sys/netinet/ipfw/ip_dn_io.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2010 Luigi Rizzo, Riccardo Panicucci, Universita` di Pisa
   3  * All rights reserved
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 /*
  28  * Dummynet portions related to packet handling.
  29  */
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 __FBSDID("$FreeBSD$");
  32
  33 #include "opt_inet6.h"
  34
  35 #include <sys/param.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/mbuf.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <sys/module.h>
  42 #include <sys/priv.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/rwlock.h>
  45 #include <sys/socket.h>
  46 #include <sys/time.h>
  47 #include <sys/sysctl.h>
  48
  49 #include <net/if.h>     /* IFNAMSIZ, struct ifaddr, ifq head, lock.h mutex.h */
  50 #include <net/netisr.h>
  51 #include <net/vnet.h>
  52
  53 #include <netinet/in.h>
  54 #include <netinet/ip.h>         /* ip_len, ip_off */
  55 #include <netinet/ip_var.h>     /* ip_output(), IP_FORWARDING */
  56 #include <netinet/ip_fw.h>
  57 #include <netinet/ipfw/ip_fw_private.h>
  58 #include <netinet/ipfw/dn_heap.h>
  59 #include <netinet/ip_dummynet.h>
  60 #include <netinet/ipfw/ip_dn_private.h>
  61 #include <netinet/ipfw/dn_sched.h>
  62
  63 #include <netinet/if_ether.h> /* various ether_* routines */
  64
  65 #include <netinet/ip6.h>       /* for ip6_input, ip6_output prototypes */
  66 #include <netinet6/ip6_var.h>
  67
  68 /*
  69  * We keep a private variable for the simulation time, but we could
  70  * probably use an existing one ("softticks" in sys/kern/kern_timeout.c)
  71  * instead of dn_cfg.curr_time
  72  */
  73
  74 struct dn_parms dn_cfg;
  75 //VNET_DEFINE(struct dn_parms, _base_dn_cfg);
  76
  77 static long tick_last;          /* Last tick duration (usec). */
  78 static long tick_delta;         /* Last vs standard tick diff (usec). */
  79 static long tick_delta_sum;     /* Accumulated tick difference (usec).*/
  80 static long tick_adjustment;    /* Tick adjustments done. */
  81 static long tick_lost;          /* Lost(coalesced) ticks number. */
  82 /* Adjusted vs non-adjusted curr_time difference (ticks). */
  83 static long tick_diff;
  84
  85 static unsigned long    io_pkt;
  86 static unsigned long    io_pkt_fast;
  87 static unsigned long    io_pkt_drop;
  88
  89 /*
  90  * We use a heap to store entities for which we have pending timer events.
  91  * The heap is checked at every tick and all entities with expired events
  92  * are extracted.
  93  */
  94
  95 MALLOC_DEFINE(M_DUMMYNET, "dummynet", "dummynet heap");
  96
  97 extern  void (*bridge_dn_p)(struct mbuf *, struct ifnet *);
  98
  99 #ifdef SYSCTL_NODE
 100
 101 SYSBEGIN(f4)
 102
 103 SYSCTL_DECL(_net_inet);
 104 SYSCTL_DECL(_net_inet_ip);
 105 SYSCTL_NODE(_net_inet_ip, OID_AUTO, dummynet, CTLFLAG_RW, 0, "Dummynet");
 106
 107 /* wrapper to pass dn_cfg fields to SYSCTL_* */
 108 //#define DC(x) (&(VNET_NAME(_base_dn_cfg).x))
 109 #define DC(x)   (&(dn_cfg.x))
 110 /* parameters */
 111
 112 static int
 113 sysctl_hash_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 114 {
 115         int error, value;
 116
 117         value = dn_cfg.hash_size;
 118         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
 119         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 120                 return (error);
 121         if (value < 16 || value > 65536)
 122                 return (EINVAL);
 123         dn_cfg.hash_size = value;
 124         return (0);
 125 }
 126
 127 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, hash_size,
 128     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW, 0, 0, sysctl_hash_size,
 129     "I", "Default hash table size");
 130
 131 static int
 132 sysctl_limits(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 133 {
 134         int error;
 135         long value;
 136
 137         if (arg2 != 0)
 138                 value = dn_cfg.slot_limit;
 139         else
 140                 value = dn_cfg.byte_limit;
 141         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
 142
