SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - net/sched/sch_generic.c

   1 /*
   2  * net/sched/sch_generic.c      Generic packet scheduler routines.
   3  *
   4  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  *              as published by the Free Software Foundation; either version
   7  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
  10  *              Jamal Hadi Salim, <hadi@cyberus.ca> 990601
  11  *              - Ingress support
  12  */
  13
  14 #include <asm/uaccess.h>
  15 #include <asm/system.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/types.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/socket.h>
  24 #include <linux/sockios.h>
  25 #include <linux/in.h>
  26 #include <linux/errno.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/netdevice.h>
  29 #include <linux/skbuff.h>
  30 #include <linux/rtnetlink.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/rcupdate.h>
  33 #include <linux/list.h>
  34 #include <net/sock.h>
  35 #include <net/pkt_sched.h>
  36
  37 /* Main transmission queue. */
  38
  39 /* Modifications to data participating in scheduling must be protected with
  40  * dev->queue_lock spinlock.
  41  *
  42  * The idea is the following:
  43  * - enqueue, dequeue are serialized via top level device
  44  *   spinlock dev->queue_lock.
  45  * - ingress filtering is serialized via top level device
  46  *   spinlock dev->ingress_lock.
  47  * - updates to tree and tree walking are only done under the rtnl mutex.
  48  */
  49
  50 void qdisc_lock_tree(struct net_device *dev)
  51 {
  52         spin_lock_bh(&dev->queue_lock);
  53         spin_lock(&dev->ingress_lock);
  54 }
  55
  56 void qdisc_unlock_tree(struct net_device *dev)
  57 {
  58         spin_unlock(&dev->ingress_lock);
  59         spin_unlock_bh(&dev->queue_lock);
  60 }
  61
  62 static inline int qdisc_qlen(struct Qdisc *q)
  63 {
  64         return q->q.qlen;
  65 }
  66
  67 static inline int dev_requeue_skb(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
  68                                   struct Qdisc *q)
  69 {
  70         if (unlikely(skb->next))
  71                 dev->gso_skb = skb;
  72         else
  73                 q->ops->requeue(skb, q);
  74
  75         netif_schedule(dev);
  76         return 0;
  77 }
  78
  79 static inline struct sk_buff *dev_dequeue_skb(struct net_device *dev,
  80                                               struct Qdisc *q)
  81 {
  82         struct sk_buff *skb;
  83
  84         if ((skb = dev->gso_skb))
  85                 dev->gso_skb = NULL;
  86         else
  87                 skb = q->dequeue(q);
  88
  89         return skb;
  90 }
  91
  92 static inline int handle_dev_cpu_collision(struct sk_buff *skb,
  93                                            struct net_device *dev,
  94                                            struct Qdisc *q)
  95 {
  96         int ret;
  97
  98         if (unlikely(dev->xmit_lock_owner == smp_processor_id())) {
  99                 /*
 100                  * Same CPU holding the lock. It may be a transient
 101                  * configuration error, when hard_start_xmit() recurses. We
 102                  * detect it by checking xmit owner and drop the packet when
 103                  * deadloop is detected. Return OK to try the next skb.
 104                  */
 105                 kfree_skb(skb);
 106                 if (net_ratelimit())
 107                         printk(KERN_WARNING "Dead loop on netdevice %s, "
 108                                "fix it urgently!\n", dev->name);
 109                 ret = qdisc_qlen(q);
 110         } else {
 111                 /*
 112                  * Another cpu is holding lock, requeue & delay xmits for
 113                  * some time.
 114                  */
 115                 __get_cpu_var(netdev_rx_stat).cpu_collision++;
 116                 ret = dev_requeue_skb(skb, dev, q);
 117         }
 118
 119         return ret;
 120 }
 121
 122 /*
 123  * NOTE: Called under dev->queue_lock with locally disabled BH.
 124  *
 125  * __LINK_STATE_QDISC_RUNNING guarantees only one CPU can process this
 126  * device at a time. dev->queue_lock serializes queue accesses for
 127  * this device AND dev->qdisc pointer itself.
 128  *
 129  *  netif_tx_lock serializes accesses to device driver.
 130  *
 131  *  dev->queue_lock and netif_tx_lock are mutually exclusive,
 132  *  if one is grabbed, another must be free.
 133  *
 134  * Note, that this procedure can be called by a watchdog timer
 135  *
 136  * Returns to the caller:
 137  *                              0  - queue is empty or throttled.
 138  *                              >0 - queue is not empty.
