]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/contrib/altq/altq/altq_rmclass.c
MFC r368207,368607:
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / contrib / altq / altq / altq_rmclass.c
1 /*      $FreeBSD$       */
2 /*      $KAME: altq_rmclass.c,v 1.19 2005/04/13 03:44:25 suz Exp $      */
3
4 /*
5  * Copyright (c) 1991-1997 Regents of the University of California.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
17  *    must display the following acknowledgement:
18  *      This product includes software developed by the Network Research
19  *      Group at Lawrence Berkeley Laboratory.
20  * 4. Neither the name of the University nor of the Laboratory may be used
21  *    to endorse or promote products derived from this software without
22  *    specific prior written permission.
23  *
24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  *
36  * LBL code modified by speer@eng.sun.com, May 1977.
37  * For questions and/or comments, please send mail to cbq@ee.lbl.gov
38  *
39  * @(#)rm_class.c  1.48     97/12/05 SMI
40  */
41 #if defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)
42 #include "opt_altq.h"
43 #include "opt_inet.h"
44 #ifdef __FreeBSD__
45 #include "opt_inet6.h"
46 #endif
47 #endif /* __FreeBSD__ || __NetBSD__ */
48 #ifdef ALTQ_CBQ /* cbq is enabled by ALTQ_CBQ option in opt_altq.h */
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/malloc.h>
52 #include <sys/mbuf.h>
53 #include <sys/socket.h>
54 #include <sys/systm.h>
55 #include <sys/errno.h>
56 #include <sys/time.h>
57 #ifdef ALTQ3_COMPAT
58 #include <sys/kernel.h>
59 #endif
60
61 #include <net/if.h>
62 #include <net/if_var.h>
63 #ifdef ALTQ3_COMPAT
64 #include <netinet/in.h>
65 #include <netinet/in_systm.h>
66 #include <netinet/ip.h>
67 #endif
68
69 #include <altq/if_altq.h>
70 #include <altq/altq.h>
71 #include <altq/altq_codel.h>
72 #include <altq/altq_rmclass.h>
73 #include <altq/altq_rmclass_debug.h>
74 #include <altq/altq_red.h>
75 #include <altq/altq_rio.h>
76
77 /*
78  * Local Macros
79  */
80
81 #define reset_cutoff(ifd)       { ifd->cutoff_ = RM_MAXDEPTH; }
82
83 /*
84  * Local routines.
85  */
86
87 static int      rmc_satisfied(struct rm_class *, struct timeval *);
88 static void     rmc_wrr_set_weights(struct rm_ifdat *);
89 static void     rmc_depth_compute(struct rm_class *);
90 static void     rmc_depth_recompute(rm_class_t *);
91
92 static mbuf_t   *_rmc_wrr_dequeue_next(struct rm_ifdat *, int);
93 static mbuf_t   *_rmc_prr_dequeue_next(struct rm_ifdat *, int);
94
95 static int      _rmc_addq(rm_class_t *, mbuf_t *);
96 static void     _rmc_dropq(rm_class_t *);
97 static mbuf_t   *_rmc_getq(rm_class_t *);
98 static mbuf_t   *_rmc_pollq(rm_class_t *);
99
100 static int      rmc_under_limit(struct rm_class *, struct timeval *);
101 static void     rmc_tl_satisfied(struct rm_ifdat *, struct timeval *);
102 static void     rmc_drop_action(struct rm_class *);
103 static void     rmc_restart(struct rm_class *);
104 static void     rmc_root_overlimit(struct rm_class *, struct rm_class *);
105
106 #define BORROW_OFFTIME
107 /*
108  * BORROW_OFFTIME (experimental):
109  * borrow the offtime of the class borrowing from.
110  * the reason is that when its own offtime is set, the class is unable
111  * to borrow much, especially when cutoff is taking effect.
112  * but when the borrowed class is overloaded (advidle is close to minidle),
113  * use the borrowing class's offtime to avoid overload.
114  */
115 #define ADJUST_CUTOFF
116 /*
117  * ADJUST_CUTOFF (experimental):
118  * if no underlimit class is found due to cutoff, increase cutoff and
119  * retry the scheduling loop.
120  * also, don't invoke delay_actions while cutoff is taking effect,
121  * since a sleeping class won't have a chance to be scheduled in the
122  * next loop.
123  *
124  * now heuristics for setting the top-level variable (cutoff_) becomes:
125  *      1. if a packet arrives for a not-overlimit class, set cutoff
126  *         to the depth of the class.
127  *      2. if cutoff is i, and a packet arrives for an overlimit class
128  *         with an underlimit ancestor at a lower level than i (say j),
129  *         then set cutoff to j.
130  *      3. at scheduling a packet, if there is no underlimit class
131  *         due to the current cutoff level, increase cutoff by 1 and
132  *         then try to schedule again.
133  */
134
135 /*
136  * rm_class_t *
137  * rmc_newclass(...) - Create a new resource management class at priority
138  * 'pri' on the interface given by 'ifd'.
139  *
140  * nsecPerByte  is the data rate of the interface in nanoseconds/byte.
141  *              E.g., 800 for a 10Mb/s ethernet.  If the class gets less
142  *              than 100% of the bandwidth, this number should be the
143  *              'effective' rate for the class.  Let f be the
144  *              bandwidth fraction allocated to this class, and let
145  *              nsPerByte be the data rate of the output link in
146  *              nanoseconds/byte.  Then nsecPerByte is set to
147  *              nsPerByte / f.  E.g., 1600 (= 800 / .5)
148  *              for a class that gets 50% of an ethernet's bandwidth.
149  *
150  * action       the routine to call when the class is over limit.
151  *
152  * maxq         max allowable queue size for class (in packets).
153  *
154  * parent       parent class pointer.
155  *
156  * borrow       class to borrow from (should be either 'parent' or null).
157  *
158  * maxidle      max value allowed for class 'idle' time estimate (this
159  *              parameter determines how large an initial burst of packets
160  *              can be before overlimit action is invoked.
161  *
162  * offtime      how long 'delay' action will delay when class goes over
163  *              limit (this parameter determines the steady-state burst
164  *              size when a class is running over its limit).
165  *
166  * Maxidle and offtime have to be computed from the following:  If the
167  * average packet size is s, the bandwidth fraction allocated to this
168  * class is f, we want to allow b packet bursts, and the gain of the
169  * averaging filter is g (= 1 - 2^(-RM_FILTER_GAIN)), then:
170  *
171  *   ptime = s * nsPerByte * (1 - f) / f
172  *   maxidle = ptime * (1 - g^b) / g^b
173  *   minidle = -ptime * (1 / (f - 1))
174  *   offtime = ptime * (1 + 1/(1 - g) * (1 - g^(b - 1)) / g^(b - 1)
175  *
176  * Operationally, it's convenient to specify maxidle & offtime in units
177  * independent of the link bandwidth so the maxidle & offtime passed to
178  * this routine are the above values multiplied by 8*f/(1000*nsPerByte).
179  * (The constant factor is a scale factor needed to make the parameters
180  * integers.  This scaling also means that the 'unscaled' values of
181  * maxidle*nsecPerByte/8 and offtime*nsecPerByte/8 will be in microseconds,
182  * not nanoseconds.)  Also note that the 'idle' filter computation keeps
183  * an estimate scaled upward by 2^RM_FILTER_GAIN so the passed value of
184  * maxidle also must be scaled upward by this value.  Thus, the passed
185  * values for maxidle and offtime can be computed as follows:
186  *
187  * maxidle = maxidle * 2^RM_FILTER_GAIN * 8 / (1000 * nsecPerByte)
188  * offtime = offtime * 8 / (1000 * nsecPerByte)
189  *
190  * When USE_HRTIME is employed, then maxidle and offtime become:
191  *      maxidle = maxilde * (8.0 / nsecPerByte);
192  *      offtime = offtime * (8.0 / nsecPerByte);
193  */
194 struct rm_class *
195 rmc_newclass(int pri, struct rm_ifdat *ifd, u_int nsecPerByte,
196     void (*action)(rm_class_t *, rm_class_t *), int maxq,
197     struct rm_class *parent, struct rm_class *borrow, u_int maxidle,
198     int minidle, u_int offtime, int pktsize, int flags)
199 {
200         struct rm_class *cl;
201         struct rm_class *peer;
202         int              s;
203
204         if (pri >= RM_MAXPRIO)
205                 return (NULL);
206 #ifndef ALTQ_RED
207         if (flags & RMCF_RED) {
208 #ifdef ALTQ_DEBUG
209                 printf("rmc_newclass: RED not configured for CBQ!\n");
210 #endif
211                 return (NULL);
212         }
213 #endif
214 #ifndef ALTQ_RIO
215         if (flags & RMCF_RIO) {
216 #ifdef ALTQ_DEBUG
217                 printf("rmc_newclass: RIO not configured for CBQ!\n");
218 #endif
219                 return (NULL);
220         }
221 #endif
222 #ifndef ALTQ_CODEL
223         if (flags & RMCF_CODEL) {
224 #ifdef ALTQ_DEBUG
225                 printf("rmc_newclass: CODEL not configured for CBQ!\n");
226 #endif
227                 return (NULL);
228         }
229 #endif
230
231         cl = malloc(sizeof(struct rm_class), M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
232         if (cl == NULL)
233                 return (NULL);
234         CALLOUT_INIT(&cl->callout_);
235         cl->q_ = malloc(sizeof(class_queue_t), M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
236         if (cl->q_ == NULL) {
237                 free(cl, M_DEVBUF);
238                 return (NULL);
239         }
240
241         /*
242          * Class initialization.