 143         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 144                 return (error);
 145         if (arg2 != 0) {
 146                 if (value < 1)
 147                         return (EINVAL);
 148                 dn_cfg.slot_limit = value;
 149         } else {
 150                 if (value < 1500)
 151                         return (EINVAL);
 152                 dn_cfg.byte_limit = value;
 153         }
 154         return (0);
 155 }
 156
 157 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, pipe_slot_limit,
 158     CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_RW, 0, 1, sysctl_limits,
 159     "L", "Upper limit in slots for pipe queue.");
 160 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, pipe_byte_limit,
 161     CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_RW, 0, 0, sysctl_limits,
 162     "L", "Upper limit in bytes for pipe queue.");
 163 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_fast,
 164     CTLFLAG_RW, DC(io_fast), 0, "Enable fast dummynet io.");
 165 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, debug,
 166     CTLFLAG_RW, DC(debug), 0, "Dummynet debug level");
 167
 168 /* RED parameters */
 169 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_lookup_depth,
 170     CTLFLAG_RD, DC(red_lookup_depth), 0, "Depth of RED lookup table");
 171 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_avg_pkt_size,
 172     CTLFLAG_RD, DC(red_avg_pkt_size), 0, "RED Medium packet size");
 173 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_max_pkt_size,
 174     CTLFLAG_RD, DC(red_max_pkt_size), 0, "RED Max packet size");
 175
 176 /* time adjustment */
 177 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_delta,
 178     CTLFLAG_RD, &tick_delta, 0, "Last vs standard tick difference (usec).");
 179 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_delta_sum,
 180     CTLFLAG_RD, &tick_delta_sum, 0, "Accumulated tick difference (usec).");
 181 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_adjustment,
 182     CTLFLAG_RD, &tick_adjustment, 0, "Tick adjustments done.");
 183 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_diff,
 184     CTLFLAG_RD, &tick_diff, 0,
 185     "Adjusted vs non-adjusted curr_time difference (ticks).");
 186 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_lost,
 187     CTLFLAG_RD, &tick_lost, 0,
 188     "Number of ticks coalesced by dummynet taskqueue.");
 189
 190 /* Drain parameters */
 191 SYSCTL_UINT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, expire,
 192     CTLFLAG_RW, DC(expire), 0, "Expire empty queues/pipes");
 193 SYSCTL_UINT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, expire_cycle,
 194     CTLFLAG_RD, DC(expire_cycle), 0, "Expire cycle for queues/pipes");
 195
 196 /* statistics */
 197 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, schk_count,
 198     CTLFLAG_RD, DC(schk_count), 0, "Number of schedulers");
 199 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, si_count,
 200     CTLFLAG_RD, DC(si_count), 0, "Number of scheduler instances");
 201 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, fsk_count,
 202     CTLFLAG_RD, DC(fsk_count), 0, "Number of flowsets");
 203 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, queue_count,
 204     CTLFLAG_RD, DC(queue_count), 0, "Number of queues");
 205 SYSCTL_ULONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_pkt,
 206     CTLFLAG_RD, &io_pkt, 0,
 207     "Number of packets passed to dummynet.");
 208 SYSCTL_ULONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_pkt_fast,
 209     CTLFLAG_RD, &io_pkt_fast, 0,
 210     "Number of packets bypassed dummynet scheduler.");
 211 SYSCTL_ULONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_pkt_drop,
 212     CTLFLAG_RD, &io_pkt_drop, 0,
 213     "Number of packets dropped by dummynet.");
 214 #undef DC
 215 SYSEND
 216
 217 #endif
 218
 219 static void     dummynet_send(struct mbuf *);
 220
 221 /*
 222  * Packets processed by dummynet have an mbuf tag associated with
 223  * them that carries their dummynet state.
 224  * Outside dummynet, only the 'rule' field is relevant, and it must
 225  * be at the beginning of the structure.