 139  *
 140  */
 141 static inline int qdisc_restart(struct net_device *dev)
 142 {
 143         struct Qdisc *q = dev->qdisc;
 144         struct sk_buff *skb;
 145         unsigned lockless;
 146         int ret;
 147
 148         /* Dequeue packet */
 149         if (unlikely((skb = dev_dequeue_skb(dev, q)) == NULL))
 150                 return 0;
 151
 152         /*
 153          * When the driver has LLTX set, it does its own locking in
 154          * start_xmit. These checks are worth it because even uncongested
 155          * locks can be quite expensive. The driver can do a trylock, as
 156          * is being done here; in case of lock contention it should return
 157          * NETDEV_TX_LOCKED and the packet will be requeued.
 158          */
 159         lockless = (dev->features & NETIF_F_LLTX);
 160
 161         if (!lockless && !netif_tx_trylock(dev)) {
 162                 /* Another CPU grabbed the driver tx lock */
 163                 return handle_dev_cpu_collision(skb, dev, q);
 164         }
 165
 166         /* And release queue */
 167         spin_unlock(&dev->queue_lock);
 168
 169         ret = dev_hard_start_xmit(skb, dev);
 170
 171         if (!lockless)
 172                 netif_tx_unlock(dev);
 173
 174         spin_lock(&dev->queue_lock);
 175         q = dev->qdisc;
 176
 177         switch (ret) {
 178         case NETDEV_TX_OK:
 179                 /* Driver sent out skb successfully */
 180                 ret = qdisc_qlen(q);
 181                 break;
 182
 183         case NETDEV_TX_LOCKED:
 184                 /* Driver try lock failed */
 185                 ret = handle_dev_cpu_collision(skb, dev, q);
 186                 break;
 187
 188         default:
 189                 /* Driver returned NETDEV_TX_BUSY - requeue skb */
 190                 if (unlikely (ret != NETDEV_TX_BUSY && net_ratelimit()))
 191                         printk(KERN_WARNING "BUG %s code %d qlen %d\n",
 192                                dev->name, ret, q->q.qlen);
 193
 194                 ret = dev_requeue_skb(skb, dev, q);
 195                 break;
 196         }
 197
 198         return ret;
 199 }
 200
 201 void __qdisc_run(struct net_device *dev)
 202 {
 203         do {
 204                 if (!qdisc_restart(dev))
 205                         break;
 206         } while (!netif_queue_stopped(dev));
 207
 208         clear_bit(__LINK_STATE_QDISC_RUNNING, &dev->state);
 209 }
 210
 211 static void dev_watchdog(unsigned long arg)
 212 {
 213         struct net_device *dev = (struct net_device *)arg;
 214
 215         netif_tx_lock(dev);
 216         if (dev->qdisc != &noop_qdisc) {
 217                 if (netif_device_present(dev) &&
 218                     netif_running(dev) &&
 219                     netif_carrier_ok(dev)) {
 220                         if (netif_queue_stopped(dev) &&
 221                             time_after(jiffies, dev->trans_start + dev->watchdog_timeo)) {
 222
 223                                 printk(KERN_INFO "NETDEV WATCHDOG: %s: transmit timed out\n",
 224                                        dev->name);
 225                                 dev->tx_timeout(dev);
 226                         }
 227                         if (!mod_timer(&dev->watchdog_timer, round_jiffies(jiffies + dev->watchdog_timeo)))
 228                                 dev_hold(dev);
 229                 }
 230         }
 231         netif_tx_unlock(dev);
 232
 233         dev_put(dev);
 234 }
 235
 236 static void dev_watchdog_init(struct net_device *dev)
 237 {
 238         init_timer(&dev->watchdog_timer);
 239         dev->watchdog_timer.data = (unsigned long)dev;
 240         dev->watchdog_timer.function = dev_watchdog;
 241 }
 242
 243 void __netdev_watchdog_up(struct net_device *dev)
 244 {
 245         if (dev->tx_timeout) {
 246                 if (dev->watchdog_timeo <= 0)
 247                         dev->watchdog_timeo = 5*HZ;
 248                 if (!mod_timer(&dev->watchdog_timer,
 249                                round_jiffies(jiffies + dev->watchdog_timeo)))
 250                         dev_hold(dev);
 251         }
 252 }
 253
 254 static void dev_watchdog_up(struct net_device *dev)
 255 {
 256         __netdev_watchdog_up(dev);
 257 }
 258
 259 static void dev_watchdog_down(struct net_device *dev)
 260 {
 261         netif_tx_lock_bh(dev);
 262         if (del_timer(&dev->watchdog_timer))
 263                 dev_put(dev);
 264         netif_tx_unlock_bh(dev);
 265 }
 266
 267 void netif_carrier_on(struct net_device *dev)
 268 {
 269         if (test_and_clear_bit(__LINK_STATE_NOCARRIER, &dev->state))
 270                 linkwatch_fire_event(dev);
 271         if (netif_running(dev))
 272                 __netdev_watchdog_up(dev);
 273 }
 274
 275 void netif_carrier_off(struct net_device *dev)
 276 {
 277         if (!test_and_set_bit(__LINK_STATE_NOCARRIER, &dev->state))
 278                 linkwatch_fire_event(dev);
 279 }
 280
 281 /* "NOOP" scheduler: the best scheduler, recommended for all interfaces
 282    under all circumstances. It is difficult to invent anything faster or
 283    cheaper.