243          */
244         cl->children_ = NULL;
245         cl->parent_ = parent;
246         cl->borrow_ = borrow;
247         cl->leaf_ = 1;
248         cl->ifdat_ = ifd;
249         cl->pri_ = pri;
250         cl->allotment_ = RM_NS_PER_SEC / nsecPerByte; /* Bytes per sec */
251         cl->depth_ = 0;
252         cl->qthresh_ = 0;
253         cl->ns_per_byte_ = nsecPerByte;
254
255         qlimit(cl->q_) = maxq;
256         qtype(cl->q_) = Q_DROPHEAD;
257         qlen(cl->q_) = 0;
258         cl->flags_ = flags;
259
260 #if 1 /* minidle is also scaled in ALTQ */
261         cl->minidle_ = (minidle * (int)nsecPerByte) / 8;
262         if (cl->minidle_ > 0)
263                 cl->minidle_ = 0;
264 #else
265         cl->minidle_ = minidle;
266 #endif
267         cl->maxidle_ = (maxidle * nsecPerByte) / 8;
268         if (cl->maxidle_ == 0)
269                 cl->maxidle_ = 1;
270 #if 1 /* offtime is also scaled in ALTQ */
271         cl->avgidle_ = cl->maxidle_;
272         cl->offtime_ = ((offtime * nsecPerByte) / 8) >> RM_FILTER_GAIN;
273         if (cl->offtime_ == 0)
274                 cl->offtime_ = 1;
275 #else
276         cl->avgidle_ = 0;
277         cl->offtime_ = (offtime * nsecPerByte) / 8;
278 #endif
279         cl->overlimit = action;
280
281 #ifdef ALTQ_RED
282         if (flags & (RMCF_RED|RMCF_RIO)) {
283                 int red_flags, red_pkttime;
284
285                 red_flags = 0;
286                 if (flags & RMCF_ECN)
287                         red_flags |= REDF_ECN;
288                 if (flags & RMCF_FLOWVALVE)
289                         red_flags |= REDF_FLOWVALVE;
290 #ifdef ALTQ_RIO
291                 if (flags & RMCF_CLEARDSCP)
292                         red_flags |= RIOF_CLEARDSCP;
293 #endif
294                 red_pkttime = nsecPerByte * pktsize  / 1000;
295
296                 if (flags & RMCF_RED) {
297                         cl->red_ = red_alloc(0, 0,
298                             qlimit(cl->q_) * 10/100,
299                             qlimit(cl->q_) * 30/100,
300                             red_flags, red_pkttime);
301                         if (cl->red_ != NULL)
302                                 qtype(cl->q_) = Q_RED;
303                 }
304 #ifdef ALTQ_RIO
305                 else {
306                         cl->red_ = (red_t *)rio_alloc(0, NULL,
307                                                       red_flags, red_pkttime);
308                         if (cl->red_ != NULL)
309                                 qtype(cl->q_) = Q_RIO;
310                 }
311 #endif
312         }
313 #endif /* ALTQ_RED */
314 #ifdef ALTQ_CODEL
315         if (flags & RMCF_CODEL) {
316                 cl->codel_ = codel_alloc(5, 100, 0);
317                 if (cl->codel_ != NULL)
318                         qtype(cl->q_) = Q_CODEL;
319         }
320 #endif
321
322         /*
323          * put the class into the class tree
324          */
325 #ifdef __NetBSD__
326         s = splnet();
327 #else
328         s = splimp();
329 #endif
330         IFQ_LOCK(ifd->ifq_);
331         if ((peer = ifd->active_[pri]) != NULL) {
332                 /* find the last class at this pri */
333                 cl->peer_ = peer;
334                 while (peer->peer_ != ifd->active_[pri])
335                         peer = peer->peer_;
336                 peer->peer_ = cl;
337         } else {
338                 ifd->active_[pri] = cl;
339                 cl->peer_ = cl;
340         }
341
342         if (cl->parent_) {
343                 cl->next_ = parent->children_;
344                 parent->children_ = cl;
345                 parent->leaf_ = 0;
346         }
347
348         /*
349          * Compute the depth of this class and its ancestors in the class
350          * hierarchy.
351          */
352         rmc_depth_compute(cl);
353
354         /*
355          * If CBQ's WRR is enabled, then initialize the class WRR state.
356          */
357         if (ifd->wrr_) {
358                 ifd->num_[pri]++;
359                 ifd->alloc_[pri] += cl->allotment_;
360                 rmc_wrr_set_weights(ifd);
361         }
362         IFQ_UNLOCK(ifd->ifq_);
363         splx(s);
364         return (cl);
365 }
366
367 int
368 rmc_modclass(struct rm_class *cl, u_int nsecPerByte, int maxq, u_int maxidle,
369     int minidle, u_int offtime, int pktsize)
370 {
371         struct rm_ifdat *ifd;
372         u_int            old_allotment;
373         int              s;
374
375         ifd = cl->ifdat_;
376         old_allotment = cl->allotment_;
377
378 #ifdef __NetBSD__
379         s = splnet();
380 #else
381         s = splimp();
382 #endif
383         IFQ_LOCK(ifd->ifq_);
384         cl->allotment_ = RM_NS_PER_SEC / nsecPerByte; /* Bytes per sec */
385         cl->qthresh_ = 0;
386         cl->ns_per_byte_ = nsecPerByte;
387
388         qlimit(cl->q_) = maxq;
389
390 #if 1 /* minidle is also scaled in ALTQ */
391         cl->minidle_ = (minidle * nsecPerByte) / 8;
392         if (cl->minidle_ > 0)
393                 cl->minidle_ = 0;
394 #else
395         cl->minidle_ = minidle;
396 #endif
397         cl->maxidle_ = (maxidle * nsecPerByte) / 8;
398         if (cl->maxidle_ == 0)
399                 cl->maxidle_ = 1;
400 #if 1 /* offtime is also scaled in ALTQ */
401         cl->avgidle_ = cl->maxidle_;
402         cl->offtime_ = ((offtime * nsecPerByte) / 8) >> RM_FILTER_GAIN;
403         if (cl->offtime_ == 0)
404                 cl->offtime_ = 1;
405 #else
406         cl->avgidle_ = 0;
407         cl->offtime_ = (offtime * nsecPerByte) / 8;
408 #endif
409
410         /*
411          * If CBQ's WRR is enabled, then initialize the class WRR state.
412          */
413         if (ifd->wrr_) {
414                 ifd->alloc_[cl->pri_] += cl->allotment_ - old_allotment;
415                 rmc_wrr_set_weights(ifd);
416         }
417         IFQ_UNLOCK(ifd->ifq_);
418         splx(s);
419         return (0);
420 }
421
422 /*
423  * static void
424  * rmc_wrr_set_weights(struct rm_ifdat *ifdat) - This function computes
425  *      the appropriate run robin weights for the CBQ weighted round robin
426  *      algorithm.
427  *
428  *      Returns: NONE
429  */
430
431 static void
432 rmc_wrr_set_weights(struct rm_ifdat *ifd)
433 {
434         int             i;
435         struct rm_class *cl, *clh;
436
437         for (i = 0; i < RM_MAXPRIO; i++) {
438                 /*
439                  * This is inverted from that of the simulator to
440                  * maintain precision.