 226  */
 227 struct dn_pkt_tag {
 228         struct ipfw_rule_ref rule;      /* matching rule        */
 229
 230         /* second part, dummynet specific */
 231         int dn_dir;             /* action when packet comes out.*/
 232                                 /* see ip_fw_private.h          */
 233         uint64_t output_time;   /* when the pkt is due for delivery*/
 234         struct ifnet *ifp;      /* interface, for ip_output     */
 235         struct _ip6dn_args ip6opt;      /* XXX ipv6 options     */
 236 };
 237
 238 /*
 239  * Return the mbuf tag holding the dummynet state (it should
 240  * be the first one on the list).
 241  */
 242 static struct dn_pkt_tag *
 243 dn_tag_get(struct mbuf *m)
 244 {
 245         struct m_tag *mtag = m_tag_first(m);
 246         KASSERT(mtag != NULL &&
 247             mtag->m_tag_cookie == MTAG_ABI_COMPAT &&
 248             mtag->m_tag_id == PACKET_TAG_DUMMYNET,
 249             ("packet on dummynet queue w/o dummynet tag!"));
 250         return (struct dn_pkt_tag *)(mtag+1);
 251 }
 252
 253 static inline void
 254 mq_append(struct mq *q, struct mbuf *m)
 255 {
 256         if (q->head == NULL)
 257                 q->head = m;
 258         else
 259                 q->tail->m_nextpkt = m;
 260         q->tail = m;
 261         m->m_nextpkt = NULL;
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Dispose a list of packet. Use a functions so if we need to do
 266  * more work, this is a central point to do it.
 267  */
 268 void dn_free_pkts(struct mbuf *mnext)
 269 {
 270         struct mbuf *m;
 271
 272         while ((m = mnext) != NULL) {
 273                 mnext = m->m_nextpkt;
 274                 FREE_PKT(m);
 275         }
 276 }
 277
 278 static int
 279 red_drops (struct dn_queue *q, int len)
 280 {
 281         /*
 282          * RED algorithm
 283          *
 284          * RED calculates the average queue size (avg) using a low-pass filter
 285          * with an exponential weighted (w_q) moving average:
 286          *      avg  <-  (1-w_q) * avg + w_q * q_size
 287          * where q_size is the queue length (measured in bytes or * packets).
 288          *
 289          * If q_size == 0, we compute the idle time for the link, and set
 290          *      avg = (1 - w_q)^(idle/s)
 291          * where s is the time needed for transmitting a medium-sized packet.
 292          *
 293          * Now, if avg < min_th the packet is enqueued.
 294          * If avg > max_th the packet is dropped. Otherwise, the packet is
 295          * dropped with probability P function of avg.
 296          */
 297
 298         struct dn_fsk *fs = q->fs;
 299         int64_t p_b = 0;
 300
 301         /* Queue in bytes or packets? */
 302         uint32_t q_size = (fs->fs.flags & DN_QSIZE_BYTES) ?
 303             q->ni.len_bytes : q->ni.length;
 304
 305         /* Average queue size estimation. */
 306         if (q_size != 0) {
 307                 /* Queue is not empty, avg <- avg + (q_size - avg) * w_q */
 308                 int diff = SCALE(q_size) - q->avg;
 309                 int64_t v = SCALE_MUL((int64_t)diff, (int64_t)fs->w_q);
 310
 311                 q->avg += (int)v;
 312         } else {
 313                 /*
 314                  * Queue is empty, find for how long the queue has been
 315                  * empty and use a lookup table for computing
 316                  * (1 - * w_q)^(idle_time/s) where s is the time to send a
 317                  * (small) packet.
 318                  * XXX check wraps...
 319                  */
 320                 if (q->avg) {
 321                         u_int t = div64((dn_cfg.curr_time - q->q_time), fs->lookup_step);
 322
 323                         q->avg = (t < fs->lookup_depth) ?
