net/sched/sch_htb.c

   1 /*
   2  * net/sched/sch_htb.c  Hierarchical token bucket, feed tree version
   3  *
   4  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  *              as published by the Free Software Foundation; either version
   7  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Authors:     Martin Devera, <devik@cdi.cz>
  10  *
  11  * Credits (in time order) for older HTB versions:
  12  *              Stef Coene <stef.coene@docum.org>
  13  *                      HTB support at LARTC mailing list
  14  *              Ondrej Kraus, <krauso@barr.cz>
  15  *                      found missing INIT_QDISC(htb)
  16  *              Vladimir Smelhaus, Aamer Akhter, Bert Hubert
  17  *                      helped a lot to locate nasty class stall bug
  18  *              Andi Kleen, Jamal Hadi, Bert Hubert
  19  *                      code review and helpful comments on shaping
  20  *              Tomasz Wrona, <tw@eter.tym.pl>
  21  *                      created test case so that I was able to fix nasty bug
  22  *              Wilfried Weissmann
  23  *                      spotted bug in dequeue code and helped with fix
  24  *              Jiri Fojtasek
  25  *                      fixed requeue routine
  26  *              and many others. thanks.
  27  */
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <linux/moduleparam.h>
  30 #include <linux/types.h>
  31 #include <linux/kernel.h>
  32 #include <linux/string.h>
  33 #include <linux/errno.h>
  34 #include <linux/skbuff.h>
  35 #include <linux/list.h>
  36 #include <linux/compiler.h>
  37 #include <linux/rbtree.h>
  38 #include <linux/workqueue.h>
  39 #include <linux/slab.h>
  40 #include <net/netlink.h>
  41 #include <net/sch_generic.h>
  42 #include <net/pkt_sched.h>
  43
  44 /* HTB algorithm.
  45     Author: devik@cdi.cz
  46     ========================================================================
  47     HTB is like TBF with multiple classes. It is also similar to CBQ because
  48     it allows to assign priority to each class in hierarchy.
  49     In fact it is another implementation of Floyd's formal sharing.
  50
  51     Levels:
  52     Each class is assigned level. Leaf has ALWAYS level 0 and root
  53     classes have level TC_HTB_MAXDEPTH-1. Interior nodes has level
  54     one less than their parent.
  55 */
  56
  57 static int htb_hysteresis __read_mostly = 0; /* whether to use mode hysteresis for speedup */
  58 #define HTB_VER 0x30011         /* major must be matched with number suplied by TC as version */
  59
  60 #if HTB_VER >> 16 != TC_HTB_PROTOVER
  61 #error "Mismatched sch_htb.c and pkt_sch.h"
  62 #endif
  63
  64 /* Module parameter and sysfs export */
  65 module_param    (htb_hysteresis, int, 0640);
  66 MODULE_PARM_DESC(htb_hysteresis, "Hysteresis mode, less CPU load, less accurate");
  67
  68 static int htb_rate_est = 0; /* htb classes have a default rate estimator */
  69 module_param(htb_rate_est, int, 0640);
  70 MODULE_PARM_DESC(htb_rate_est, "setup a default rate estimator (4sec 16sec) for htb classes");
  71
  72 /* used internaly to keep status of single class */
  73 enum htb_cmode {
  74         HTB_CANT_SEND,          /* class can't send and can't borrow */
  75         HTB_MAY_BORROW,         /* class can't send but may borrow */
  76         HTB_CAN_SEND            /* class can send */
  77 };
  78
  79 struct htb_prio {
  80         union {
  81                 struct rb_root  row;
  82                 struct rb_root  feed;
  83         };
  84         struct rb_node  *ptr;
  85         /* When class changes from state 1->2 and disconnects from
  86          * parent's feed then we lost ptr value and start from the
  87          * first child again. Here we store classid of the
  88          * last valid ptr (used when ptr is NULL).
  89          */
  90         u32             last_ptr_id;
  91 };
  92
  93 /* interior & leaf nodes; props specific to leaves are marked L:
  94  * To reduce false sharing, place mostly read fields at beginning,
  95  * and mostly written ones at the end.
  96  */
  97 struct htb_class {
  98         struct Qdisc_class_common common;
  99         struct psched_ratecfg   rate;
 100         struct psched_ratecfg   ceil;
 101         s64                     buffer, cbuffer;/* token bucket depth/rate */
 102         s64                     mbuffer;        /* max wait time */
 103         u32                     prio;           /* these two are used only by leaves... */
 104         int                     quantum;        /* but stored for parent-to-leaf return */
 105
 106         struct tcf_proto __rcu  *filter_list;   /* class attached filters */
 107         int                     filter_cnt;
 108         int                     refcnt;         /* usage count of this class */
 109
 110         int                     level;          /* our level (see above) */
 111         unsigned int            children;
 112         struct htb_class        *parent;        /* parent class */
 113
 114         struct gnet_stats_rate_est64 rate_est;
 115
 116         /*
 117          * Written often fields
 118          */
 119         struct gnet_stats_basic_packed bstats;
 120         struct gnet_stats_queue qstats;
 121         struct tc_htb_xstats    xstats; /* our special stats */
 122
 123         /* token bucket parameters */
 124         s64                     tokens, ctokens;/* current number of tokens */
 125         s64                     t_c;            /* checkpoint time */
 126
 127         union {
 128                 struct htb_class_leaf {
 129                         struct list_head drop_list;
 130                         int             deficit[TC_HTB_MAXDEPTH];
 131                         struct Qdisc    *q;
 132                 } leaf;
 133                 struct htb_class_inner {
 134                         struct htb_prio clprio[TC_HTB_NUMPRIO];
 135                 } inner;
 136         } un;
 137         s64                     pq_key;
 138
 139         int                     prio_activity;  /* for which prios are we active */
 140         enum htb_cmode          cmode;          /* current mode of the class */
 141         struct rb_node          pq_node;        /* node for event queue */
 142         struct rb_node          node[TC_HTB_NUMPRIO];   /* node for self or feed tree */
 143 };
 144
 145 struct htb_level {
 146         struct rb_root  wait_pq;
 147         struct htb_prio hprio[TC_HTB_NUMPRIO];
 148 };
 149
 150 struct htb_sched {
 151         struct Qdisc_class_hash clhash;
 152         int                     defcls;         /* class where unclassified flows go to */
 153         int                     rate2quantum;   /* quant = rate / rate2quantum */
 154
 155         /* filters for qdisc itself */
 156         struct tcf_proto __rcu  *filter_list;
 157
 158 #define HTB_WARN_TOOMANYEVENTS  0x1
 159         unsigned int            warned; /* only one warning */
 160         int                     direct_qlen;
 161         struct work_struct      work;
 162
 163         /* non shaped skbs; let them go directly thru */
 164         struct sk_buff_head     direct_queue;
 165         long                    direct_pkts;
 166
 167         struct qdisc_watchdog   watchdog;
 168
 169         s64                     now;    /* cached dequeue time */
 170         struct list_head        drops[TC_HTB_NUMPRIO];/* active leaves (for drops) */
 171
 172         /* time of nearest event per level (row) */
 173         s64                     near_ev_cache[TC_HTB_MAXDEPTH];
 174
 175         int                     row_mask[TC_HTB_MAXDEPTH];
 176
 177         struct htb_level        hlevel[TC_HTB_MAXDEPTH];
 178 };
 179
 180 /* find class in global hash table using given handle */
 181 static inline struct htb_class *htb_find(u32 handle, struct Qdisc *sch)
 182 {
 183         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 184         struct Qdisc_class_common *clc;
 185
 186         clc = qdisc_class_find(&q->clhash, handle);
 187         if (clc == NULL)
 188                 return NULL;
 189         return container_of(clc, struct htb_class, common);
 190 }
 191
 192 /**
 193  * htb_classify - classify a packet into class
 194  *
 195  * It returns NULL if the packet should be dropped or -1 if the packet
 196  * should be passed directly thru. In all other cases leaf class is returned.