441                  */
442                 if (ifd->num_[i] == 0)
443                         ifd->M_[i] = 0;
444                 else
445                         ifd->M_[i] = ifd->alloc_[i] /
446                                 (ifd->num_[i] * ifd->maxpkt_);
447                 /*
448                  * Compute the weighted allotment for each class.
449                  * This takes the expensive div instruction out
450                  * of the main loop for the wrr scheduling path.
451                  * These only get recomputed when a class comes or
452                  * goes.
453                  */
454                 if (ifd->active_[i] != NULL) {
455                         clh = cl = ifd->active_[i];
456                         do {
457                                 /* safe-guard for slow link or alloc_ == 0 */
458                                 if (ifd->M_[i] == 0)
459                                         cl->w_allotment_ = 0;
460                                 else
461                                         cl->w_allotment_ = cl->allotment_ /
462                                                 ifd->M_[i];
463                                 cl = cl->peer_;
464                         } while ((cl != NULL) && (cl != clh));
465                 }
466         }
467 }
468
469 int
470 rmc_get_weight(struct rm_ifdat *ifd, int pri)
471 {
472         if ((pri >= 0) && (pri < RM_MAXPRIO))
473                 return (ifd->M_[pri]);
474         else
475                 return (0);
476 }
477
478 /*
479  * static void
480  * rmc_depth_compute(struct rm_class *cl) - This function computes the
481  *      appropriate depth of class 'cl' and its ancestors.
482  *
483  *      Returns:        NONE
484  */
485
486 static void
487 rmc_depth_compute(struct rm_class *cl)
488 {
489         rm_class_t      *t = cl, *p;
490
491         /*
492          * Recompute the depth for the branch of the tree.
493          */
494         while (t != NULL) {
495                 p = t->parent_;
496                 if (p && (t->depth_ >= p->depth_)) {
497                         p->depth_ = t->depth_ + 1;
498                         t = p;
499                 } else
500                         t = NULL;
501         }
502 }
503
504 /*
505  * static void
506  * rmc_depth_recompute(struct rm_class *cl) - This function re-computes
507  *      the depth of the tree after a class has been deleted.
508  *
509  *      Returns:        NONE
510  */
511
512 static void
513 rmc_depth_recompute(rm_class_t *cl)
514 {
515 #if 1 /* ALTQ */
516         rm_class_t      *p, *t;
517
518         p = cl;
519         while (p != NULL) {
520                 if ((t = p->children_) == NULL) {
521                         p->depth_ = 0;
522                 } else {
523                         int cdepth = 0;
524
525                         while (t != NULL) {
526                                 if (t->depth_ > cdepth)
527                                         cdepth = t->depth_;
528                                 t = t->next_;
529                         }
530
531                         if (p->depth_ == cdepth + 1)
532                                 /* no change to this parent */
533                                 return;
534
535                         p->depth_ = cdepth + 1;
536                 }
537
538                 p = p->parent_;
539         }
540 #else
541         rm_class_t      *t;
542
543         if (cl->depth_ >= 1) {
544                 if (cl->children_ == NULL) {
545                         cl->depth_ = 0;
546                 } else if ((t = cl->children_) != NULL) {
547                         while (t != NULL) {
548                                 if (t->children_ != NULL)
549                                         rmc_depth_recompute(t);
550                                 t = t->next_;
551                         }
552                 } else
553                         rmc_depth_compute(cl);
554         }
555 #endif
556 }
557
558 /*
559  * void
560  * rmc_delete_class(struct rm_ifdat *ifdat, struct rm_class *cl) - This
561  *      function deletes a class from the link-sharing structure and frees
562  *      all resources associated with the class.
563  *
564  *      Returns: NONE
565  */
566
567 void
568 rmc_delete_class(struct rm_ifdat *ifd, struct rm_class *cl)
569 {
570         struct rm_class *p, *head, *previous;
571         int              s;
572
573         ASSERT(cl->children_ == NULL);
574
575         if (cl->sleeping_)
576                 CALLOUT_STOP(&cl->callout_);
577
578 #ifdef __NetBSD__
579         s = splnet();
580 #else
581         s = splimp();
582 #endif
583         IFQ_LOCK(ifd->ifq_);
584         /*
585          * Free packets in the packet queue.
586          * XXX - this may not be a desired behavior.  Packets should be
587          *              re-queued.
588          */
589         rmc_dropall(cl);
590
591         /*
592          * If the class has a parent, then remove the class from the
593          * class from the parent's children chain.
594          */
595         if (cl->parent_ != NULL) {
596                 head = cl->parent_->children_;
597                 p = previous = head;
598                 if (head->next_ == NULL) {
599                         ASSERT(head == cl);
600                         cl->parent_->children_ = NULL;
601                         cl->parent_->leaf_ = 1;
602                 } else while (p != NULL) {
603                         if (p == cl) {
604                                 if (cl == head)
605                                         cl->parent_->children_ = cl->next_;
606                                 else
607                                         previous->next_ = cl->next_;
608                                 cl->next_ = NULL;
609                                 p = NULL;
610                         } else {
611                                 previous = p;
612                                 p = p->next_;
613                         }
614                 }
615         }
616
617         /*
618          * Delete class from class priority peer list.
619          */
620         if ((p = ifd->active_[cl->pri_]) != NULL) {
621                 /*
622                  * If there is more than one member of this priority
623                  * level, then look for class(cl) in the priority level.
624                  */
625                 if (p != p->peer_) {
626                         while (p->peer_ != cl)
627                                 p = p->peer_;
628                         p->peer_ = cl->peer_;
629
630                         if (ifd->active_[cl->pri_] == cl)
631                                 ifd->active_[cl->pri_] = cl->peer_;
632                 } else {
633                         ASSERT(p == cl);
634                         ifd->active_[cl->pri_] = NULL;
635                 }
636         }
637
638         /*
639          * Recompute the WRR weights.
640          */
641         if (ifd->wrr_) {
642                 ifd->alloc_[cl->pri_] -= cl->allotment_;
643                 ifd->num_[cl->pri_]--;
644                 rmc_wrr_set_weights(ifd);
645         }
646
647         /*
648          * Re-compute the depth of the tree.
649          */
650 #if 1 /* ALTQ */
651         rmc_depth_recompute(cl->parent_);
652 #else
653         rmc_depth_recompute(ifd->root_);
654 #endif
655
656         IFQ_UNLOCK(ifd->ifq_);
657         splx(s);
658
659         /*
660          * Free the class structure.
661          */
662         if (cl->red_ != NULL) {
663 #ifdef ALTQ_RIO
664                 if (q_is_rio(cl->q_))
665                         rio_destroy((rio_t *)cl->red_);
666 #endif
667 #ifdef ALTQ_RED
668                 if (q_is_red(cl->q_))
669                         red_destroy(cl->red_);
670 #endif
671 #ifdef ALTQ_CODEL
672                 if (q_is_codel(cl->q_))
673                         codel_destroy(cl->codel_);
674 #endif
675         }
676         free(cl->q_, M_DEVBUF);
677         free(cl, M_DEVBUF);
678 }
679
680
681 /*
682  * void
683  * rmc_init(...) - Initialize the resource management data structures
684  *      associated with the output portion of interface 'ifp'.  'ifd' is
685  *      where the structures will be built (for backwards compatibility, the
686  *      structures aren't kept in the ifnet struct).  'nsecPerByte'
687  *      gives the link speed (inverse of bandwidth) in nanoseconds/byte.
688  *      'restart' is the driver-specific routine that the generic 'delay
689  *      until under limit' action will call to restart output.  `maxq'
690  *      is the queue size of the 'link' & 'default' classes.  'maxqueued'
691  *      is the maximum number of packets that the resource management
692  *      code will allow to be queued 'downstream' (this is typically 1).
693  *
694  *      Returns:        NONE
695  */
696
697 void
698 rmc_init(struct ifaltq *ifq, struct rm_ifdat *ifd, u_int nsecPerByte,
699     void (*restart)(struct ifaltq *), int maxq, int maxqueued, u_int maxidle,
700     int minidle, u_int offtime, int flags)
701 {
702         int             i, mtu;
703
704         /*
705          * Initialize the CBQ tracing/debug facility.