 324                             SCALE_MUL(q->avg, fs->w_q_lookup[t]) : 0;
 325                 }
 326         }
 327
 328         /* Should i drop? */
 329         if (q->avg < fs->min_th) {
 330                 q->count = -1;
 331                 return (0);     /* accept packet */
 332         }
 333         if (q->avg >= fs->max_th) {     /* average queue >=  max threshold */
 334                 if (fs->fs.flags & DN_IS_GENTLE_RED) {
 335                         /*
 336                          * According to Gentle-RED, if avg is greater than
 337                          * max_th the packet is dropped with a probability
 338                          *       p_b = c_3 * avg - c_4
 339                          * where c_3 = (1 - max_p) / max_th
 340                          *       c_4 = 1 - 2 * max_p
 341                          */
 342                         p_b = SCALE_MUL((int64_t)fs->c_3, (int64_t)q->avg) -
 343                             fs->c_4;
 344                 } else {
 345                         q->count = -1;
 346                         return (1);
 347                 }
 348         } else if (q->avg > fs->min_th) {
 349                 /*
 350                  * We compute p_b using the linear dropping function
 351                  *       p_b = c_1 * avg - c_2
 352                  * where c_1 = max_p / (max_th - min_th)
 353                  *       c_2 = max_p * min_th / (max_th - min_th)
 354                  */
 355                 p_b = SCALE_MUL((int64_t)fs->c_1, (int64_t)q->avg) - fs->c_2;
 356         }
 357
 358         if (fs->fs.flags & DN_QSIZE_BYTES)
 359                 p_b = div64((p_b * len) , fs->max_pkt_size);
 360         if (++q->count == 0)
 361                 q->random = random() & 0xffff;
 362         else {
 363                 /*
 364                  * q->count counts packets arrived since last drop, so a greater
 365                  * value of q->count means a greater packet drop probability.
 366                  */
 367                 if (SCALE_MUL(p_b, SCALE((int64_t)q->count)) > q->random) {
 368                         q->count = 0;
 369                         /* After a drop we calculate a new random value. */
 370                         q->random = random() & 0xffff;
 371                         return (1);     /* drop */
 372                 }
 373         }
 374         /* End of RED algorithm. */
 375
 376         return (0);     /* accept */
 377
 378 }
 379
 380 /*
 381  * Enqueue a packet in q, subject to space and queue management policy
 382  * (whose parameters are in q->fs).
 383  * Update stats for the queue and the scheduler.
 384  * Return 0 on success, 1 on drop. The packet is consumed anyways.
 385  */
 386 int
 387 dn_enqueue(struct dn_queue *q, struct mbuf* m, int drop)
 388 {
 389         struct dn_fs *f;
 390         struct dn_flow *ni;     /* stats for scheduler instance */
 391         uint64_t len;
 392
 393         if (q->fs == NULL || q->_si == NULL) {
 394                 printf("%s fs %p si %p, dropping\n",
 395                         __FUNCTION__, q->fs, q->_si);
 396                 FREE_PKT(m);
 397                 return 1;
 398         }
 399         f = &(q->fs->fs);
 400         ni = &q->_si->ni;
 401         len = m->m_pkthdr.len;
 402         /* Update statistics, then check reasons to drop pkt. */
 403         q->ni.tot_bytes += len;
 404         q->ni.tot_pkts++;
 405         ni->tot_bytes += len;
 406         ni->tot_pkts++;
 407         if (drop)
 408                 goto drop;
 409         if (f->plr && random() < f->plr)
 410                 goto drop;
 411         if (f->flags & DN_IS_RED && red_drops(q, m->m_pkthdr.len))
 412                 goto drop;
 413         if (f->flags & DN_QSIZE_BYTES) {
 414                 if (q->ni.len_bytes > f->qsize)
 415                         goto drop;
 416         } else if (q->ni.length >= f->qsize) {
 417                 goto drop;
 418         }
 419         mq_append(&q->mq, m);
 420         q->ni.length++;
 421         q->ni.len_bytes += len;
 422         ni->length++;
 423         ni->len_bytes += len;
 424         return 0;
 425
 426 drop:
 427         io_pkt_drop++;
 428         q->ni.drops++;
 429         ni->drops++;
 430         FREE_PKT(m);
 431         return 1;
 432 }
 433
 434 /*
 435  * Fetch packets from the delay line which are due now. If there are
 436  * leftover packets, reinsert the delay line in the heap.
 437  * Runs under scheduler lock.