 197  * We allow direct class selection by classid in priority. The we examine
 198  * filters in qdisc and in inner nodes (if higher filter points to the inner
 199  * node). If we end up with classid MAJOR:0 we enqueue the skb into special
 200  * internal fifo (direct). These packets then go directly thru. If we still
 201  * have no valid leaf we try to use MAJOR:default leaf. It still unsuccessful
 202  * then finish and return direct queue.
 203  */
 204 #define HTB_DIRECT ((struct htb_class *)-1L)
 205
 206 static struct htb_class *htb_classify(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch,
 207                                       int *qerr)
 208 {
 209         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 210         struct htb_class *cl;
 211         struct tcf_result res;
 212         struct tcf_proto *tcf;
 213         int result;
 214
 215         /* allow to select class by setting skb->priority to valid classid;
 216          * note that nfmark can be used too by attaching filter fw with no
 217          * rules in it
 218          */
 219         if (skb->priority == sch->handle)
 220                 return HTB_DIRECT;      /* X:0 (direct flow) selected */
 221         cl = htb_find(skb->priority, sch);
 222         if (cl) {
 223                 if (cl->level == 0)
 224                         return cl;
 225                 /* Start with inner filter chain if a non-leaf class is selected */
 226                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
 227         } else {
 228                 tcf = rcu_dereference_bh(q->filter_list);
 229         }
 230
 231         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_BYPASS;
 232         while (tcf && (result = tc_classify(skb, tcf, &res, false)) >= 0) {
 233 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
 234                 switch (result) {
 235                 case TC_ACT_QUEUED:
 236                 case TC_ACT_STOLEN:
 237                         *qerr = NET_XMIT_SUCCESS | __NET_XMIT_STOLEN;
 238                 case TC_ACT_SHOT:
 239                         return NULL;
 240                 }
 241 #endif
 242                 cl = (void *)res.class;
 243                 if (!cl) {
 244                         if (res.classid == sch->handle)
 245                                 return HTB_DIRECT;      /* X:0 (direct flow) */
 246                         cl = htb_find(res.classid, sch);
 247                         if (!cl)
 248                                 break;  /* filter selected invalid classid */
 249                 }
 250                 if (!cl->level)
 251                         return cl;      /* we hit leaf; return it */
 252
 253                 /* we have got inner class; apply inner filter chain */
 254                 tcf = rcu_dereference_bh(cl->filter_list);
 255         }
 256         /* classification failed; try to use default class */
 257         cl = htb_find(TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), q->defcls), sch);
 258         if (!cl || cl->level)
 259                 return HTB_DIRECT;      /* bad default .. this is safe bet */
 260         return cl;
 261 }
 262
 263 /**
 264  * htb_add_to_id_tree - adds class to the round robin list
 265  *
 266  * Routine adds class to the list (actually tree) sorted by classid.
 267  * Make sure that class is not already on such list for given prio.
 268  */
 269 static void htb_add_to_id_tree(struct rb_root *root,
 270                                struct htb_class *cl, int prio)
 271 {
 272         struct rb_node **p = &root->rb_node, *parent = NULL;
 273
 274         while (*p) {
 275                 struct htb_class *c;
 276                 parent = *p;
 277                 c = rb_entry(parent, struct htb_class, node[prio]);
 278
 279                 if (cl->common.classid > c->common.classid)
 280                         p = &parent->rb_right;
 281                 else
 282                         p = &parent->rb_left;
 283         }
 284         rb_link_node(&cl->node[prio], parent, p);
 285         rb_insert_color(&cl->node[prio], root);
 286 }
 287
 288 /**
 289  * htb_add_to_wait_tree - adds class to the event queue with delay
 290  *
 291  * The class is added to priority event queue to indicate that class will
 292  * change its mode in cl->pq_key microseconds. Make sure that class is not
 293  * already in the queue.
 294  */
 295 static void htb_add_to_wait_tree(struct htb_sched *q,
 296                                  struct htb_class *cl, s64 delay)
 297 {
 298         struct rb_node **p = &q->hlevel[cl->level].wait_pq.rb_node, *parent = NULL;
 299
 300         cl->pq_key = q->now + delay;
 301         if (cl->pq_key == q->now)
 302                 cl->pq_key++;
 303
 304         /* update the nearest event cache */
 305         if (q->near_ev_cache[cl->level] > cl->pq_key)
 306                 q->near_ev_cache[cl->level] = cl->pq_key;
 307
 308         while (*p) {
 309                 struct htb_class *c;
 310                 parent = *p;
 311                 c = rb_entry(parent, struct htb_class, pq_node);
 312                 if (cl->pq_key >= c->pq_key)
 313                         p = &parent->rb_right;
 314                 else
 315                         p = &parent->rb_left;
 316         }
 317         rb_link_node(&cl->pq_node, parent, p);
 318         rb_insert_color(&cl->pq_node, &q->hlevel[cl->level].wait_pq);
 319 }
 320
 321 /**
 322  * htb_next_rb_node - finds next node in binary tree
 323  *
 324  * When we are past last key we return NULL.
 325  * Average complexity is 2 steps per call.
 326  */
 327 static inline void htb_next_rb_node(struct rb_node **n)
 328 {
 329         *n = rb_next(*n);
 330 }
 331
 332 /**
 333  * htb_add_class_to_row - add class to its row
 334  *
 335  * The class is added to row at priorities marked in mask.
 336  * It does nothing if mask == 0.
 337  */
 338 static inline void htb_add_class_to_row(struct htb_sched *q,
 339                                         struct htb_class *cl, int mask)
 340 {
 341         q->row_mask[cl->level] |= mask;
 342         while (mask) {
 343                 int prio = ffz(~mask);
 344                 mask &= ~(1 << prio);
 345                 htb_add_to_id_tree(&q->hlevel[cl->level].hprio[prio].row, cl, prio);
 346         }
 347 }
 348
 349 /* If this triggers, it is a bug in this code, but it need not be fatal */
 350 static void htb_safe_rb_erase(struct rb_node *rb, struct rb_root *root)
 351 {
 352         if (RB_EMPTY_NODE(rb)) {
 353                 WARN_ON(1);
 354         } else {
 355                 rb_erase(rb, root);
 356                 RB_CLEAR_NODE(rb);
 357         }
 358 }
 359
 360
 361 /**
 362  * htb_remove_class_from_row - removes class from its row
 363  *
 364  * The class is removed from row at priorities marked in mask.
 365  * It does nothing if mask == 0.
 366  */
 367 static inline void htb_remove_class_from_row(struct htb_sched *q,
 368                                                  struct htb_class *cl, int mask)
 369 {
 370         int m = 0;
 371         struct htb_level *hlevel = &q->hlevel[cl->level];
 372
 373         while (mask) {
 374                 int prio = ffz(~mask);
 375                 struct htb_prio *hprio = &hlevel->hprio[prio];
 376
 377                 mask &= ~(1 << prio);
 378                 if (hprio->ptr == cl->node + prio)
 379                         htb_next_rb_node(&hprio->ptr);
 380
 381                 htb_safe_rb_erase(cl->node + prio, &hprio->row);
 382                 if (!hprio->row.rb_node)
 383                         m |= 1 << prio;
 384         }
 385         q->row_mask[cl->level] &= ~m;
 386 }
 387
 388 /**
 389  * htb_activate_prios - creates active classe's feed chain
 390  *
 391  * The class is connected to ancestors and/or appropriate rows
 392  * for priorities it is participating on. cl->cmode must be new
 393  * (activated) mode. It does nothing if cl->prio_activity == 0.