706          */
707         CBQTRACEINIT();
708
709         bzero((char *)ifd, sizeof (*ifd));
710         mtu = ifq->altq_ifp->if_mtu;
711         ifd->ifq_ = ifq;
712         ifd->restart = restart;
713         ifd->maxqueued_ = maxqueued;
714         ifd->ns_per_byte_ = nsecPerByte;
715         ifd->maxpkt_ = mtu;
716         ifd->wrr_ = (flags & RMCF_WRR) ? 1 : 0;
717         ifd->efficient_ = (flags & RMCF_EFFICIENT) ? 1 : 0;
718 #if 1
719         ifd->maxiftime_ = mtu * nsecPerByte / 1000 * 16;
720         if (mtu * nsecPerByte > 10 * 1000000)
721                 ifd->maxiftime_ /= 4;
722 #endif
723
724         reset_cutoff(ifd);
725         CBQTRACE(rmc_init, 'INIT', ifd->cutoff_);
726
727         /*
728          * Initialize the CBQ's WRR state.
729          */
730         for (i = 0; i < RM_MAXPRIO; i++) {
731                 ifd->alloc_[i] = 0;
732                 ifd->M_[i] = 0;
733                 ifd->num_[i] = 0;
734                 ifd->na_[i] = 0;
735                 ifd->active_[i] = NULL;
736         }
737
738         /*
739          * Initialize current packet state.
740          */
741         ifd->qi_ = 0;
742         ifd->qo_ = 0;
743         for (i = 0; i < RM_MAXQUEUED; i++) {
744                 ifd->class_[i] = NULL;
745                 ifd->curlen_[i] = 0;
746                 ifd->borrowed_[i] = NULL;
747         }
748
749         /*
750          * Create the root class of the link-sharing structure.
751          */
752         if ((ifd->root_ = rmc_newclass(0, ifd,
753                                        nsecPerByte,
754                                        rmc_root_overlimit, maxq, 0, 0,
755                                        maxidle, minidle, offtime,
756                                        0, 0)) == NULL) {
757                 printf("rmc_init: root class not allocated\n");
758                 return ;
759         }
760         ifd->root_->depth_ = 0;
761 }
762
763 /*
764  * void
765  * rmc_queue_packet(struct rm_class *cl, mbuf_t *m) - Add packet given by
766  *      mbuf 'm' to queue for resource class 'cl'.  This routine is called
767  *      by a driver's if_output routine.  This routine must be called with
768  *      output packet completion interrupts locked out (to avoid racing with
769  *      rmc_dequeue_next).
770  *
771  *      Returns:        0 on successful queueing
772  *                      -1 when packet drop occurs
773  */
774 int
775 rmc_queue_packet(struct rm_class *cl, mbuf_t *m)
776 {
777         struct timeval   now;
778         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
779         int              cpri = cl->pri_;
780         int              is_empty = qempty(cl->q_);
781
782         RM_GETTIME(now);
783         if (ifd->cutoff_ > 0) {
784                 if (TV_LT(&cl->undertime_, &now)) {
785                         if (ifd->cutoff_ > cl->depth_)
786                                 ifd->cutoff_ = cl->depth_;
787                         CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ffoc', cl->depth_);
788                 }
789 #if 1 /* ALTQ */
790                 else {
791                         /*
792                          * the class is overlimit. if the class has
793                          * underlimit ancestors, set cutoff to the lowest
794                          * depth among them.
795                          */
796                         struct rm_class *borrow = cl->borrow_;
797
798                         while (borrow != NULL &&
799                                borrow->depth_ < ifd->cutoff_) {
800                                 if (TV_LT(&borrow->undertime_, &now)) {
801                                         ifd->cutoff_ = borrow->depth_;
802                                         CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ffob', ifd->cutoff_);
803                                         break;
804                                 }
805                                 borrow = borrow->borrow_;
806                         }
807                 }
808 #else /* !ALTQ */
809                 else if ((ifd->cutoff_ > 1) && cl->borrow_) {
810                         if (TV_LT(&cl->borrow_->undertime_, &now)) {
811                                 ifd->cutoff_ = cl->borrow_->depth_;
812                                 CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ffob',
813                                          cl->borrow_->depth_);
814                         }
815                 }
816 #endif /* !ALTQ */
817         }
818
819         if (_rmc_addq(cl, m) < 0)
820                 /* failed */
821                 return (-1);
822
823         if (is_empty) {
824                 CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ytpe', cl->stats_.handle);
825                 ifd->na_[cpri]++;
826         }
827
828         if (qlen(cl->q_) > qlimit(cl->q_)) {
829                 /* note: qlimit can be set to 0 or 1 */
830                 rmc_drop_action(cl);
831                 return (-1);
832         }
833         return (0);
834 }
835
836 /*
837  * void
838  * rmc_tl_satisfied(struct rm_ifdat *ifd, struct timeval *now) - Check all
839  *      classes to see if there are satified.
840  */
841
842 static void
843 rmc_tl_satisfied(struct rm_ifdat *ifd, struct timeval *now)
844 {
845         int              i;
846         rm_class_t      *p, *bp;
847
848         for (i = RM_MAXPRIO - 1; i >= 0; i--) {
849                 if ((bp = ifd->active_[i]) != NULL) {
850                         p = bp;
851                         do {
852                                 if (!rmc_satisfied(p, now)) {
853                                         ifd->cutoff_ = p->depth_;
854                                         return;
855                                 }
856                                 p = p->peer_;
857                         } while (p != bp);
858                 }
859         }
860
861         reset_cutoff(ifd);
862 }
863
864 /*
865  * rmc_satisfied - Return 1 of the class is satisfied.  O, otherwise.
866  */
867
868 static int
869 rmc_satisfied(struct rm_class *cl, struct timeval *now)
870 {
871         rm_class_t      *p;
872
873         if (cl == NULL)
874                 return (1);
875         if (TV_LT(now, &cl->undertime_))
876                 return (1);
877         if (cl->depth_ == 0) {
878                 if (!cl->sleeping_ && (qlen(cl->q_) > cl->qthresh_))
879                         return (0);
880                 else
881                         return (1);
882         }
883         if (cl->children_ != NULL) {
884                 p = cl->children_;
885                 while (p != NULL) {
886                         if (!rmc_satisfied(p, now))
887                                 return (0);
888                         p = p->next_;
889                 }
890         }
891
892         return (1);
893 }
894
895 /*
896  * Return 1 if class 'cl' is under limit or can borrow from a parent,
897  * 0 if overlimit.  As a side-effect, this routine will invoke the
898  * class overlimit action if the class if overlimit.
899  */
900
901 static int
902 rmc_under_limit(struct rm_class *cl, struct timeval *now)
903 {
904         rm_class_t      *p = cl;
905         rm_class_t      *top;
906         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
907
908         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
909         /*
910          * If cl is the root class, then always return that it is
911          * underlimit.  Otherwise, check to see if the class is underlimit.
912          */
913         if (cl->parent_ == NULL)
914                 return (1);
915
916         if (cl->sleeping_) {
917                 if (TV_LT(now, &cl->undertime_))
918                         return (0);
919
920                 CALLOUT_STOP(&cl->callout_);
921                 cl->sleeping_ = 0;
922                 cl->undertime_.tv_sec = 0;
923                 return (1);
924         }
925
926         top = NULL;
927         while (cl->undertime_.tv_sec && TV_LT(now, &cl->undertime_)) {
928                 if (((cl = cl->borrow_) == NULL) ||
929                     (cl->depth_ > ifd->cutoff_)) {
930 #ifdef ADJUST_CUTOFF
931                         if (cl != NULL)
932                                 /* cutoff is taking effect, just
933                                    return false without calling
934                                    the delay action. */
935                                 return (0);
936 #endif
937 #ifdef BORROW_OFFTIME
938                         /*
939                          * check if the class can borrow offtime too.
940                          * borrow offtime from the top of the borrow
941                          * chain if the top class is not overloaded.
942                          */
943                         if (cl != NULL) {
944                                 /* cutoff is taking effect, use this class as top. */
945                                 top = cl;
946                                 CBQTRACE(rmc_under_limit, 'ffou', ifd->cutoff_);
947                         }
948                         if (top != NULL && top->avgidle_ == top->minidle_)
949                                 top = NULL;
950                         p->overtime_ = *now;
951                         (p->overlimit)(p, top);
952 #else
953                         p->overtime_ = *now;
954                         (p->overlimit)(p, NULL);
955 #endif
956                         return (0);
957                 }
958                 top = cl;
959         }
960
961         if (cl != p)
962                 ifd->borrowed_[ifd->qi_] = cl;
963         return (1);
964 }
965
966 /*
967  * _rmc_wrr_dequeue_next() - This is scheduler for WRR as opposed to
968  *      Packet-by-packet round robin.
