!eql_is_full(queue)) {
 396                 slave_t *duplicate_slave = NULL;
 397
 398                 duplicate_slave = __eql_find_slave_dev(queue, slave->dev);
 399                 if (duplicate_slave)
 400                         eql_kill_one_slave(queue, duplicate_slave);
 401
 402                 netdev_hold(slave->dev, &slave->dev_tracker, GFP_ATOMIC);
 403                 list_add(&slave->list, &queue->all_slaves);
 404                 queue->num_slaves++;
 405                 slave->dev->flags |= IFF_SLAVE;
 406
 407                 return 0;
 408         }
 409
 410         return -ENOSPC;
 411 }
 412
 413 static int eql_enslave(struct net_device *master_dev, slaving_request_t __user *srqp)
 414 {
 415         struct net_device *slave_dev;
 416         slaving_request_t srq;
 417
 418         if (copy_from_user(&srq, srqp, sizeof (slaving_request_t)))
 419                 return -EFAULT;
 420
 421         slave_dev = __dev_get_by_name(&init_net, srq.slave_name);
 422         if (!slave_dev)
 423                 return -ENODEV;
 424
 425         if ((master_dev->flags & IFF_UP) == IFF_UP) {
 426                 /* slave is not a master & not already a slave: */
 427                 if (!eql_is_master(slave_dev) && !eql_is_slave(slave_dev)) {
 428                         slave_t *s = kzalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
 429                         equalizer_t *eql = netdev_priv(master_dev);
 430                         int ret;
 431
 432                         if (!s)
 433                                 return -ENOMEM;
 434
 435                         s->dev = slave_dev;
 436                         s->priority = srq.priority;
 437                         s->priority_bps = srq.priority;
 438                         s->priority_Bps = srq.priority / 8;
 439
 440                         spin_lock_bh(&eql->queue.lock);
 441                         ret = __eql_insert_slave(&eql->queue, s);
 442                         if (ret)
 443                                 kfree(s);
 444
 445                         spin_unlock_bh(&eql->queue.lock);
 446
 447                         return ret;
 448                 }
 449         }
 450
 451         return -EINVAL;
 452 }
 453
 454 static int eql_emancipate(struct net_device *master_dev, slaving_request_t __user *srqp)
 455 {
 456         equalizer_t *eql = netdev_priv(master_dev);
 457         struct net_device *slave_dev;
 458         slaving_request_t srq;
 459         int ret;
 460
 461         if (copy_from_user(&srq, srqp, sizeof (slaving_request_t)))
 462                 return -EFAULT;
 463
 464         slave_dev = __dev_get_by_name(&init_net, srq.slave_name);
 465         if (!slave_dev)
 466                 return -ENODEV;
 467
 468         ret = -EINVAL;
 469         spin_lock_bh(&eql->queue.lock);
 470         if (eql_is_slave(slave_dev)) {
 471                 slave_t *slave = __eql_find_slave_dev(&eql->queue, slave_dev);
 472                 if (slave) {
 473                         eql_kill_one_slave(&eql->queue, slave);
 474                         ret = 0;
 475                 }
 476         }
 477         spin_unlock_bh(&eql->queue.lock);
 478
 479         return ret;
 480 }
 481
 482 static int eql_g_slave_cfg(struct net_device *dev, slave_config_t __user *scp)
 483 {
 484         equalizer_t *eql = netdev_priv(dev);
 485         slave_t *slave;
 486         struct net_device *slave_dev;
 487         slave_config_t sc;
 488         int ret;
 489
 490         if (copy_from_user(&sc, scp, sizeof (slave_config_t)))
 491                 return -EFAULT;
 492
 493         slave_dev = __dev_get_by_name(&init_net, sc.slave_name);
 494         if (!slave_dev)
 495                 return -ENODEV;
 496
 497         ret = -EINVAL;
 498
 499         spin_lock_bh(&eql->queue.lock);
 500         if (eql_is_slave(slave_dev)) {
 501                 slave = __eql_find_slave_dev(&eql->queue, slave_dev);
 502                 if (slave) {
 503                         sc.priority = slave->priority;
 504                         ret = 0;
 505                 }
 506         }
 507         spin_unlock_bh(&eql->queue.lock);
 508
 509         if (!ret && copy_to_user(scp, &sc, sizeof (slave_config_t)))
 510                 ret = -EFAULT;
 511
 512         return ret;
 513 }
 514
 515 static int eql_s_slave_cfg(struct net_device *dev, slave_config_t __user *scp)
 516 {
 517         slave_t *slave;
 518         equalizer_t *eql;
 519         struct net_device *slave_dev;
 520         slave_config_t sc;
 521         int ret;
 522
 523         if (copy_from_user(&sc, scp, sizeof (slave_config_t)))
 524                 return -EFAULT;
 525
 526         slave_dev = __dev_get_by_name(&init_net, sc.slave_name);
 527         if (!slave_dev)
 528                 return -ENODEV;
 529
 530         ret = -EINVAL;
 531
 532         eql = netdev_priv(dev);
 533         spin_lock_bh(&eql->queue.lock);
 534         if (eql_is_slave(slave_dev)) {
 535                 slave = __eql_find_slave_dev(&eql->queue, slave_dev);
 536                 if (slave) {
 537                         slave->priority = sc.priority;
 538                         slave->priority_bps = sc.priority;
 539                         slave->priority_Bps = sc.priority / 8;
 540                         ret = 0;
 541                 }
 542         }
 543         spin_unlock_bh(&eql->queue.lock);
 544
 545         return ret;
 546 }
 547
 548 static int eql_g_master_cfg(struct net_device *dev, master_config_t __user *mcp)
 549 {
 550         equalizer_t *eql;
 551         master_config_t mc;
 552
 553         memset(&mc, 0, sizeof(master_config_t));
 554
 555         if (eql_is_master(dev)) {
 556                 eql = netdev_priv(dev);
 557                 mc.max_slaves = eql->max_slaves;
 558                 mc.min_slaves = eql->min_slaves;
 559                 if (copy_to_user(mcp, &mc, sizeof (master_config_t)))
 560                         return -EFAULT;
 561                 return 0;
 562         }
 563         return -EINVAL;
 564 }
 565
 566 static int eql_s_master_cfg(struct net_device *dev, master_config_t __user *mcp)
 567 {
 568         equalizer_t *eql;
 569         master_config_t mc;
 570
 571         if (copy_from_user(&mc, mcp, sizeof (master_config_t)))
 572                 return -EFAULT;
 573
 574         if (eql_is_master(dev)) {
 575                 eql = netdev_priv(dev);
 576                 eql->max_slaves = mc.max_slaves;
 577                 eql->min_slaves = mc.min_slaves;
 578                 return 0;
 579         }
 580         return -EINVAL;
 581 }
 582
 583 static struct net_device *dev_eql;
 584
 585 static int __init eql_init_module(void)
 586 {
 587         int err;
 588
 589         pr_info("%s\n", version);
 590
 591         dev_eql = alloc_netdev(sizeof(equalizer_t), "eql", NET_NAME_UNKNOWN,
 592                                eql_setup);
 593         if (!dev_eql)
 594                 return -ENOMEM;
 595
 596         err = register_netdev(dev_eql);
 597         if (err)
 598                 free_netdev(dev_eql);
 599         return err;
 600 }
 601
 602 static void __exit eql_cleanup_module(void)
 603 {
 604         unregister_netdev(dev_eql);
 605         free_netdev(dev_eql);
 606 }
 607
 608 module_init(eql_init_module);
 609 module_exit(eql_cleanup_module);
 610 MODULE_LICENSE("GPL");