 394  */
 395 static void htb_activate_prios(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 396 {
 397         struct htb_class *p = cl->parent;
 398         long m, mask = cl->prio_activity;
 399
 400         while (cl->cmode == HTB_MAY_BORROW && p && mask) {
 401                 m = mask;
 402                 while (m) {
 403                         int prio = ffz(~m);
 404                         m &= ~(1 << prio);
 405
 406                         if (p->un.inner.clprio[prio].feed.rb_node)
 407                                 /* parent already has its feed in use so that
 408                                  * reset bit in mask as parent is already ok
 409                                  */
 410                                 mask &= ~(1 << prio);
 411
 412                         htb_add_to_id_tree(&p->un.inner.clprio[prio].feed, cl, prio);
 413                 }
 414                 p->prio_activity |= mask;
 415                 cl = p;
 416                 p = cl->parent;
 417
 418         }
 419         if (cl->cmode == HTB_CAN_SEND && mask)
 420                 htb_add_class_to_row(q, cl, mask);
 421 }
 422
 423 /**
 424  * htb_deactivate_prios - remove class from feed chain
 425  *
 426  * cl->cmode must represent old mode (before deactivation). It does
 427  * nothing if cl->prio_activity == 0. Class is removed from all feed
 428  * chains and rows.
 429  */
 430 static void htb_deactivate_prios(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 431 {
 432         struct htb_class *p = cl->parent;
 433         long m, mask = cl->prio_activity;
 434
 435         while (cl->cmode == HTB_MAY_BORROW && p && mask) {
 436                 m = mask;
 437                 mask = 0;
 438                 while (m) {
 439                         int prio = ffz(~m);
 440                         m &= ~(1 << prio);
 441
 442                         if (p->un.inner.clprio[prio].ptr == cl->node + prio) {
 443                                 /* we are removing child which is pointed to from
 444                                  * parent feed - forget the pointer but remember
 445                                  * classid
 446                                  */
 447                                 p->un.inner.clprio[prio].last_ptr_id = cl->common.classid;
 448                                 p->un.inner.clprio[prio].ptr = NULL;
 449                         }
 450
 451                         htb_safe_rb_erase(cl->node + prio,
 452                                           &p->un.inner.clprio[prio].feed);
 453
 454                         if (!p->un.inner.clprio[prio].feed.rb_node)
 455                                 mask |= 1 << prio;
 456                 }
 457
 458                 p->prio_activity &= ~mask;
 459                 cl = p;
 460                 p = cl->parent;
 461
 462         }
 463         if (cl->cmode == HTB_CAN_SEND && mask)
 464                 htb_remove_class_from_row(q, cl, mask);
 465 }
 466
 467 static inline s64 htb_lowater(const struct htb_class *cl)
 468 {
 469         if (htb_hysteresis)
 470                 return cl->cmode != HTB_CANT_SEND ? -cl->cbuffer : 0;
 471         else
 472                 return 0;
 473 }
 474 static inline s64 htb_hiwater(const struct htb_class *cl)
 475 {
 476         if (htb_hysteresis)
 477                 return cl->cmode == HTB_CAN_SEND ? -cl->buffer : 0;
 478         else
 479                 return 0;
 480 }
 481
 482
 483 /**
 484  * htb_class_mode - computes and returns current class mode
 485  *
 486  * It computes cl's mode at time cl->t_c+diff and returns it. If mode
 487  * is not HTB_CAN_SEND then cl->pq_key is updated to time difference
 488  * from now to time when cl will change its state.
 489  * Also it is worth to note that class mode doesn't change simply
 490  * at cl->{c,}tokens == 0 but there can rather be hysteresis of
 491  * 0 .. -cl->{c,}buffer range. It is meant to limit number of
 492  * mode transitions per time unit. The speed gain is about 1/6.
 493  */
 494 static inline enum htb_cmode
 495 htb_class_mode(struct htb_class *cl, s64 *diff)
 496 {
 497         s64 toks;
 498
 499         if ((toks = (cl->ctokens + *diff)) < htb_lowater(cl)) {
 500                 *diff = -toks;
 501                 return HTB_CANT_SEND;
 502         }
 503
 504         if ((toks = (cl->tokens + *diff)) >= htb_hiwater(cl))
 505                 return HTB_CAN_SEND;
 506
 507         *diff = -toks;
 508         return HTB_MAY_BORROW;
 509 }
 510
 511 /**
 512  * htb_change_class_mode - changes classe's mode
 513  *
 514  * This should be the only way how to change classe's mode under normal
 515  * cirsumstances. Routine will update feed lists linkage, change mode
 516  * and add class to the wait event queue if appropriate. New mode should
 517  * be different from old one and cl->pq_key has to be valid if changing
 518  * to mode other than HTB_CAN_SEND (see htb_add_to_wait_tree).
 519  */
 520 static void
 521 htb_change_class_mode(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl, s64 *diff)
 522 {
 523         enum htb_cmode new_mode = htb_class_mode(cl, diff);
 524
 525         if (new_mode == cl->cmode)
 526                 return;
 527
 528         if (cl->prio_activity) {        /* not necessary: speed optimization */
 529                 if (cl->cmode != HTB_CANT_SEND)
 530                         htb_deactivate_prios(q, cl);
 531                 cl->cmode = new_mode;
 532                 if (new_mode != HTB_CANT_SEND)
 533                         htb_activate_prios(q, cl);
 534         } else
 535                 cl->cmode = new_mode;
 536 }
 537
 538 /**
 539  * htb_activate - inserts leaf cl into appropriate active feeds
 540  *
 541  * Routine learns (new) priority of leaf and activates feed chain
 542  * for the prio. It can be called on already active leaf safely.
 543  * It also adds leaf into droplist.
 544  */
 545 static inline void htb_activate(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 546 {
 547         WARN_ON(cl->level || !cl->un.leaf.q || !cl->un.leaf.q->q.qlen);
 548
 549         if (!cl->prio_activity) {
 550                 cl->prio_activity = 1 << cl->prio;
 551                 htb_activate_prios(q, cl);
 552                 list_add_tail(&cl->un.leaf.drop_list,
 553                               q->drops + cl->prio);
 554         }
 555 }
 556
 557 /**
 558  * htb_deactivate - remove leaf cl from active feeds
 559  *
 560  * Make sure that leaf is active. In the other words it can't be called
 561  * with non-active leaf. It also removes class from the drop list.
 562  */
 563 static inline void htb_deactivate(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl)
 564 {
 565         WARN_ON(!cl->prio_activity);
 566
 567         htb_deactivate_prios(q, cl);
 568         cl->prio_activity = 0;
 569         list_del_init(&cl->un.leaf.drop_list);
 570 }
 571
 572 static int htb_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
 573 {
 574         int uninitialized_var(ret);
 575         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 576         struct htb_class *cl = htb_classify(skb, sch, &ret);
 577
 578         if (cl == HTB_DIRECT) {
 579                 /* enqueue to helper queue */
 580                 if (q->direct_queue.qlen < q->direct_qlen) {
 581                         __skb_queue_tail(&q->direct_queue, skb);
 582                         q->direct_pkts++;
 583                 } else {
 584                         return qdisc_drop(skb, sch);
 585                 }
 586 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
 587         } else if (!cl) {
 588                 if (ret & __NET_XMIT_BYPASS)
 589                         qdisc_qstats_drop(sch);
 590                 kfree_skb(skb);
 591                 return ret;
 592 #endif
 593         } else if ((ret = qdisc_enqueue(skb, cl->un.leaf.q)) != NET_XMIT_SUCCESS) {
 594                 if (net_xmit_drop_count(ret)) {
 595                         qdisc_qstats_drop(sch);
 596                         cl->qstats.drops++;
 597                 }
 598                 return ret;
 599         } else {
 600                 htb_activate(q, cl);
 601         }
 602
 603         qdisc_qstats_backlog_inc(sch, skb);
 604         sch->q.qlen++;
 605         return NET_XMIT_SUCCESS;
 606 }
 607
 608 static inline void htb_accnt_tokens(struct htb_class *cl, int bytes, s64 diff)
 609 {
 610         s64 toks = diff + cl->tokens;
 611
 612         if (toks > cl->buffer)
 613                 toks = cl->buffer;
 614         toks -= (s64) psched_l2t_ns(&cl->rate, bytes);
 615         if (toks <= -cl->mbuffer)
 616                 toks = 1 - cl->mbuffer;
 617
 618         cl->tokens = toks;
 619 }
 620
 621 static inline void htb_accnt_ctokens(struct htb_class *cl, int bytes, s64 diff)
 622 {
 623         s64 toks = diff + cl->ctokens;
 624
 625         if (toks > cl->cbuffer)
 626                 toks = cl->cbuffer;
 627         toks -= (s64) psched_l2t_ns(&cl->ceil, bytes);
 628         if (toks <= -cl->mbuffer)
 629                 toks = 1 - cl->mbuffer;
 630
 631         cl->ctokens = toks;
 632 }
 633
 634 /**
 635  * htb_charge_class - charges amount "bytes" to leaf and ancestors
 636  *
 637  * Routine assumes that packet "bytes" long was dequeued from leaf cl
 638  * borrowing from "level". It accounts bytes to ceil leaky bucket for
 639  * leaf and all ancestors and to rate bucket for ancestors at levels
 640  * "level" and higher. It also handles possible change of mode resulting
 641  * from the update. Note that mode can also increase here (MAY_BORROW to
 642  * CAN_SEND) because we can use more precise clock that event queue here.