 438  */
 439 static void
 440 transmit_event(struct mq *q, struct delay_line *dline, uint64_t now)
 441 {
 442         struct mbuf *m;
 443         struct dn_pkt_tag *pkt = NULL;
 444
 445         dline->oid.subtype = 0; /* not in heap */
 446         while ((m = dline->mq.head) != NULL) {
 447                 pkt = dn_tag_get(m);
 448                 if (!DN_KEY_LEQ(pkt->output_time, now))
 449                         break;
 450                 dline->mq.head = m->m_nextpkt;
 451                 mq_append(q, m);
 452         }
 453         if (m != NULL) {
 454                 dline->oid.subtype = 1; /* in heap */
 455                 heap_insert(&dn_cfg.evheap, pkt->output_time, dline);
 456         }
 457 }
 458
 459 /*
 460  * Convert the additional MAC overheads/delays into an equivalent
 461  * number of bits for the given data rate. The samples are
 462  * in milliseconds so we need to divide by 1000.
 463  */
 464 static uint64_t
 465 extra_bits(struct mbuf *m, struct dn_schk *s)
 466 {
 467         int index;
 468         uint64_t bits;
 469         struct dn_profile *pf = s->profile;
 470
 471         if (!pf || pf->samples_no == 0)
 472                 return 0;
 473         index  = random() % pf->samples_no;
 474         bits = div64((uint64_t)pf->samples[index] * s->link.bandwidth, 1000);
 475         if (index >= pf->loss_level) {
 476                 struct dn_pkt_tag *dt = dn_tag_get(m);
 477                 if (dt)
 478                         dt->dn_dir = DIR_DROP;
 479         }
 480         return bits;
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Send traffic from a scheduler instance due by 'now'.
 485  * Return a pointer to the head of the queue.
 486  */
 487 static struct mbuf *
 488 serve_sched(struct mq *q, struct dn_sch_inst *si, uint64_t now)
 489 {
 490         struct mq def_q;
 491         struct dn_schk *s = si->sched;
 492         struct mbuf *m = NULL;
 493         int delay_line_idle = (si->dline.mq.head == NULL);
 494         int done, bw;
 495
 496         if (q == NULL) {
 497                 q = &def_q;
 498                 q->head = NULL;
 499         }
 500
 501         bw = s->link.bandwidth;
 502         si->kflags &= ~DN_ACTIVE;
 503
 504         if (bw > 0)
 505                 si->credit += (now - si->sched_time) * bw;
 506         else
 507                 si->credit = 0;
 508         si->sched_time = now;
 509         done = 0;
 510         while (si->credit >= 0 && (m = s->fp->dequeue(si)) != NULL) {
 511                 uint64_t len_scaled;
 512
 513                 done++;
 514                 len_scaled = (bw == 0) ? 0 : hz *
 515                         (m->m_pkthdr.len * 8 + extra_bits(m, s));
 516                 si->credit -= len_scaled;
 517                 /* Move packet in the delay line */
 518                 dn_tag_get(m)->output_time = dn_cfg.curr_time + s->link.delay ;
 519                 mq_append(&si->dline.mq, m);
 520         }
 521
 522         /*
 523          * If credit >= 0 the instance is idle, mark time.
 524          * Otherwise put back in the heap, and adjust the output
 525          * time of the last inserted packet, m, which was too early.
 526          */
 527         if (si->credit >= 0) {
 528                 si->idle_time = now;
 529         } else {
 530                 uint64_t t;
 531                 KASSERT (bw > 0, ("bw=0 and credit<0 ?"));
 532                 t = div64(bw - 1 - si->credit, bw);
 533                 if (m)
 534                         dn_tag_get(m)->output_time += t;
 535                 si->kflags |= DN_ACTIVE;
 536                 heap_insert(&dn_cfg.evheap, now + t, si);
 537         }
 538         if (delay_line_idle && done)
 539                 transmit_event(q, &si->dline, now);
 540         return q->head;
 541 }
 542
 543 /*
 544  * The timer handler for dummynet. Time is computed in ticks, but
 545  * but the code is tolerant to the actual rate at which this is called.
 546  * Once complete, the function reschedules itself for the next tick.