969  *
970  * The heart of the weighted round-robin scheduler, which decides which
971  * class next gets to send a packet.  Highest priority first, then
972  * weighted round-robin within priorites.
973  *
974  * Each able-to-send class gets to send until its byte allocation is
975  * exhausted.  Thus, the active pointer is only changed after a class has
976  * exhausted its allocation.
977  *
978  * If the scheduler finds no class that is underlimit or able to borrow,
979  * then the first class found that had a nonzero queue and is allowed to
980  * borrow gets to send.
981  */
982
983 static mbuf_t *
984 _rmc_wrr_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, int op)
985 {
986         struct rm_class *cl = NULL, *first = NULL;
987         u_int            deficit;
988         int              cpri;
989         mbuf_t          *m;
990         struct timeval   now;
991
992         RM_GETTIME(now);
993
994         /*
995          * if the driver polls the top of the queue and then removes
996          * the polled packet, we must return the same packet.
997          */
998         if (op == ALTDQ_REMOVE && ifd->pollcache_) {
999                 cl = ifd->pollcache_;
1000                 cpri = cl->pri_;
1001                 if (ifd->efficient_) {
1002                         /* check if this class is overlimit */
1003                         if (cl->undertime_.tv_sec != 0 &&
1004                             rmc_under_limit(cl, &now) == 0)
1005                                 first = cl;
1006                 }
1007                 ifd->pollcache_ = NULL;
1008                 goto _wrr_out;
1009         }
1010         else {
1011                 /* mode == ALTDQ_POLL || pollcache == NULL */
1012                 ifd->pollcache_ = NULL;
1013                 ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
1014         }
1015 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1016  _again:
1017 #endif
1018         for (cpri = RM_MAXPRIO - 1; cpri >= 0; cpri--) {
1019                 if (ifd->na_[cpri] == 0)
1020                         continue;
1021                 deficit = 0;
1022                 /*
1023                  * Loop through twice for a priority level, if some class
1024                  * was unable to send a packet the first round because
1025                  * of the weighted round-robin mechanism.
1026                  * During the second loop at this level, deficit==2.
1027                  * (This second loop is not needed if for every class,
1028                  * "M[cl->pri_])" times "cl->allotment" is greater than
1029                  * the byte size for the largest packet in the class.)
1030                  */
1031  _wrr_loop:
1032                 cl = ifd->active_[cpri];
1033                 ASSERT(cl != NULL);
1034                 do {
1035                         if ((deficit < 2) && (cl->bytes_alloc_ <= 0))
1036                                 cl->bytes_alloc_ += cl->w_allotment_;
1037                         if (!qempty(cl->q_)) {
1038                                 if ((cl->undertime_.tv_sec == 0) ||
1039                                     rmc_under_limit(cl, &now)) {
1040                                         if (cl->bytes_alloc_ > 0 || deficit > 1)
1041                                                 goto _wrr_out;
1042
1043                                         /* underlimit but no alloc */
1044                                         deficit = 1;
1045 #if 1
1046                                         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
1047 #endif
1048                                 }
1049                                 else if (first == NULL && cl->borrow_ != NULL)
1050                                         first = cl; /* borrowing candidate */
1051                         }
1052
1053                         cl->bytes_alloc_ = 0;
1054                         cl = cl->peer_;
1055                 } while (cl != ifd->active_[cpri]);
1056
1057                 if (deficit == 1) {
1058                         /* first loop found an underlimit class with deficit */
1059                         /* Loop on same priority level, with new deficit.  */
1060                         deficit = 2;
1061                         goto _wrr_loop;
1062                 }
1063         }
1064
1065 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1066         /*
1067          * no underlimit class found.  if cutoff is taking effect,
1068          * increase cutoff and try again.
1069          */
1070         if (first != NULL && ifd->cutoff_ < ifd->root_->depth_) {
1071                 ifd->cutoff_++;
1072                 CBQTRACE(_rmc_wrr_dequeue_next, 'ojda', ifd->cutoff_);
1073                 goto _again;
1074         }
1075 #endif /* ADJUST_CUTOFF */
1076         /*
1077          * If LINK_EFFICIENCY is turned on, then the first overlimit
1078          * class we encounter will send a packet if all the classes
1079          * of the link-sharing structure are overlimit.
1080          */
1081         reset_cutoff(ifd);
1082         CBQTRACE(_rmc_wrr_dequeue_next, 'otsr', ifd->cutoff_);
1083
1084         if (!ifd->efficient_ || first == NULL)
1085                 return (NULL);
1086
1087         cl = first;
1088         cpri = cl->pri_;
1089 #if 0   /* too time-consuming for nothing */
1090         if (cl->sleeping_)
1091                 CALLOUT_STOP(&cl->callout_);
1092         cl->sleeping_ = 0;
1093         cl->undertime_.tv_sec = 0;
1094 #endif
1095         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = cl->borrow_;
1096         ifd->cutoff_ = cl->borrow_->depth_;
1097
1098         /*
1099          * Deque the packet and do the book keeping...
1100          */
1101  _wrr_out:
1102         if (op == ALTDQ_REMOVE) {
1103                 m = _rmc_getq(cl);
1104                 if (m == NULL)
1105                         panic("_rmc_wrr_dequeue_next");
1106                 if (qempty(cl->q_))
1107                         ifd->na_[cpri]--;
1108
1109                 /*
1110                  * Update class statistics and link data.
1111                  */
1112                 if (cl->bytes_alloc_ > 0)
1113                         cl->bytes_alloc_ -= m_pktlen(m);
1114
1115                 if ((cl->bytes_alloc_ <= 0) || first == cl)
1116                         ifd->active_[cl->pri_] = cl->peer_;
1117                 else
1118                         ifd->active_[cl->pri_] = cl;
1119
1120                 ifd->class_[ifd->qi_] = cl;
1121                 ifd->curlen_[ifd->qi_] = m_pktlen(m);
1122                 ifd->now_[ifd->qi_] = now;
1123                 ifd->qi_ = (ifd->qi_ + 1) % ifd->maxqueued_;
1124                 ifd->queued_++;
1125         } else {
1126                 /* mode == ALTDQ_PPOLL */
1127                 m = _rmc_pollq(cl);
1128                 ifd->pollcache_ = cl;
1129         }
1130         return (m);
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Dequeue & return next packet from the highest priority class that
1135  * has a packet to send & has enough allocation to send it.  This
1136  * routine is called by a driver whenever it needs a new packet to
1137  * output.
1138  */
1139 static mbuf_t *
1140 _rmc_prr_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, int op)
1141 {
1142         mbuf_t          *m;
1143         int              cpri;
1144         struct rm_class *cl, *first = NULL;
1145         struct timeval   now;
1146
1147         RM_GETTIME(now);
1148
1149         /*
1150          * if the driver polls the top of the queue and then removes
1151          * the polled packet, we must return the same packet.
1152          */
1153         if (op == ALTDQ_REMOVE && ifd->pollcache_) {
1154                 cl = ifd->pollcache_;
1155                 cpri = cl->pri_;
1156                 ifd->pollcache_ = NULL;
1157                 goto _prr_out;
1158         } else {
1159                 /* mode == ALTDQ_POLL || pollcache == NULL */
1160                 ifd->pollcache_ = NULL;
1161                 ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
1162         }
1163 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1164  _again:
1165 #endif
1166         for (cpri = RM_MAXPRIO - 1; cpri >= 0; cpri--) {
1167                 if (ifd->na_[cpri] == 0)
1168                         continue;
1169                 cl = ifd->active_[cpri];
1170                 ASSERT(cl != NULL);
1171                 do {
1172                         if (!qempty(cl->q_)) {
1173                                 if ((cl->undertime_.tv_sec == 0) ||
1174                                     rmc_under_limit(cl, &now))
1175                                         goto _prr_out;
1176                                 if (first == NULL && cl->borrow_ != NULL)
1177                                         first = cl;
1178                         }
1179                         cl = cl->peer_;
1180                 } while (cl != ifd->active_[cpri]);
1181         }
1182
1183 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1184         /*
1185          * no underlimit class found.  if cutoff is taking effect, increase
1186          * cutoff and try again.