 643  * In such case we remove class from event queue first.
 644  */
 645 static void htb_charge_class(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl,
 646                              int level, struct sk_buff *skb)
 647 {
 648         int bytes = qdisc_pkt_len(skb);
 649         enum htb_cmode old_mode;
 650         s64 diff;
 651
 652         while (cl) {
 653                 diff = min_t(s64, q->now - cl->t_c, cl->mbuffer);
 654                 if (cl->level >= level) {
 655                         if (cl->level == level)
 656                                 cl->xstats.lends++;
 657                         htb_accnt_tokens(cl, bytes, diff);
 658                 } else {
 659                         cl->xstats.borrows++;
 660                         cl->tokens += diff;     /* we moved t_c; update tokens */
 661                 }
 662                 htb_accnt_ctokens(cl, bytes, diff);
 663                 cl->t_c = q->now;
 664
 665                 old_mode = cl->cmode;
 666                 diff = 0;
 667                 htb_change_class_mode(q, cl, &diff);
 668                 if (old_mode != cl->cmode) {
 669                         if (old_mode != HTB_CAN_SEND)
 670                                 htb_safe_rb_erase(&cl->pq_node, &q->hlevel[cl->level].wait_pq);
 671                         if (cl->cmode != HTB_CAN_SEND)
 672                                 htb_add_to_wait_tree(q, cl, diff);
 673                 }
 674
 675                 /* update basic stats except for leaves which are already updated */
 676                 if (cl->level)
 677                         bstats_update(&cl->bstats, skb);
 678
 679                 cl = cl->parent;
 680         }
 681 }
 682
 683 /**
 684  * htb_do_events - make mode changes to classes at the level
 685  *
 686  * Scans event queue for pending events and applies them. Returns time of
 687  * next pending event (0 for no event in pq, q->now for too many events).
 688  * Note: Applied are events whose have cl->pq_key <= q->now.
 689  */
 690 static s64 htb_do_events(struct htb_sched *q, const int level,
 691                          unsigned long start)
 692 {
 693         /* don't run for longer than 2 jiffies; 2 is used instead of
 694          * 1 to simplify things when jiffy is going to be incremented
 695          * too soon
 696          */
 697         unsigned long stop_at = start + 2;
 698         struct rb_root *wait_pq = &q->hlevel[level].wait_pq;
 699
 700         while (time_before(jiffies, stop_at)) {
 701                 struct htb_class *cl;
 702                 s64 diff;
 703                 struct rb_node *p = rb_first(wait_pq);
 704
 705                 if (!p)
 706                         return 0;
 707
 708                 cl = rb_entry(p, struct htb_class, pq_node);
 709                 if (cl->pq_key > q->now)
 710                         return cl->pq_key;
 711
 712                 htb_safe_rb_erase(p, wait_pq);
 713                 diff = min_t(s64, q->now - cl->t_c, cl->mbuffer);
 714                 htb_change_class_mode(q, cl, &diff);
 715                 if (cl->cmode != HTB_CAN_SEND)
 716                         htb_add_to_wait_tree(q, cl, diff);
 717         }
 718
 719         /* too much load - let's continue after a break for scheduling */
 720         if (!(q->warned & HTB_WARN_TOOMANYEVENTS)) {
 721                 pr_warn("htb: too many events!\n");
 722                 q->warned |= HTB_WARN_TOOMANYEVENTS;
 723         }
 724
 725         return q->now;
 726 }
 727
 728 /* Returns class->node+prio from id-tree where classe's id is >= id. NULL
 729  * is no such one exists.
 730  */
 731 static struct rb_node *htb_id_find_next_upper(int prio, struct rb_node *n,
 732                                               u32 id)
 733 {
 734         struct rb_node *r = NULL;
 735         while (n) {
 736                 struct htb_class *cl =
 737                     rb_entry(n, struct htb_class, node[prio]);
 738
 739                 if (id > cl->common.classid) {
 740                         n = n->rb_right;
 741                 } else if (id < cl->common.classid) {
 742                         r = n;
 743                         n = n->rb_left;
 744                 } else {
 745                         return n;
 746                 }
 747         }
 748         return r;
 749 }
 750
 751 /**
 752  * htb_lookup_leaf - returns next leaf class in DRR order
 753  *
 754  * Find leaf where current feed pointers points to.
 755  */
 756 static struct htb_class *htb_lookup_leaf(struct htb_prio *hprio, const int prio)
 757 {
 758         int i;
 759         struct {
 760                 struct rb_node *root;
 761                 struct rb_node **pptr;
 762                 u32 *pid;
 763         } stk[TC_HTB_MAXDEPTH], *sp = stk;
 764
 765         BUG_ON(!hprio->row.rb_node);
 766         sp->root = hprio->row.rb_node;
 767         sp->pptr = &hprio->ptr;
 768         sp->pid = &hprio->last_ptr_id;
 769
 770         for (i = 0; i < 65535; i++) {
 771                 if (!*sp->pptr && *sp->pid) {
 772                         /* ptr was invalidated but id is valid - try to recover
 773                          * the original or next ptr
 774                          */
 775                         *sp->pptr =
 776                             htb_id_find_next_upper(prio, sp->root, *sp->pid);
 777                 }
 778                 *sp->pid = 0;   /* ptr is valid now so that remove this hint as it
 779                                  * can become out of date quickly
 780                                  */
 781                 if (!*sp->pptr) {       /* we are at right end; rewind & go up */
 782                         *sp->pptr = sp->root;
 783                         while ((*sp->pptr)->rb_left)
 784                                 *sp->pptr = (*sp->pptr)->rb_left;
 785                         if (sp > stk) {
 786                                 sp--;
 787                                 if (!*sp->pptr) {
 788                                         WARN_ON(1);
 789                                         return NULL;
 790                                 }
 791                                 htb_next_rb_node(sp->pptr);
 792                         }
 793                 } else {
 794                         struct htb_class *cl;
 795                         struct htb_prio *clp;
 796
 797                         cl = rb_entry(*sp->pptr, struct htb_class, node[prio]);
 798                         if (!cl->level)
 799                                 return cl;
 800                         clp = &cl->un.inner.clprio[prio];
 801                         (++sp)->root = clp->feed.rb_node;
 802                         sp->pptr = &clp->ptr;
 803                         sp->pid = &clp->last_ptr_id;
 804                 }
 805         }
 806         WARN_ON(1);
 807         return NULL;
 808 }
 809
 810 /* dequeues packet at given priority and level; call only if
 811  * you are sure that there is active class at prio/level
 812  */
 813 static struct sk_buff *htb_dequeue_tree(struct htb_sched *q, const int prio,
 814                                         const int level)
 815 {
 816         struct sk_buff *skb = NULL;
 817         struct htb_class *cl, *start;
 818         struct htb_level *hlevel = &q->hlevel[level];
 819         struct htb_prio *hprio = &hlevel->hprio[prio];
 820
 821         /* look initial class up in the row */
 822         start = cl = htb_lookup_leaf(hprio, prio);
 823
 824         do {
 825 next:
 826                 if (unlikely(!cl))
 827                         return NULL;
 828
 829                 /* class can be empty - it is unlikely but can be true if leaf
 830                  * qdisc drops packets in enqueue routine or if someone used
 831                  * graft operation on the leaf since last dequeue;
 832                  * simply deactivate and skip such class
 833                  */
 834                 if (unlikely(cl->un.leaf.q->q.qlen == 0)) {
 835                         struct htb_class *next;
 836                         htb_deactivate(q, cl);
 837
 838                         /* row/level might become empty */
 839                         if ((q->row_mask[level] & (1 << prio)) == 0)
 840                                 return NULL;
 841
 842                         next = htb_lookup_leaf(hprio, prio);
 843
 844                         if (cl == start)        /* fix start if we just deleted it */
 845                                 start = next;
 846                         cl = next;
 847                         goto next;
 848                 }
 849
 850                 skb = cl->un.leaf.q->dequeue(cl->un.leaf.q);
 851                 if (likely(skb != NULL))