 547  */
 548 void
 549 dummynet_task(void *context, int pending)
 550 {
 551         struct timeval t;
 552         struct mq q = { NULL, NULL }; /* queue to accumulate results */
 553
 554         CURVNET_SET((struct vnet *)context);
 555
 556         DN_BH_WLOCK();
 557
 558         /* Update number of lost(coalesced) ticks. */
 559         tick_lost += pending - 1;
 560
 561         getmicrouptime(&t);
 562         /* Last tick duration (usec). */
 563         tick_last = (t.tv_sec - dn_cfg.prev_t.tv_sec) * 1000000 +
 564         (t.tv_usec - dn_cfg.prev_t.tv_usec);
 565         /* Last tick vs standard tick difference (usec). */
 566         tick_delta = (tick_last * hz - 1000000) / hz;
 567         /* Accumulated tick difference (usec). */
 568         tick_delta_sum += tick_delta;
 569
 570         dn_cfg.prev_t = t;
 571
 572         /*
 573         * Adjust curr_time if the accumulated tick difference is
 574         * greater than the 'standard' tick. Since curr_time should
 575         * be monotonically increasing, we do positive adjustments
 576         * as required, and throttle curr_time in case of negative
 577         * adjustment.
 578         */
 579         dn_cfg.curr_time++;
 580         if (tick_delta_sum - tick >= 0) {
 581                 int diff = tick_delta_sum / tick;
 582
 583                 dn_cfg.curr_time += diff;
 584                 tick_diff += diff;
 585                 tick_delta_sum %= tick;
 586                 tick_adjustment++;
 587         } else if (tick_delta_sum + tick <= 0) {
 588                 dn_cfg.curr_time--;
 589                 tick_diff--;
 590                 tick_delta_sum += tick;
 591                 tick_adjustment++;
 592         }
 593
 594         /* serve pending events, accumulate in q */
 595         for (;;) {
 596                 struct dn_id *p;    /* generic parameter to handler */
 597
 598                 if (dn_cfg.evheap.elements == 0 ||
 599                     DN_KEY_LT(dn_cfg.curr_time, HEAP_TOP(&dn_cfg.evheap)->key))
 600                         break;
 601                 p = HEAP_TOP(&dn_cfg.evheap)->object;
 602                 heap_extract(&dn_cfg.evheap, NULL);
 603
 604                 if (p->type == DN_SCH_I) {
 605                         serve_sched(&q, (struct dn_sch_inst *)p, dn_cfg.curr_time);
 606                 } else { /* extracted a delay line */
 607                         transmit_event(&q, (struct delay_line *)p, dn_cfg.curr_time);
 608                 }
 609         }
 610         if (dn_cfg.expire && ++dn_cfg.expire_cycle >= dn_cfg.expire) {
 611                 dn_cfg.expire_cycle = 0;
 612                 dn_drain_scheduler();
 613                 dn_drain_queue();
 614         }
 615
 616         DN_BH_WUNLOCK();
 617         dn_reschedule();
 618         if (q.head != NULL)
 619                 dummynet_send(q.head);
 620         CURVNET_RESTORE();
 621 }
 622
 623 /*
 624  * forward a chain of packets to the proper destination.
 625  * This runs outside the dummynet lock.
 626  */
 627 static void
 628 dummynet_send(struct mbuf *m)
 629 {
 630         struct mbuf *n;
 631
 632         for (; m != NULL; m = n) {
 633                 struct ifnet *ifp = NULL;       /* gcc 3.4.6 complains */
 634                 struct m_tag *tag;
 635                 int dst;
 636
 637                 n = m->m_nextpkt;
 638                 m->m_nextpkt = NULL;
 639                 tag = m_tag_first(m);
 640                 if (tag == NULL) { /* should not happen */
 641                         dst = DIR_DROP;
 642                 } else {
 643                         struct dn_pkt_tag *pkt = dn_tag_get(m);
 644                         /* extract the dummynet info, rename the tag
 645                          * to carry reinject info.