1187          */
1188         if (first != NULL && ifd->cutoff_ < ifd->root_->depth_) {
1189                 ifd->cutoff_++;
1190                 goto _again;
1191         }
1192 #endif /* ADJUST_CUTOFF */
1193         /*
1194          * If LINK_EFFICIENCY is turned on, then the first overlimit
1195          * class we encounter will send a packet if all the classes
1196          * of the link-sharing structure are overlimit.
1197          */
1198         reset_cutoff(ifd);
1199         if (!ifd->efficient_ || first == NULL)
1200                 return (NULL);
1201
1202         cl = first;
1203         cpri = cl->pri_;
1204 #if 0   /* too time-consuming for nothing */
1205         if (cl->sleeping_)
1206                 CALLOUT_STOP(&cl->callout_);
1207         cl->sleeping_ = 0;
1208         cl->undertime_.tv_sec = 0;
1209 #endif
1210         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = cl->borrow_;
1211         ifd->cutoff_ = cl->borrow_->depth_;
1212
1213         /*
1214          * Deque the packet and do the book keeping...
1215          */
1216  _prr_out:
1217         if (op == ALTDQ_REMOVE) {
1218                 m = _rmc_getq(cl);
1219                 if (m == NULL)
1220                         panic("_rmc_prr_dequeue_next");
1221                 if (qempty(cl->q_))
1222                         ifd->na_[cpri]--;
1223
1224                 ifd->active_[cpri] = cl->peer_;
1225
1226                 ifd->class_[ifd->qi_] = cl;
1227                 ifd->curlen_[ifd->qi_] = m_pktlen(m);
1228                 ifd->now_[ifd->qi_] = now;
1229                 ifd->qi_ = (ifd->qi_ + 1) % ifd->maxqueued_;
1230                 ifd->queued_++;
1231         } else {
1232                 /* mode == ALTDQ_POLL */
1233                 m = _rmc_pollq(cl);
1234                 ifd->pollcache_ = cl;
1235         }
1236         return (m);
1237 }
1238
1239 /*
1240  * mbuf_t *
1241  * rmc_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, struct timeval *now) - this function
1242  *      is invoked by the packet driver to get the next packet to be
1243  *      dequeued and output on the link.  If WRR is enabled, then the
1244  *      WRR dequeue next routine will determine the next packet to sent.
1245  *      Otherwise, packet-by-packet round robin is invoked.
1246  *
1247  *      Returns:        NULL, if a packet is not available or if all
1248  *                      classes are overlimit.
1249  *
1250  *                      Otherwise, Pointer to the next packet.
1251  */
1252
1253 mbuf_t *
1254 rmc_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, int mode)
1255 {
1256         if (ifd->queued_ >= ifd->maxqueued_)
1257                 return (NULL);
1258         else if (ifd->wrr_)
1259                 return (_rmc_wrr_dequeue_next(ifd, mode));
1260         else
1261                 return (_rmc_prr_dequeue_next(ifd, mode));
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Update the utilization estimate for the packet that just completed.
1266  * The packet's class & the parent(s) of that class all get their
1267  * estimators updated.  This routine is called by the driver's output-
1268  * packet-completion interrupt service routine.
1269  */
1270
1271 /*
1272  * a macro to approximate "divide by 1000" that gives 0.000999,
1273  * if a value has enough effective digits.
1274  * (on pentium, mul takes 9 cycles but div takes 46!)
1275  */
1276 #define NSEC_TO_USEC(t) (((t) >> 10) + ((t) >> 16) + ((t) >> 17))
1277 void
1278 rmc_update_class_util(struct rm_ifdat *ifd)
1279 {
1280         int              idle, avgidle, pktlen;
1281         int              pkt_time, tidle;
1282         rm_class_t      *cl, *borrowed;
1283         rm_class_t      *borrows;
1284         struct timeval  *nowp;
1285
1286         /*
1287          * Get the most recent completed class.
1288          */
1289         if ((cl = ifd->class_[ifd->qo_]) == NULL)
1290                 return;
1291
1292         pktlen = ifd->curlen_[ifd->qo_];
1293         borrowed = ifd->borrowed_[ifd->qo_];
1294         borrows = borrowed;
1295
1296         PKTCNTR_ADD(&cl->stats_.xmit_cnt, pktlen);
1297
1298         /*
1299          * Run estimator on class and its ancestors.
1300          */
1301         /*
1302          * rm_update_class_util is designed to be called when the
1303          * transfer is completed from a xmit complete interrupt,
1304          * but most drivers don't implement an upcall for that.
1305          * so, just use estimated completion time.
1306          * as a result, ifd->qi_ and ifd->qo_ are always synced.
1307          */
1308         nowp = &ifd->now_[ifd->qo_];
1309         /* get pkt_time (for link) in usec */
1310 #if 1  /* use approximation */
1311         pkt_time = ifd->curlen_[ifd->qo_] * ifd->ns_per_byte_;
1312         pkt_time = NSEC_TO_USEC(pkt_time);
1313 #else
1314         pkt_time = ifd->curlen_[ifd->qo_] * ifd->ns_per_byte_ / 1000;
1315 #endif
1316 #if 1 /* ALTQ4PPP */
1317         if (TV_LT(nowp, &ifd->ifnow_)) {
1318                 int iftime;
1319
1320                 /*
1321                  * make sure the estimated completion time does not go
1322                  * too far.  it can happen when the link layer supports
1323                  * data compression or the interface speed is set to
1324                  * a much lower value.
1325                  */
1326                 TV_DELTA(&ifd->ifnow_, nowp, iftime);
1327                 if (iftime+pkt_time < ifd->maxiftime_) {
1328                         TV_ADD_DELTA(&ifd->ifnow_, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1329                 } else {
1330                         TV_ADD_DELTA(nowp, ifd->maxiftime_, &ifd->ifnow_);
1331                 }
1332         } else {
1333                 TV_ADD_DELTA(nowp, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1334         }
1335 #else
1336         if (TV_LT(nowp, &ifd->ifnow_)) {
1337                 TV_ADD_DELTA(&ifd->ifnow_, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1338         } else {
1339                 TV_ADD_DELTA(nowp, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1340         }
1341 #endif
1342
1343         while (cl != NULL) {
1344                 TV_DELTA(&ifd->ifnow_, &cl->last_, idle);
1345                 if (idle >= 2000000)
1346                         /*
1347                          * this class is idle enough, reset avgidle.
1348                          * (TV_DELTA returns 2000000 us when delta is large.)
1349                          */
1350                         cl->avgidle_ = cl->maxidle_;
1351
1352                 /* get pkt_time (for class) in usec */
1353 #if 1  /* use approximation */
1354                 pkt_time = pktlen * cl->ns_per_byte_;
1355                 pkt_time = NSEC_TO_USEC(pkt_time);
1356 #else
1357                 pkt_time = pktlen * cl->ns_per_byte_ / 1000;
1358 #endif
1359                 idle -= pkt_time;
1360
1361                 avgidle = cl->avgidle_;
1362                 avgidle += idle - (avgidle >> RM_FILTER_GAIN);
1363                 cl->avgidle_ = avgidle;
1364
1365                 /* Are we overlimit ? */
1366                 if (avgidle <= 0) {
1367                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'milo', cl->stats_.handle);
1368 #if 1 /* ALTQ */
1369                         /*
1370                          * need some lower bound for avgidle, otherwise
1371                          * a borrowing class gets unbounded penalty.
1372                          */
1373                         if (avgidle < cl->minidle_)
1374                                 avgidle = cl->avgidle_ = cl->minidle_;
1375 #endif
1376                         /* set next idle to make avgidle 0 */
1377                         tidle = pkt_time +
1378                                 (((1 - RM_POWER) * avgidle) >> RM_FILTER_GAIN);
1379                         TV_ADD_DELTA(nowp, tidle, &cl->undertime_);
1380                         ++cl->stats_.over;
1381                 } else {
1382                         cl->avgidle_ =
1383                             (avgidle > cl->maxidle_) ? cl->maxidle_ : avgidle;
1384                         cl->undertime_.tv_sec = 0;
1385                         if (cl->sleeping_) {
1386                                 CALLOUT_STOP(&cl->callout_);
1387                                 cl->sleeping_ = 0;
1388                         }
1389                 }
1390
1391                 if (borrows != NULL) {
1392                         if (borrows != cl)
1393                                 ++cl->stats_.borrows;
1394                         else
1395                                 borrows = NULL;
1396                 }
1397                 cl->last_ = ifd->ifnow_;
1398                 cl->last_pkttime_ = pkt_time;
1399
1400 #if 1
1401                 if (cl->parent_ == NULL) {
1402                         /* take stats of root class */
1403                         PKTCNTR_ADD(&cl->stats_.xmit_cnt, pktlen);
1404                 }
1405 #endif
1406
1407                 cl = cl->parent_;
1408         }
1409
1410         /*
1411          * Check to see if cutoff needs to set to a new level.