 852                         break;
 853
 854                 qdisc_warn_nonwc("htb", cl->un.leaf.q);
 855                 htb_next_rb_node(level ? &cl->parent->un.inner.clprio[prio].ptr:
 856                                          &q->hlevel[0].hprio[prio].ptr);
 857                 cl = htb_lookup_leaf(hprio, prio);
 858
 859         } while (cl != start);
 860
 861         if (likely(skb != NULL)) {
 862                 bstats_update(&cl->bstats, skb);
 863                 cl->un.leaf.deficit[level] -= qdisc_pkt_len(skb);
 864                 if (cl->un.leaf.deficit[level] < 0) {
 865                         cl->un.leaf.deficit[level] += cl->quantum;
 866                         htb_next_rb_node(level ? &cl->parent->un.inner.clprio[prio].ptr :
 867                                                  &q->hlevel[0].hprio[prio].ptr);
 868                 }
 869                 /* this used to be after charge_class but this constelation
 870                  * gives us slightly better performance
 871                  */
 872                 if (!cl->un.leaf.q->q.qlen)
 873                         htb_deactivate(q, cl);
 874                 htb_charge_class(q, cl, level, skb);
 875         }
 876         return skb;
 877 }
 878
 879 static struct sk_buff *htb_dequeue(struct Qdisc *sch)
 880 {
 881         struct sk_buff *skb;
 882         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 883         int level;
 884         s64 next_event;
 885         unsigned long start_at;
 886
 887         /* try to dequeue direct packets as high prio (!) to minimize cpu work */
 888         skb = __skb_dequeue(&q->direct_queue);
 889         if (skb != NULL) {
 890 ok:
 891                 qdisc_bstats_update(sch, skb);
 892                 qdisc_unthrottled(sch);
 893                 qdisc_qstats_backlog_dec(sch, skb);
 894                 sch->q.qlen--;
 895                 return skb;
 896         }
 897
 898         if (!sch->q.qlen)
 899                 goto fin;
 900         q->now = ktime_get_ns();
 901         start_at = jiffies;
 902
 903         next_event = q->now + 5LLU * NSEC_PER_SEC;
 904
 905         for (level = 0; level < TC_HTB_MAXDEPTH; level++) {
 906                 /* common case optimization - skip event handler quickly */
 907                 int m;
 908                 s64 event = q->near_ev_cache[level];
 909
 910                 if (q->now >= event) {
 911                         event = htb_do_events(q, level, start_at);
 912                         if (!event)
 913                                 event = q->now + NSEC_PER_SEC;
 914                         q->near_ev_cache[level] = event;
 915                 }
 916
 917                 if (next_event > event)
 918                         next_event = event;
 919
 920                 m = ~q->row_mask[level];
 921                 while (m != (int)(-1)) {
 922                         int prio = ffz(m);
 923
 924                         m |= 1 << prio;
 925                         skb = htb_dequeue_tree(q, prio, level);
 926                         if (likely(skb != NULL))
 927                                 goto ok;
 928                 }
 929         }
 930         qdisc_qstats_overlimit(sch);
 931         if (likely(next_event > q->now))
 932                 qdisc_watchdog_schedule_ns(&q->watchdog, next_event, true);
 933         else
 934                 schedule_work(&q->work);
 935 fin:
 936         return skb;
 937 }
 938
 939 /* try to drop from each class (by prio) until one succeed */
 940 static unsigned int htb_drop(struct Qdisc *sch)
 941 {
 942         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 943         int prio;
 944
 945         for (prio = TC_HTB_NUMPRIO - 1; prio >= 0; prio--) {
 946                 struct list_head *p;
 947                 list_for_each(p, q->drops + prio) {
 948                         struct htb_class *cl = list_entry(p, struct htb_class,
 949                                                           un.leaf.drop_list);
 950                         unsigned int len;
 951                         if (cl->un.leaf.q->ops->drop &&
 952                             (len = cl->un.leaf.q->ops->drop(cl->un.leaf.q))) {
 953                                 sch->qstats.backlog -= len;
 954                                 sch->q.qlen--;
 955                                 if (!cl->un.leaf.q->q.qlen)
 956                                         htb_deactivate(q, cl);
 957                                 return len;
 958                         }
 959                 }
 960         }
 961         return 0;
 962 }
 963
 964 /* reset all classes */
 965 /* always caled under BH & queue lock */
 966 static void htb_reset(struct Qdisc *sch)
 967 {
 968         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
 969         struct htb_class *cl;
 970         unsigned int i;
 971
 972         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
 973                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], common.hnode) {
 974                         if (cl->level)
 975                                 memset(&cl->un.inner, 0, sizeof(cl->un.inner));
 976                         else {
 977                                 if (cl->un.leaf.q)
 978                                         qdisc_reset(cl->un.leaf.q);
 979                                 INIT_LIST_HEAD(&cl->un.leaf.drop_list);
 980                         }
 981                         cl->prio_activity = 0;
 982                         cl->cmode = HTB_CAN_SEND;
 983                 }
 984         }
 985         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
 986         __skb_queue_purge(&q->direct_queue);
 987         sch->q.qlen = 0;
 988         sch->qstats.backlog = 0;
 989         memset(q->hlevel, 0, sizeof(q->hlevel));
 990         memset(q->row_mask, 0, sizeof(q->row_mask));
 991         for (i = 0; i < TC_HTB_NUMPRIO; i++)
 992                 INIT_LIST_HEAD(q->drops + i);
 993 }
 994
 995 static const struct nla_policy htb_policy[TCA_HTB_MAX + 1] = {
 996         [TCA_HTB_PARMS] = { .len = sizeof(struct tc_htb_opt) },
 997         [TCA_HTB_INIT]  = { .len = sizeof(struct tc_htb_glob) },
 998         [TCA_HTB_CTAB]  = { .type = NLA_BINARY, .len = TC_RTAB_SIZE },
 999         [TCA_HTB_RTAB]  = { .type = NLA_BINARY, .len = TC_RTAB_SIZE },
1000         [TCA_HTB_DIRECT_QLEN] = { .type = NLA_U32 },
1001         [TCA_HTB_RATE64] = { .type = NLA_U64 },
1002         [TCA_HTB_CEIL64] = { .type = NLA_U64 },
1003 };
1004
1005 static void htb_work_func(struct work_struct *work)
1006 {
1007         struct htb_sched *q = container_of(work, struct htb_sched, work);
1008         struct Qdisc *sch = q->watchdog.qdisc;
1009
1010         rcu_read_lock();
1011         __netif_schedule(qdisc_root(sch));
1012         rcu_read_unlock();
1013 }
1014
1015 static int htb_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
1016 {
1017         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1018         struct nlattr *tb[TCA_HTB_MAX + 1];
1019         struct tc_htb_glob *gopt;
1020         int err;
1021         int i;
1022
1023         if (!opt)
1024                 return -EINVAL;
1025
1026         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HTB_MAX, opt, htb_policy);
1027         if (err < 0)
1028                 return err;
1029
1030         if (!tb[TCA_HTB_INIT])
1031                 return -EINVAL;
1032
1033         gopt = nla_data(tb[TCA_HTB_INIT]);
1034         if (gopt->version != HTB_VER >> 16)
1035                 return -EINVAL;
1036
1037         err = qdisc_class_hash_init(&q->clhash);
1038         if (err < 0)
1039                 return err;
1040         for (i = 0; i < TC_HTB_NUMPRIO; i++)
1041                 INIT_LIST_HEAD(q->drops + i);
1042
1043         qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
1044         INIT_WORK(&q->work, htb_work_func);
1045         __skb_queue_head_init(&q->direct_queue);
1046
1047         if (tb[TCA_HTB_DIRECT_QLEN])
1048                 q->direct_qlen = nla_get_u32(tb[TCA_HTB_DIRECT_QLEN]);
1049         else
1050                 q->direct_qlen = qdisc_dev(sch)->tx_queue_len;
1051
1052         if ((q->rate2quantum = gopt->rate2quantum) < 1)
1053                 q->rate2quantum = 1;
1054         q->defcls = gopt->defcls;
1055
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 static int htb_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
1060 {
1061         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1062         struct nlattr *nest;
1063         struct tc_htb_glob gopt;
1064
1065         /* Its safe to not acquire qdisc lock. As we hold RTNL,
1066          * no change can happen on the qdisc parameters.