 284  */
 285
 286 static int noop_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc * qdisc)
 287 {
 288         kfree_skb(skb);
 289         return NET_XMIT_CN;
 290 }
 291
 292 static struct sk_buff *noop_dequeue(struct Qdisc * qdisc)
 293 {
 294         return NULL;
 295 }
 296
 297 static int noop_requeue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc* qdisc)
 298 {
 299         if (net_ratelimit())
 300                 printk(KERN_DEBUG "%s deferred output. It is buggy.\n",
 301                        skb->dev->name);
 302         kfree_skb(skb);
 303         return NET_XMIT_CN;
 304 }
 305
 306 struct Qdisc_ops noop_qdisc_ops = {
 307         .id             =       "noop",
 308         .priv_size      =       0,
 309         .enqueue        =       noop_enqueue,
 310         .dequeue        =       noop_dequeue,
 311         .requeue        =       noop_requeue,
 312         .owner          =       THIS_MODULE,
 313 };
 314
 315 struct Qdisc noop_qdisc = {
 316         .enqueue        =       noop_enqueue,
 317         .dequeue        =       noop_dequeue,
 318         .flags          =       TCQ_F_BUILTIN,
 319         .ops            =       &noop_qdisc_ops,
 320         .list           =       LIST_HEAD_INIT(noop_qdisc.list),
 321 };
 322
 323 static struct Qdisc_ops noqueue_qdisc_ops = {
 324         .id             =       "noqueue",
 325         .priv_size      =       0,
 326         .enqueue        =       noop_enqueue,
 327         .dequeue        =       noop_dequeue,
 328         .requeue        =       noop_requeue,
 329         .owner          =       THIS_MODULE,
 330 };
 331
 332 static struct Qdisc noqueue_qdisc = {
 333         .enqueue        =       NULL,
 334         .dequeue        =       noop_dequeue,
 335         .flags          =       TCQ_F_BUILTIN,
 336         .ops            =       &noqueue_qdisc_ops,
 337         .list           =       LIST_HEAD_INIT(noqueue_qdisc.list),
 338 };
 339
 340
 341 static const u8 prio2band[TC_PRIO_MAX+1] =
 342         { 1, 2, 2, 2, 1, 2, 0, 0 , 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };
 343
 344 /* 3-band FIFO queue: old style, but should be a bit faster than
 345    generic prio+fifo combination.
 346  */
 347
 348 #define PFIFO_FAST_BANDS 3
 349
 350 static inline struct sk_buff_head *prio2list(struct sk_buff *skb,
 351                                              struct Qdisc *qdisc)
 352 {
 353         struct sk_buff_head *list = qdisc_priv(qdisc);
 354         return list + prio2band[skb->priority & TC_PRIO_MAX];
 355 }
 356
 357 static int pfifo_fast_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc* qdisc)
 358 {
 359         struct sk_buff_head *list = prio2list(skb, qdisc);
 360
 361         if (skb_queue_len(list) < qdisc->dev->tx_queue_len) {
 362                 qdisc->q.qlen++;
 363                 return __qdisc_enqueue_tail(skb, qdisc, list);
 364         }
 365
 366         return qdisc_drop(skb, qdisc);
 367 }
 368
 369 static struct sk_buff *pfifo_fast_dequeue(struct Qdisc* qdisc)
 370 {
 371         int prio;
 372         struct sk_buff_head *list = qdisc_priv(qdisc);
 373
 374         for (prio = 0; prio < PFIFO_FAST_BANDS; prio++) {
 375                 if (!skb_queue_empty(list + prio)) {
 376                         qdisc->q.qlen--;
 377                         return __qdisc_dequeue_head(qdisc, list + prio);
 378                 }
 379         }
 380
 381         return NULL;
 382 }
 383
 384 static int pfifo_fast_requeue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc* qdisc)
 385 {
 386         qdisc->q.qlen++;
 387         return __qdisc_requeue(skb, qdisc, prio2list(skb, qdisc));
 388 }
 389
 390 static void pfifo_fast_reset(struct Qdisc* qdisc)
 391 {
 392         int prio;
 393         struct sk_buff_head *list = qdisc_priv(qdisc);
 394