1412          */
1413         cl = ifd->class_[ifd->qo_];
1414         if (borrowed && (ifd->cutoff_ >= borrowed->depth_)) {
1415 #if 1 /* ALTQ */
1416                 if ((qlen(cl->q_) <= 0) || TV_LT(nowp, &borrowed->undertime_)) {
1417                         rmc_tl_satisfied(ifd, nowp);
1418                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'broe', ifd->cutoff_);
1419                 } else {
1420                         ifd->cutoff_ = borrowed->depth_;
1421                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'ffob', borrowed->depth_);
1422                 }
1423 #else /* !ALTQ */
1424                 if ((qlen(cl->q_) <= 1) || TV_LT(&now, &borrowed->undertime_)) {
1425                         reset_cutoff(ifd);
1426 #ifdef notdef
1427                         rmc_tl_satisfied(ifd, &now);
1428 #endif
1429                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'broe', ifd->cutoff_);
1430                 } else {
1431                         ifd->cutoff_ = borrowed->depth_;
1432                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'ffob', borrowed->depth_);
1433                 }
1434 #endif /* !ALTQ */
1435         }
1436
1437         /*
1438          * Release class slot
1439          */
1440         ifd->borrowed_[ifd->qo_] = NULL;
1441         ifd->class_[ifd->qo_] = NULL;
1442         ifd->qo_ = (ifd->qo_ + 1) % ifd->maxqueued_;
1443         ifd->queued_--;
1444 }
1445
1446 /*
1447  * void
1448  * rmc_drop_action(struct rm_class *cl) - Generic (not protocol-specific)
1449  *      over-limit action routines.  These get invoked by rmc_under_limit()
1450  *      if a class with packets to send if over its bandwidth limit & can't
1451  *      borrow from a parent class.
1452  *
1453  *      Returns: NONE
1454  */
1455
1456 static void
1457 rmc_drop_action(struct rm_class *cl)
1458 {
1459         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
1460
1461         ASSERT(qlen(cl->q_) > 0);
1462         _rmc_dropq(cl);
1463         if (qempty(cl->q_))
1464                 ifd->na_[cl->pri_]--;
1465 }
1466
1467 void rmc_dropall(struct rm_class *cl)
1468 {
1469         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
1470
1471         if (!qempty(cl->q_)) {
1472                 _flushq(cl->q_);
1473
1474                 ifd->na_[cl->pri_]--;
1475         }
1476 }
1477
1478 #if (__FreeBSD_version > 300000)
1479 /* hzto() is removed from FreeBSD-3.0 */
1480 static int hzto(struct timeval *);
1481
1482 static int
1483 hzto(tv)
1484         struct timeval *tv;
1485 {
1486         struct timeval t2;
1487
1488         getmicrotime(&t2);
1489         t2.tv_sec = tv->tv_sec - t2.tv_sec;
1490         t2.tv_usec = tv->tv_usec - t2.tv_usec;
1491         return (tvtohz(&t2));
1492 }
1493 #endif /* __FreeBSD_version > 300000 */
1494
1495 /*
1496  * void
1497  * rmc_delay_action(struct rm_class *cl) - This function is the generic CBQ
1498  *      delay action routine.  It is invoked via rmc_under_limit when the
1499  *      packet is discoverd to be overlimit.
1500  *
1501  *      If the delay action is result of borrow class being overlimit, then
1502  *      delay for the offtime of the borrowing class that is overlimit.
1503  *
1504  *      Returns: NONE
1505  */
1506
1507 void
1508 rmc_delay_action(struct rm_class *cl, struct rm_class *borrow)
1509 {
1510         int     delay, t, extradelay;
1511
1512         cl->stats_.overactions++;
1513         TV_DELTA(&cl->undertime_, &cl->overtime_, delay);
1514 #ifndef BORROW_OFFTIME
1515         delay += cl->offtime_;
1516 #endif
1517
1518         if (!cl->sleeping_) {
1519                 CBQTRACE(rmc_delay_action, 'yled', cl->stats_.handle);
1520 #ifdef BORROW_OFFTIME
1521                 if (borrow != NULL)
1522                         extradelay = borrow->offtime_;
1523                 else
1524 #endif
1525                         extradelay = cl->offtime_;
1526
1527 #ifdef ALTQ
1528                 /*
1529                  * XXX recalculate suspend time:
1530                  * current undertime is (tidle + pkt_time) calculated
1531                  * from the last transmission.
1532                  *      tidle: time required to bring avgidle back to 0
1533                  *      pkt_time: target waiting time for this class
1534                  * we need to replace pkt_time by offtime
1535                  */
1536                 extradelay -= cl->last_pkttime_;
1537 #endif
1538                 if (extradelay > 0) {
1539                         TV_ADD_DELTA(&cl->undertime_, extradelay, &cl->undertime_);
1540                         delay += extradelay;
1541                 }
1542
1543                 cl->sleeping_ = 1;
1544                 cl->stats_.delays++;
1545
1546                 /*
1547                  * Since packets are phased randomly with respect to the
1548                  * clock, 1 tick (the next clock tick) can be an arbitrarily
1549                  * short time so we have to wait for at least two ticks.
1550                  * NOTE:  If there's no other traffic, we need the timer as
1551                  * a 'backstop' to restart this class.
1552                  */
1553                 if (delay > tick * 2) {
1554 #ifdef __FreeBSD__
1555                         /* FreeBSD rounds up the tick */
1556                         t = hzto(&cl->undertime_);
1557 #else
1558                         /* other BSDs round down the tick */
1559                         t = hzto(&cl->undertime_) + 1;
1560 #endif
1561                 } else
1562                         t = 2;
1563                 CALLOUT_RESET(&cl->callout_, t,
1564                               (timeout_t *)rmc_restart, (caddr_t)cl);
1565         }
1566 }
1567
1568 /*
1569  * void
1570  * rmc_restart() - is just a helper routine for rmc_delay_action -- it is
1571  *      called by the system timer code & is responsible checking if the
1572  *      class is still sleeping (it might have been restarted as a side
1573  *      effect of the queue scan on a packet arrival) and, if so, restarting
1574  *      output for the class.  Inspecting the class state & restarting output
1575  *      require locking the class structure.  In general the driver is
1576  *      responsible for locking but this is the only routine that is not
1577  *      called directly or indirectly from the interface driver so it has
1578  *      know about system locking conventions.  Under bsd, locking is done
1579  *      by raising IPL to splimp so that's what's implemented here.  On a
1580  *      different system this would probably need to be changed.
1581  *
1582  *      Returns:        NONE
1583  */
1584
1585 static void
1586 rmc_restart(struct rm_class *cl)
1587 {
1588         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
1589         int              s;
1590
1591 #ifdef __NetBSD__
1592         s = splnet();
1593 #else
1594         s = splimp();
1595 #endif
1596         IFQ_LOCK(ifd->ifq_);
1597         if (cl->sleeping_) {
1598                 cl->sleeping_ = 0;
1599                 cl->undertime_.tv_sec = 0;
1600
1601                 if (ifd->queued_ < ifd->maxqueued_ && ifd->restart != NULL) {
1602                         CBQTRACE(rmc_restart, 'trts', cl->stats_.handle);
1603                         (ifd->restart)(ifd->ifq_);
1604                 }
1605         }
1606         IFQ_UNLOCK(ifd->ifq_);
1607         splx(s);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * void
1612  * rmc_root_overlimit(struct rm_class *cl) - This the generic overlimit
1613  *      handling routine for the root class of the link sharing structure.
1614  *
1615  *      Returns: NONE
1616  */
1617
1618 static void
1619 rmc_root_overlimit(struct rm_class *cl, struct rm_class *borrow)
1620 {
1621     panic("rmc_root_overlimit");
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Packet Queue handling routines.  Eventually, this is to localize the
1626  *      effects on the code whether queues are red queues or droptail
1627  *      queues.