 646                          */
 647                         dst = pkt->dn_dir;
 648                         ifp = pkt->ifp;
 649                         tag->m_tag_cookie = MTAG_IPFW_RULE;
 650                         tag->m_tag_id = 0;
 651                 }
 652
 653                 switch (dst) {
 654                 case DIR_OUT:
 655                         SET_HOST_IPLEN(mtod(m, struct ip *));
 656                         ip_output(m, NULL, NULL, IP_FORWARDING, NULL, NULL);
 657                         break ;
 658
 659                 case DIR_IN :
 660                         /* put header in network format for ip_input() */
 661                         //SET_NET_IPLEN(mtod(m, struct ip *));
 662                         netisr_dispatch(NETISR_IP, m);
 663                         break;
 664
 665 #ifdef INET6
 666                 case DIR_IN | PROTO_IPV6:
 667                         netisr_dispatch(NETISR_IPV6, m);
 668                         break;
 669
 670                 case DIR_OUT | PROTO_IPV6:
 671                         ip6_output(m, NULL, NULL, IPV6_FORWARDING, NULL, NULL, NULL);
 672                         break;
 673 #endif
 674
 675                 case DIR_FWD | PROTO_IFB: /* DN_TO_IFB_FWD: */
 676                         if (bridge_dn_p != NULL)
 677                                 ((*bridge_dn_p)(m, ifp));
 678                         else
 679                                 printf("dummynet: if_bridge not loaded\n");
 680
 681                         break;
 682
 683                 case DIR_IN | PROTO_LAYER2: /* DN_TO_ETH_DEMUX: */
 684                         /*
 685                          * The Ethernet code assumes the Ethernet header is
 686                          * contiguous in the first mbuf header.
 687                          * Insure this is true.
 688                          */
 689                         if (m->m_len < ETHER_HDR_LEN &&
 690                             (m = m_pullup(m, ETHER_HDR_LEN)) == NULL) {
 691                                 printf("dummynet/ether: pullup failed, "
 692                                     "dropping packet\n");
 693                                 break;
 694                         }
 695                         ether_demux(m->m_pkthdr.rcvif, m);
 696                         break;
 697
 698                 case DIR_OUT | PROTO_LAYER2: /* N_TO_ETH_OUT: */
 699                         ether_output_frame(ifp, m);
 700                         break;
 701
 702                 case DIR_DROP:
 703                         /* drop the packet after some time */
 704                         FREE_PKT(m);
 705                         break;
 706
 707                 default:
 708                         printf("dummynet: bad switch %d!\n", dst);
 709                         FREE_PKT(m);
 710                         break;
 711                 }
 712         }
 713 }
 714
 715 static inline int
 716 tag_mbuf(struct mbuf *m, int dir, struct ip_fw_args *fwa)
 717 {
 718         struct dn_pkt_tag *dt;
 719         struct m_tag *mtag;
 720
 721         mtag = m_tag_get(PACKET_TAG_DUMMYNET,
 722                     sizeof(*dt), M_NOWAIT | M_ZERO);
 723         if (mtag == NULL)
 724                 return 1;               /* Cannot allocate packet header. */
 725         m_tag_prepend(m, mtag);         /* Attach to mbuf chain. */
 726         dt = (struct dn_pkt_tag *)(mtag + 1);
 727         dt->rule = fwa->rule;
 728         dt->rule.info &= IPFW_ONEPASS;  /* only keep this info */
 729         dt->dn_dir = dir;
 730         dt->ifp = fwa->oif;
 731         /* dt->output tame is updated as we move through */
 732         dt->output_time = dn_cfg.curr_time;
 733         return 0;
 734 }
 735
 736
 737 /*
 738  * dummynet hook for packets.
 739  * We use the argument to locate the flowset fs and the sched_set sch
 740  * associated to it. The we apply flow_mask and sched_mask to
 741  * determine the queue and scheduler instances.
 742  *
 743  * dir          where shall we send the packet after dummynet.
 744  * *m0          the mbuf with the packet
 745  * ifp          the 'ifp' parameter from the caller.