1067          */
1068
1069         gopt.direct_pkts = q->direct_pkts;
1070         gopt.version = HTB_VER;
1071         gopt.rate2quantum = q->rate2quantum;
1072         gopt.defcls = q->defcls;
1073         gopt.debug = 0;
1074
1075         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1076         if (nest == NULL)
1077                 goto nla_put_failure;
1078         if (nla_put(skb, TCA_HTB_INIT, sizeof(gopt), &gopt) ||
1079             nla_put_u32(skb, TCA_HTB_DIRECT_QLEN, q->direct_qlen))
1080                 goto nla_put_failure;
1081
1082         return nla_nest_end(skb, nest);
1083
1084 nla_put_failure:
1085         nla_nest_cancel(skb, nest);
1086         return -1;
1087 }
1088
1089 static int htb_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long arg,
1090                           struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm)
1091 {
1092         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1093         struct nlattr *nest;
1094         struct tc_htb_opt opt;
1095
1096         /* Its safe to not acquire qdisc lock. As we hold RTNL,
1097          * no change can happen on the class parameters.
1098          */
1099         tcm->tcm_parent = cl->parent ? cl->parent->common.classid : TC_H_ROOT;
1100         tcm->tcm_handle = cl->common.classid;
1101         if (!cl->level && cl->un.leaf.q)
1102                 tcm->tcm_info = cl->un.leaf.q->handle;
1103
1104         nest = nla_nest_start(skb, TCA_OPTIONS);
1105         if (nest == NULL)
1106                 goto nla_put_failure;
1107
1108         memset(&opt, 0, sizeof(opt));
1109
1110         psched_ratecfg_getrate(&opt.rate, &cl->rate);
1111         opt.buffer = PSCHED_NS2TICKS(cl->buffer);
1112         psched_ratecfg_getrate(&opt.ceil, &cl->ceil);
1113         opt.cbuffer = PSCHED_NS2TICKS(cl->cbuffer);
1114         opt.quantum = cl->quantum;
1115         opt.prio = cl->prio;
1116         opt.level = cl->level;
1117         if (nla_put(skb, TCA_HTB_PARMS, sizeof(opt), &opt))
1118                 goto nla_put_failure;
1119         if ((cl->rate.rate_bytes_ps >= (1ULL << 32)) &&
1120             nla_put_u64_64bit(skb, TCA_HTB_RATE64, cl->rate.rate_bytes_ps,
1121                               TCA_HTB_PAD))
1122                 goto nla_put_failure;
1123         if ((cl->ceil.rate_bytes_ps >= (1ULL << 32)) &&
1124             nla_put_u64_64bit(skb, TCA_HTB_CEIL64, cl->ceil.rate_bytes_ps,
1125                               TCA_HTB_PAD))
1126                 goto nla_put_failure;
1127
1128         return nla_nest_end(skb, nest);
1129
1130 nla_put_failure:
1131         nla_nest_cancel(skb, nest);
1132         return -1;
1133 }
1134
1135 static int
1136 htb_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct gnet_dump *d)
1137 {
1138         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1139         __u32 qlen = 0;
1140
1141         if (!cl->level && cl->un.leaf.q)
1142                 qlen = cl->un.leaf.q->q.qlen;
1143         cl->xstats.tokens = PSCHED_NS2TICKS(cl->tokens);
1144         cl->xstats.ctokens = PSCHED_NS2TICKS(cl->ctokens);
1145
1146         if (gnet_stats_copy_basic(d, NULL, &cl->bstats) < 0 ||
1147             gnet_stats_copy_rate_est(d, NULL, &cl->rate_est) < 0 ||
1148             gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &cl->qstats, qlen) < 0)
1149                 return -1;
1150
1151         return gnet_stats_copy_app(d, &cl->xstats, sizeof(cl->xstats));
1152 }
1153
1154 static int htb_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new,
1155                      struct Qdisc **old)
1156 {
1157         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1158
1159         if (cl->level)
1160                 return -EINVAL;
1161         if (new == NULL &&
1162             (new = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1163                                      cl->common.classid)) == NULL)
1164                 return -ENOBUFS;
1165
1166         *old = qdisc_replace(sch, new, &cl->un.leaf.q);
1167         return 0;
1168 }
1169
1170 static struct Qdisc *htb_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1171 {
1172         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1173         return !cl->level ? cl->un.leaf.q : NULL;
1174 }
1175
1176 static void htb_qlen_notify(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1177 {
1178         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1179
1180         if (cl->un.leaf.q->q.qlen == 0)
1181                 htb_deactivate(qdisc_priv(sch), cl);
1182 }
1183
1184 static unsigned long htb_get(struct Qdisc *sch, u32 classid)
1185 {
1186         struct htb_class *cl = htb_find(classid, sch);
1187         if (cl)
1188                 cl->refcnt++;
1189         return (unsigned long)cl;
1190 }
1191
1192 static inline int htb_parent_last_child(struct htb_class *cl)
1193 {
1194         if (!cl->parent)
1195                 /* the root class */
1196                 return 0;
1197         if (cl->parent->children > 1)
1198                 /* not the last child */
1199                 return 0;
1200         return 1;
1201 }
1202
1203 static void htb_parent_to_leaf(struct htb_sched *q, struct htb_class *cl,
1204                                struct Qdisc *new_q)
1205 {
1206         struct htb_class *parent = cl->parent;
1207
1208         WARN_ON(cl->level || !cl->un.leaf.q || cl->prio_activity);
1209
1210         if (parent->cmode != HTB_CAN_SEND)
1211                 htb_safe_rb_erase(&parent->pq_node,
1212                                   &q->hlevel[parent->level].wait_pq);
1213
1214         parent->level = 0;
1215         memset(&parent->un.inner, 0, sizeof(parent->un.inner));
1216         INIT_LIST_HEAD(&parent->un.leaf.drop_list);
1217         parent->un.leaf.q = new_q ? new_q : &noop_qdisc;
1218         parent->tokens = parent->buffer;
1219         parent->ctokens = parent->cbuffer;
1220         parent->t_c = ktime_get_ns();
1221         parent->cmode = HTB_CAN_SEND;
1222 }
1223
1224 static void htb_destroy_class(struct Qdisc *sch, struct htb_class *cl)
1225 {
1226         if (!cl->level) {
1227                 WARN_ON(!cl->un.leaf.q);
1228                 qdisc_destroy(cl->un.leaf.q);
1229         }
1230         gen_kill_estimator(&cl->bstats, &cl->rate_est);
1231         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1232         kfree(cl);
1233 }
1234
1235 static void htb_destroy(struct Qdisc *sch)
1236 {
1237         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1238         struct hlist_node *next;
1239         struct htb_class *cl;
1240         unsigned int i;
1241
1242         cancel_work_sync(&q->work);
1243         qdisc_watchdog_cancel(&q->watchdog);
1244         /* This line used to be after htb_destroy_class call below
1245          * and surprisingly it worked in 2.4. But it must precede it
1246          * because filter need its target class alive to be able to call
1247          * unbind_filter on it (without Oops).