 395         for (prio = 0; prio < PFIFO_FAST_BANDS; prio++)
 396                 __qdisc_reset_queue(qdisc, list + prio);
 397
 398         qdisc->qstats.backlog = 0;
 399         qdisc->q.qlen = 0;
 400 }
 401
 402 static int pfifo_fast_dump(struct Qdisc *qdisc, struct sk_buff *skb)
 403 {
 404         struct tc_prio_qopt opt = { .bands = PFIFO_FAST_BANDS };
 405
 406         memcpy(&opt.priomap, prio2band, TC_PRIO_MAX+1);
 407         RTA_PUT(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(opt), &opt);
 408         return skb->len;
 409
 410 rtattr_failure:
 411         return -1;
 412 }
 413
 414 static int pfifo_fast_init(struct Qdisc *qdisc, struct rtattr *opt)
 415 {
 416         int prio;
 417         struct sk_buff_head *list = qdisc_priv(qdisc);
 418
 419         for (prio = 0; prio < PFIFO_FAST_BANDS; prio++)
 420                 skb_queue_head_init(list + prio);
 421
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 static struct Qdisc_ops pfifo_fast_ops = {
 426         .id             =       "pfifo_fast",
 427         .priv_size      =       PFIFO_FAST_BANDS * sizeof(struct sk_buff_head),
 428         .enqueue        =       pfifo_fast_enqueue,
 429         .dequeue        =       pfifo_fast_dequeue,
 430         .requeue        =       pfifo_fast_requeue,
 431         .init           =       pfifo_fast_init,
 432         .reset          =       pfifo_fast_reset,
 433         .dump           =       pfifo_fast_dump,
 434         .owner          =       THIS_MODULE,
 435 };
 436
 437 struct Qdisc *qdisc_alloc(struct net_device *dev, struct Qdisc_ops *ops)
 438 {
 439         void *p;
 440         struct Qdisc *sch;
 441         unsigned int size;
 442         int err = -ENOBUFS;
 443
 444         /* ensure that the Qdisc and the private data are 32-byte aligned */
 445         size = QDISC_ALIGN(sizeof(*sch));
 446         size += ops->priv_size + (QDISC_ALIGNTO - 1);
 447
 448         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 449         if (!p)
 450                 goto errout;
 451         sch = (struct Qdisc *) QDISC_ALIGN((unsigned long) p);
 452         sch->padded = (char *) sch - (char *) p;
 453
 454         INIT_LIST_HEAD(&sch->list);
 455         skb_queue_head_init(&sch->q);
 456         sch->ops = ops;
 457         sch->enqueue = ops->enqueue;
 458         sch->dequeue = ops->dequeue;
 459         sch->dev = dev;
 460         dev_hold(dev);
 461         atomic_set(&sch->refcnt, 1);
 462
 463         return sch;
 464 errout:
 465         return ERR_PTR(-err);
 466 }
 467
 468 struct Qdisc * qdisc_create_dflt(struct net_device *dev, struct Qdisc_ops *ops,
 469                                  unsigned int parentid)
 470 {
 471         struct Qdisc *sch;
 472
 473         sch = qdisc_alloc(dev, ops);
 474         if (IS_ERR(sch))
 475                 goto errout;
 476         sch->stats_lock = &dev->queue_lock;
 477         sch->parent = parentid;
 478
 479         if (!ops->init || ops->init(sch, NULL) == 0)
 480                 return sch;
 481
 482         qdisc_destroy(sch);
 483 errout:
 484         return NULL;
 485 }
 486
 487 /* Under dev->queue_lock and BH! */
 488
 489 void qdisc_reset(struct Qdisc *qdisc)
 490 {
 491         struct Qdisc_ops *ops = qdisc->ops;
 492
 493         if (ops->reset)
 494                 ops->reset(qdisc);
 495 }
 496
 497 /* this is the rcu callback function to clean up a qdisc when there
 498  * are no further references to it */
 499
 500 static void __qdisc_destroy(struct rcu_head *head)
 501 {
 502         struct Qdisc *qdisc = container_of(head, struct Qdisc, q_rcu);
 503         kfree((char *) qdisc - qdisc->padded);
 504 }
 505
 506 /* Under dev->queue_lock and BH! */
 507
 508 void qdisc_destroy(struct Qdisc *qdisc)
 509 {
 510         struct Qdisc_ops  *ops = qdisc->ops;
 511
 512         if (qdisc->flags & TCQ_F_BUILTIN ||