1628  */
1629
1630 static int
1631 _rmc_addq(rm_class_t *cl, mbuf_t *m)
1632 {
1633 #ifdef ALTQ_RIO
1634         if (q_is_rio(cl->q_))
1635                 return rio_addq((rio_t *)cl->red_, cl->q_, m, cl->pktattr_);
1636 #endif
1637 #ifdef ALTQ_RED
1638         if (q_is_red(cl->q_))
1639                 return red_addq(cl->red_, cl->q_, m, cl->pktattr_);
1640 #endif /* ALTQ_RED */
1641 #ifdef ALTQ_CODEL
1642         if (q_is_codel(cl->q_))
1643                 return codel_addq(cl->codel_, cl->q_, m);
1644 #endif
1645
1646         if (cl->flags_ & RMCF_CLEARDSCP)
1647                 write_dsfield(m, cl->pktattr_, 0);
1648
1649         _addq(cl->q_, m);
1650         return (0);
1651 }
1652
1653 /* note: _rmc_dropq is not called for red */
1654 static void
1655 _rmc_dropq(rm_class_t *cl)
1656 {
1657         mbuf_t  *m;
1658
1659         if ((m = _getq(cl->q_)) != NULL)
1660                 m_freem(m);
1661 }
1662
1663 static mbuf_t *
1664 _rmc_getq(rm_class_t *cl)
1665 {
1666 #ifdef ALTQ_RIO
1667         if (q_is_rio(cl->q_))
1668                 return rio_getq((rio_t *)cl->red_, cl->q_);
1669 #endif
1670 #ifdef ALTQ_RED
1671         if (q_is_red(cl->q_))
1672                 return red_getq(cl->red_, cl->q_);
1673 #endif
1674 #ifdef ALTQ_CODEL
1675         if (q_is_codel(cl->q_))
1676                 return codel_getq(cl->codel_, cl->q_);
1677 #endif
1678         return _getq(cl->q_);
1679 }
1680
1681 static mbuf_t *
1682 _rmc_pollq(rm_class_t *cl)
1683 {
1684         return qhead(cl->q_);
1685 }
1686
1687 #ifdef CBQ_TRACE
1688
1689 struct cbqtrace          cbqtrace_buffer[NCBQTRACE+1];
1690 struct cbqtrace         *cbqtrace_ptr = NULL;
1691 int                      cbqtrace_count;
1692
1693 /*
1694  * DDB hook to trace cbq events:
1695  *  the last 1024 events are held in a circular buffer.
1696  *  use "call cbqtrace_dump(N)" to display 20 events from Nth event.
1697  */
1698 void cbqtrace_dump(int);
1699 static char *rmc_funcname(void *);
1700
1701 static struct rmc_funcs {
1702         void    *func;
1703         char    *name;
1704 } rmc_funcs[] =
1705 {
1706         rmc_init,               "rmc_init",
1707         rmc_queue_packet,       "rmc_queue_packet",
1708         rmc_under_limit,        "rmc_under_limit",
1709         rmc_update_class_util,  "rmc_update_class_util",
1710         rmc_delay_action,       "rmc_delay_action",
1711         rmc_restart,            "rmc_restart",
1712         _rmc_wrr_dequeue_next,  "_rmc_wrr_dequeue_next",
1713         NULL,                   NULL
1714 };
1715
1716 static char *rmc_funcname(void *func)
1717 {
1718         struct rmc_funcs *fp;
1719
1720         for (fp = rmc_funcs; fp->func != NULL; fp++)
1721                 if (fp->func == func)
1722                         return (fp->name);
1723         return ("unknown");
1724 }
1725
1726 void cbqtrace_dump(int counter)
1727 {
1728         int      i, *p;
1729         char    *cp;
1730
1731         counter = counter % NCBQTRACE;
1732         p = (int *)&cbqtrace_buffer[counter];
1733
1734         for (i=0; i<20; i++) {
1735                 printf("[0x%x] ", *p++);
1736                 printf("%s: ", rmc_funcname((void *)*p++));
1737                 cp = (char *)p++;
1738                 printf("%c%c%c%c: ", cp[0], cp[1], cp[2], cp[3]);
1739                 printf("%d\n",*p++);
1740
1741                 if (p >= (int *)&cbqtrace_buffer[NCBQTRACE])
1742                         p = (int *)cbqtrace_buffer;
1743         }
1744 }
1745 #endif /* CBQ_TRACE */
1746 #endif /* ALTQ_CBQ */
1747
1748 #if defined(ALTQ_CBQ) || defined(ALTQ_RED) || defined(ALTQ_RIO) || \
1749     defined(ALTQ_HFSC) || defined(ALTQ_PRIQ) || defined(ALTQ_CODEL)
1750 #if !defined(__GNUC__) || defined(ALTQ_DEBUG)
1751
1752 void
1753 _addq(class_queue_t *q, mbuf_t *m)
1754 {
1755         mbuf_t  *m0;
1756
1757         if ((m0 = qtail(q)) != NULL)
1758                 m->m_nextpkt = m0->m_nextpkt;
1759         else
1760                 m0 = m;
1761         m0->m_nextpkt = m;
1762         qtail(q) = m;
1763         qlen(q)++;
1764 }
1765
1766 mbuf_t *
1767 _getq(class_queue_t *q)
1768 {
1769         mbuf_t  *m, *m0;
1770
1771         if ((m = qtail(q)) == NULL)
1772                 return (NULL);
1773         if ((m0 = m->m_nextpkt) != m)
1774                 m->m_nextpkt = m0->m_nextpkt;
1775         else {
1776                 ASSERT(qlen(q) == 1);
1777                 qtail(q) = NULL;
1778         }
1779         qlen(q)--;
1780         m0->m_nextpkt = NULL;
1781         return (m0);
1782 }
1783
1784 /* drop a packet at the tail of the queue */
1785 mbuf_t *
1786 _getq_tail(class_queue_t *q)
1787 {
1788         mbuf_t  *m, *m0, *prev;
1789
1790         if ((m = m0 = qtail(q)) == NULL)
1791                 return NULL;
1792         do {
1793                 prev = m0;
1794                 m0 = m0->m_nextpkt;
1795         } while (m0 != m);
1796         prev->m_nextpkt = m->m_nextpkt;
1797         if (prev == m)  {
1798                 ASSERT(qlen(q) == 1);
1799                 qtail(q) = NULL;
1800         } else
1801                 qtail(q) = prev;
1802         qlen(q)--;
1803         m->m_nextpkt = NULL;
1804         return (m);
1805 }
1806
1807 /* randomly select a packet in the queue */
1808 mbuf_t *
1809 _getq_random(class_queue_t *q)
1810 {
1811         struct mbuf     *m;
1812         int              i, n;
1813
1814         if ((m = qtail(q)) == NULL)
1815                 return NULL;
1816         if (m->m_nextpkt == m) {
1817                 ASSERT(qlen(q) == 1);
1818                 qtail(q) = NULL;
1819         } else {
1820                 struct mbuf *prev = NULL;
1821
1822                 n = arc4random() % qlen(q) + 1;
1823                 for (i = 0; i < n; i++) {
1824                         prev = m;
1825                         m = m->m_nextpkt;
1826                 }
1827                 prev->m_nextpkt = m->m_nextpkt;
1828                 if (m == qtail(q))
1829                         qtail(q) = prev;
1830         }
1831         qlen(q)--;
1832         m->m_nextpkt = NULL;
1833         return (m);
1834 }
1835
1836 void
1837 _removeq(class_queue_t *q, mbuf_t *m)
1838 {
1839         mbuf_t  *m0, *prev;
1840
1841         m0 = qtail(q);
1842         do {
1843                 prev = m0;
1844                 m0 = m0->m_nextpkt;
1845         } while (m0 != m);
1846         prev->m_nextpkt = m->m_nextpkt;
1847         if (prev == m)
1848                 qtail(q) = NULL;
1849         else if (qtail(q) == m)
1850                 qtail(q) = prev;
1851         qlen(q)--;
1852 }
1853
1854 void
1855 _flushq(class_queue_t *q)
1856 {
1857         mbuf_t *m;
1858
1859         while ((m = _getq(q)) != NULL)
1860                 m_freem(m);
1861         ASSERT(qlen(q) == 0);
1862 }
1863
1864 #endif /* !__GNUC__ || ALTQ_DEBUG */
1865 #endif /* ALTQ_CBQ || ALTQ_RED || ALTQ_RIO || ALTQ_HFSC || ALTQ_PRIQ */