1248          */
1249         tcf_destroy_chain(&q->filter_list);
1250
1251         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1252                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], common.hnode)
1253                         tcf_destroy_chain(&cl->filter_list);
1254         }
1255         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1256                 hlist_for_each_entry_safe(cl, next, &q->clhash.hash[i],
1257                                           common.hnode)
1258                         htb_destroy_class(sch, cl);
1259         }
1260         qdisc_class_hash_destroy(&q->clhash);
1261         __skb_queue_purge(&q->direct_queue);
1262 }
1263
1264 static int htb_delete(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1265 {
1266         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1267         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1268         struct Qdisc *new_q = NULL;
1269         int last_child = 0;
1270
1271         /* TODO: why don't allow to delete subtree ? references ? does
1272          * tc subsys guarantee us that in htb_destroy it holds no class
1273          * refs so that we can remove children safely there ?
1274          */
1275         if (cl->children || cl->filter_cnt)
1276                 return -EBUSY;
1277
1278         if (!cl->level && htb_parent_last_child(cl)) {
1279                 new_q = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue, &pfifo_qdisc_ops,
1280                                           cl->parent->common.classid);
1281                 last_child = 1;
1282         }
1283
1284         sch_tree_lock(sch);
1285
1286         if (!cl->level) {
1287                 unsigned int qlen = cl->un.leaf.q->q.qlen;
1288                 unsigned int backlog = cl->un.leaf.q->qstats.backlog;
1289
1290                 qdisc_reset(cl->un.leaf.q);
1291                 qdisc_tree_reduce_backlog(cl->un.leaf.q, qlen, backlog);
1292         }
1293
1294         /* delete from hash and active; remainder in destroy_class */
1295         qdisc_class_hash_remove(&q->clhash, &cl->common);
1296         if (cl->parent)
1297                 cl->parent->children--;
1298
1299         if (cl->prio_activity)
1300                 htb_deactivate(q, cl);
1301
1302         if (cl->cmode != HTB_CAN_SEND)
1303                 htb_safe_rb_erase(&cl->pq_node,
1304                                   &q->hlevel[cl->level].wait_pq);
1305
1306         if (last_child)
1307                 htb_parent_to_leaf(q, cl, new_q);
1308
1309         BUG_ON(--cl->refcnt == 0);
1310         /*
1311          * This shouldn't happen: we "hold" one cops->get() when called
1312          * from tc_ctl_tclass; the destroy method is done from cops->put().
1313          */
1314
1315         sch_tree_unlock(sch);
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 static void htb_put(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1320 {
1321         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1322
1323         if (--cl->refcnt == 0)
1324                 htb_destroy_class(sch, cl);
1325 }
1326
1327 static int htb_change_class(struct Qdisc *sch, u32 classid,
1328                             u32 parentid, struct nlattr **tca,
1329                             unsigned long *arg)
1330 {
1331         int err = -EINVAL;
1332         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1333         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)*arg, *parent;
1334         struct nlattr *opt = tca[TCA_OPTIONS];
1335         struct nlattr *tb[TCA_HTB_MAX + 1];
1336         struct tc_htb_opt *hopt;
1337         u64 rate64, ceil64;
1338
1339         /* extract all subattrs from opt attr */
1340         if (!opt)
1341                 goto failure;
1342
1343         err = nla_parse_nested(tb, TCA_HTB_MAX, opt, htb_policy);
1344         if (err < 0)
1345                 goto failure;
1346
1347         err = -EINVAL;
1348         if (tb[TCA_HTB_PARMS] == NULL)
1349                 goto failure;
1350
1351         parent = parentid == TC_H_ROOT ? NULL : htb_find(parentid, sch);
1352
1353         hopt = nla_data(tb[TCA_HTB_PARMS]);
1354         if (!hopt->rate.rate || !hopt->ceil.rate)
1355                 goto failure;
1356
1357         /* Keeping backward compatible with rate_table based iproute2 tc */
1358         if (hopt->rate.linklayer == TC_LINKLAYER_UNAWARE)
1359                 qdisc_put_rtab(qdisc_get_rtab(&hopt->rate, tb[TCA_HTB_RTAB]));
1360
1361         if (hopt->ceil.linklayer == TC_LINKLAYER_UNAWARE)
1362                 qdisc_put_rtab(qdisc_get_rtab(&hopt->ceil, tb[TCA_HTB_CTAB]));
1363
1364         if (!cl) {              /* new class */
1365                 struct Qdisc *new_q;
1366                 int prio;
1367                 struct {
1368                         struct nlattr           nla;
1369                         struct gnet_estimator   opt;
1370                 } est = {
1371                         .nla = {
1372                                 .nla_len        = nla_attr_size(sizeof(est.opt)),
1373                                 .nla_type       = TCA_RATE,
1374                         },
1375                         .opt = {
1376                                 /* 4s interval, 16s averaging constant */
1377                                 .interval       = 2,
1378                                 .ewma_log       = 2,
1379                         },
1380                 };
1381
1382                 /* check for valid classid */
1383                 if (!classid || TC_H_MAJ(classid ^ sch->handle) ||
1384                     htb_find(classid, sch))
1385                         goto failure;
1386
1387                 /* check maximal depth */
1388                 if (parent && parent->parent && parent->parent->level < 2) {
1389                         pr_err("htb: tree is too deep\n");
1390                         goto failure;
1391                 }
1392                 err = -ENOBUFS;
1393                 cl = kzalloc(sizeof(*cl), GFP_KERNEL);
1394                 if (!cl)
1395                         goto failure;
1396
1397                 if (htb_rate_est || tca[TCA_RATE]) {
1398                         err = gen_new_estimator(&cl->bstats, NULL,
1399                                                 &cl->rate_est,
1400                                                 qdisc_root_sleeping_lock(sch),
1401                                                 tca[TCA_RATE] ? : &est.nla);
1402                         if (err) {
1403                                 kfree(cl);
1404                                 goto failure;
1405                         }
1406                 }
1407
1408                 cl->refcnt = 1;
1409                 cl->children = 0;
1410                 INIT_LIST_HEAD(&cl->un.leaf.drop_list);
1411                 RB_CLEAR_NODE(&cl->pq_node);
1412
1413                 for (prio = 0; prio < TC_HTB_NUMPRIO; prio++)
1414                         RB_CLEAR_NODE(&cl->node[prio]);
1415
1416                 /* create leaf qdisc early because it uses kmalloc(GFP_KERNEL)
1417                  * so that can't be used inside of sch_tree_lock
1418                  * -- thanks to Karlis Peisenieks
1419                  */
1420                 new_q = qdisc_create_dflt(sch->dev_queue,
1421                                           &pfifo_qdisc_ops, classid);
1422                 sch_tree_lock(sch);
1423                 if (parent && !parent->level) {
1424                         unsigned int qlen = parent->un.leaf.q->q.qlen;
1425                         unsigned int backlog = parent->un.leaf.q->qstats.backlog;
1426
1427                         /* turn parent into inner node */
1428                         qdisc_reset(parent->un.leaf.q);
1429                         qdisc_tree_reduce_backlog(parent->un.leaf.q, qlen, backlog);
1430                         qdisc_destroy(parent->un.leaf.q);
1431                         if (parent->prio_activity)
1432                                 htb_deactivate(q, parent);