 746  *              NULL in ip_input, destination interface in ip_output,
 747  */
 748 int
 749 dummynet_io(struct mbuf **m0, int dir, struct ip_fw_args *fwa)
 750 {
 751         struct mbuf *m = *m0;
 752         struct dn_fsk *fs = NULL;
 753         struct dn_sch_inst *si;
 754         struct dn_queue *q = NULL;      /* default */
 755
 756         int fs_id = (fwa->rule.info & IPFW_INFO_MASK) +
 757                 ((fwa->rule.info & IPFW_IS_PIPE) ? 2*DN_MAX_ID : 0);
 758         DN_BH_WLOCK();
 759         io_pkt++;
 760         /* we could actually tag outside the lock, but who cares... */
 761         if (tag_mbuf(m, dir, fwa))
 762                 goto dropit;
 763         if (dn_cfg.busy) {
 764                 /* if the upper half is busy doing something expensive,
 765                  * lets queue the packet and move forward
 766                  */
 767                 mq_append(&dn_cfg.pending, m);
 768                 m = *m0 = NULL; /* consumed */
 769                 goto done; /* already active, nothing to do */
 770         }
 771         /* XXX locate_flowset could be optimised with a direct ref. */
 772         fs = dn_ht_find(dn_cfg.fshash, fs_id, 0, NULL);
 773         if (fs == NULL)
 774                 goto dropit;    /* This queue/pipe does not exist! */
 775         if (fs->sched == NULL)  /* should not happen */
 776                 goto dropit;
 777         /* find scheduler instance, possibly applying sched_mask */
 778         si = ipdn_si_find(fs->sched, &(fwa->f_id));
 779         if (si == NULL)
 780                 goto dropit;
 781         /*
 782          * If the scheduler supports multiple queues, find the right one
 783          * (otherwise it will be ignored by enqueue).
 784          */
 785         if (fs->sched->fp->flags & DN_MULTIQUEUE) {
 786                 q = ipdn_q_find(fs, si, &(fwa->f_id));
 787                 if (q == NULL)
 788                         goto dropit;
 789         }
 790         if (fs->sched->fp->enqueue(si, q, m)) {
 791                 /* packet was dropped by enqueue() */
 792                 m = *m0 = NULL;
 793                 goto dropit;
 794         }
 795
 796         if (si->kflags & DN_ACTIVE) {
 797                 m = *m0 = NULL; /* consumed */
 798                 goto done; /* already active, nothing to do */
 799         }
 800
 801         /* compute the initial allowance */
 802         if (si->idle_time < dn_cfg.curr_time) {
 803             /* Do this only on the first packet on an idle pipe */
 804             struct dn_link *p = &fs->sched->link;
 805
 806             si->sched_time = dn_cfg.curr_time;
 807             si->credit = dn_cfg.io_fast ? p->bandwidth : 0;
 808             if (p->burst) {
 809                 uint64_t burst = (dn_cfg.curr_time - si->idle_time) * p->bandwidth;
 810                 if (burst > p->burst)
 811                         burst = p->burst;
 812                 si->credit += burst;
 813             }
 814         }
 815         /* pass through scheduler and delay line */
 816         m = serve_sched(NULL, si, dn_cfg.curr_time);
 817
 818         /* optimization -- pass it back to ipfw for immediate send */
 819         /* XXX Don't call dummynet_send() if scheduler return the packet
 820          *     just enqueued. This avoid a lock order reversal.
 821          *
 822          */
 823         if (/*dn_cfg.io_fast &&*/ m == *m0 && (dir & PROTO_LAYER2) == 0 ) {
 824                 /* fast io, rename the tag * to carry reinject info. */
 825                 struct m_tag *tag = m_tag_first(m);
 826
 827                 tag->m_tag_cookie = MTAG_IPFW_RULE;
 828                 tag->m_tag_id = 0;
 829                 io_pkt_fast++;
 830                 if (m->m_nextpkt != NULL) {
 831                         printf("dummynet: fast io: pkt chain detected!\n");
 832                         m->m_nextpkt = NULL;
 833                 }
 834                 m = NULL;
 835         } else {
 836                 *m0 = NULL;
 837         }
 838 done:
 839         DN_BH_WUNLOCK();
 840         if (m)
 841                 dummynet_send(m);
 842         return 0;
 843
 844 dropit:
 845         io_pkt_drop++;
 846         DN_BH_WUNLOCK();
 847         if (m)
 848                 FREE_PKT(m);
 849         *m0 = NULL;
 850         return (fs && (fs->fs.flags & DN_NOERROR)) ? 0 : ENOBUFS;
 851 }