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