1433
1434                         /* remove from evt list because of level change */
1435                         if (parent->cmode != HTB_CAN_SEND) {
1436                                 htb_safe_rb_erase(&parent->pq_node, &q->hlevel[0].wait_pq);
1437                                 parent->cmode = HTB_CAN_SEND;
1438                         }
1439                         parent->level = (parent->parent ? parent->parent->level
1440                                          : TC_HTB_MAXDEPTH) - 1;
1441                         memset(&parent->un.inner, 0, sizeof(parent->un.inner));
1442                 }
1443                 /* leaf (we) needs elementary qdisc */
1444                 cl->un.leaf.q = new_q ? new_q : &noop_qdisc;
1445
1446                 cl->common.classid = classid;
1447                 cl->parent = parent;
1448
1449                 /* set class to be in HTB_CAN_SEND state */
1450                 cl->tokens = PSCHED_TICKS2NS(hopt->buffer);
1451                 cl->ctokens = PSCHED_TICKS2NS(hopt->cbuffer);
1452                 cl->mbuffer = 60ULL * NSEC_PER_SEC;     /* 1min */
1453                 cl->t_c = ktime_get_ns();
1454                 cl->cmode = HTB_CAN_SEND;
1455
1456                 /* attach to the hash list and parent's family */
1457                 qdisc_class_hash_insert(&q->clhash, &cl->common);
1458                 if (parent)
1459                         parent->children++;
1460         } else {
1461                 if (tca[TCA_RATE]) {
1462                         spinlock_t *lock = qdisc_root_sleeping_lock(sch);
1463
1464                         err = gen_replace_estimator(&cl->bstats, NULL,
1465                                                     &cl->rate_est,
1466                                                     lock,
1467                                                     tca[TCA_RATE]);
1468                         if (err)
1469                                 return err;
1470                 }
1471                 sch_tree_lock(sch);
1472         }
1473
1474         rate64 = tb[TCA_HTB_RATE64] ? nla_get_u64(tb[TCA_HTB_RATE64]) : 0;
1475
1476         ceil64 = tb[TCA_HTB_CEIL64] ? nla_get_u64(tb[TCA_HTB_CEIL64]) : 0;
1477
1478         psched_ratecfg_precompute(&cl->rate, &hopt->rate, rate64);
1479         psched_ratecfg_precompute(&cl->ceil, &hopt->ceil, ceil64);
1480
1481         /* it used to be a nasty bug here, we have to check that node
1482          * is really leaf before changing cl->un.leaf !
1483          */
1484         if (!cl->level) {
1485                 u64 quantum = cl->rate.rate_bytes_ps;
1486
1487                 do_div(quantum, q->rate2quantum);
1488                 cl->quantum = min_t(u64, quantum, INT_MAX);
1489
1490                 if (!hopt->quantum && cl->quantum < 1000) {
1491                         pr_warn("HTB: quantum of class %X is small. Consider r2q change.\n",
1492                                 cl->common.classid);
1493                         cl->quantum = 1000;
1494                 }
1495                 if (!hopt->quantum && cl->quantum > 200000) {
1496                         pr_warn("HTB: quantum of class %X is big. Consider r2q change.\n",
1497                                 cl->common.classid);
1498                         cl->quantum = 200000;
1499                 }
1500                 if (hopt->quantum)
1501                         cl->quantum = hopt->quantum;
1502                 if ((cl->prio = hopt->prio) >= TC_HTB_NUMPRIO)
1503                         cl->prio = TC_HTB_NUMPRIO - 1;
1504         }
1505
1506         cl->buffer = PSCHED_TICKS2NS(hopt->buffer);
1507         cl->cbuffer = PSCHED_TICKS2NS(hopt->cbuffer);
1508
1509         sch_tree_unlock(sch);
1510
1511         qdisc_class_hash_grow(sch, &q->clhash);
1512
1513         *arg = (unsigned long)cl;
1514         return 0;
1515
1516 failure:
1517         return err;
1518 }
1519
1520 static struct tcf_proto __rcu **htb_find_tcf(struct Qdisc *sch,
1521                                              unsigned long arg)
1522 {
1523         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1524         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1525         struct tcf_proto __rcu **fl = cl ? &cl->filter_list : &q->filter_list;
1526
1527         return fl;
1528 }
1529
1530 static unsigned long htb_bind_filter(struct Qdisc *sch, unsigned long parent,
1531                                      u32 classid)
1532 {
1533         struct htb_class *cl = htb_find(classid, sch);
1534
1535         /*if (cl && !cl->level) return 0;
1536          * The line above used to be there to prevent attaching filters to
1537          * leaves. But at least tc_index filter uses this just to get class
1538          * for other reasons so that we have to allow for it.
1539          * ----
1540          * 19.6.2002 As Werner explained it is ok - bind filter is just
1541          * another way to "lock" the class - unlike "get" this lock can
1542          * be broken by class during destroy IIUC.
1543          */
1544         if (cl)
1545                 cl->filter_cnt++;
1546         return (unsigned long)cl;
1547 }
1548
1549 static void htb_unbind_filter(struct Qdisc *sch, unsigned long arg)
1550 {
1551         struct htb_class *cl = (struct htb_class *)arg;
1552
1553         if (cl)
1554                 cl->filter_cnt--;
1555 }
1556
1557 static void htb_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
1558 {
1559         struct htb_sched *q = qdisc_priv(sch);
1560         struct htb_class *cl;
1561         unsigned int i;
1562
1563         if (arg->stop)
1564                 return;
1565
1566         for (i = 0; i < q->clhash.hashsize; i++) {
1567                 hlist_for_each_entry(cl, &q->clhash.hash[i], common.hnode) {
1568                         if (arg->count < arg->skip) {
1569                                 arg->count++;
1570                                 continue;
1571                         }
1572                         if (arg->fn(sch, (unsigned long)cl, arg) < 0) {
1573                                 arg->stop = 1;
1574                                 return;
1575                         }
1576                         arg->count++;
1577                 }
1578         }
1579 }
1580
1581 static const struct Qdisc_class_ops htb_class_ops = {
1582         .graft          =       htb_graft,
1583         .leaf           =       htb_leaf,
1584         .qlen_notify    =       htb_qlen_notify,
1585         .get            =       htb_get,
1586         .put            =       htb_put,
1587         .change         =       htb_change_class,
1588         .delete         =       htb_delete,
1589         .walk           =       htb_walk,
1590         .tcf_chain      =       htb_find_tcf,
1591         .bind_tcf       =       htb_bind_filter,
1592         .unbind_tcf     =       htb_unbind_filter,
1593         .dump           =       htb_dump_class,
1594         .dump_stats     =       htb_dump_class_stats,
1595 };
1596
1597 static struct Qdisc_ops htb_qdisc_ops __read_mostly = {
1598         .cl_ops         =       &htb_class_ops,
1599         .id             =       "htb",
1600         .priv_size      =       sizeof(struct htb_sched),
1601         .enqueue        =       htb_enqueue,
1602         .dequeue        =       htb_dequeue,
1603         .peek           =       qdisc_peek_dequeued,
1604         .drop           =       htb_drop,
1605         .init           =       htb_init,
1606         .reset          =       htb_reset,
1607         .destroy        =       htb_destroy,
1608         .dump           =       htb_dump,
1609         .owner          =       THIS_MODULE,
1610 };
1611
1612 static int __init htb_module_init(void)
1613 {
1614         return register_qdisc(&htb_qdisc_ops);
1615 }
1616 static void __exit htb_module_exit(void)
1617 {
1618         unregister_qdisc(&htb_qdisc_ops);
1619 }
1620
1621 module_init(htb_module_init)
1622 module_exit(htb_module_exit)
1623 MODULE_LICENSE("GPL");