 513             !atomic_dec_and_test(&qdisc->refcnt))
 514                 return;
 515
 516         list_del(&qdisc->list);
 517         gen_kill_estimator(&qdisc->bstats, &qdisc->rate_est);
 518         if (ops->reset)
 519                 ops->reset(qdisc);
 520         if (ops->destroy)
 521                 ops->destroy(qdisc);
 522
 523         module_put(ops->owner);
 524         dev_put(qdisc->dev);
 525         call_rcu(&qdisc->q_rcu, __qdisc_destroy);
 526 }
 527
 528 void dev_activate(struct net_device *dev)
 529 {
 530         /* No queueing discipline is attached to device;
 531            create default one i.e. pfifo_fast for devices,
 532            which need queueing and noqueue_qdisc for
 533            virtual interfaces
 534          */
 535
 536         if (dev->qdisc_sleeping == &noop_qdisc) {
 537                 struct Qdisc *qdisc;
 538                 if (dev->tx_queue_len) {
 539                         qdisc = qdisc_create_dflt(dev, &pfifo_fast_ops,
 540                                                   TC_H_ROOT);
 541                         if (qdisc == NULL) {
 542                                 printk(KERN_INFO "%s: activation failed\n", dev->name);
 543                                 return;
 544                         }
 545                         list_add_tail(&qdisc->list, &dev->qdisc_list);
 546                 } else {
 547                         qdisc =  &noqueue_qdisc;
 548                 }
 549                 dev->qdisc_sleeping = qdisc;
 550         }
 551
 552         if (!netif_carrier_ok(dev))
 553                 /* Delay activation until next carrier-on event */
 554                 return;
 555
 556         spin_lock_bh(&dev->queue_lock);
 557         rcu_assign_pointer(dev->qdisc, dev->qdisc_sleeping);
 558         if (dev->qdisc != &noqueue_qdisc) {
 559                 dev->trans_start = jiffies;
 560                 dev_watchdog_up(dev);
 561         }
 562         spin_unlock_bh(&dev->queue_lock);
 563 }
 564
 565 void dev_deactivate(struct net_device *dev)
 566 {
 567         struct Qdisc *qdisc;
 568         struct sk_buff *skb;
 569
 570         spin_lock_bh(&dev->queue_lock);
 571         qdisc = dev->qdisc;
 572         dev->qdisc = &noop_qdisc;
 573
 574         qdisc_reset(qdisc);
 575
 576         skb = dev->gso_skb;
 577         dev->gso_skb = NULL;
 578         spin_unlock_bh(&dev->queue_lock);
 579
 580         kfree_skb(skb);
 581
 582         dev_watchdog_down(dev);
 583
 584         /* Wait for outstanding dev_queue_xmit calls. */
 585         synchronize_rcu();
 586
 587         /* Wait for outstanding qdisc_run calls. */
 588         while (test_bit(__LINK_STATE_QDISC_RUNNING, &dev->state))
 589                 yield();
 590 }
 591
 592 void dev_init_scheduler(struct net_device *dev)
 593 {
 594         qdisc_lock_tree(dev);
 595         dev->qdisc = &noop_qdisc;
 596         dev->qdisc_sleeping = &noop_qdisc;
 597         INIT_LIST_HEAD(&dev->qdisc_list);
 598         qdisc_unlock_tree(dev);
 599
 600         dev_watchdog_init(dev);
 601 }
 602
 603 void dev_shutdown(struct net_device *dev)
 604 {
 605         struct Qdisc *qdisc;
 606
 607         qdisc_lock_tree(dev);
 608         qdisc = dev->qdisc_sleeping;
 609         dev->qdisc = &noop_qdisc;
 610         dev->qdisc_sleeping = &noop_qdisc;
 611         qdisc_destroy(qdisc);
 612 #if defined(CONFIG_NET_SCH_INGRESS) || defined(CONFIG_NET_SCH_INGRESS_MODULE)
 613         if ((qdisc = dev->qdisc_ingress) != NULL) {
 614                 dev->qdisc_ingress = NULL;
 615                 qdisc_destroy(qdisc);
 616         }
 617 #endif
 618         BUG_TRAP(!timer_pending(&dev->watchdog_timer));
 619         qdisc_unlock_tree(dev);
 620 }
 621
 622 EXPORT_SYMBOL(netif_carrier_on);
 623 EXPORT_SYMBOL(netif_carrier_off);
 624 EXPORT_SYMBOL(noop_qdisc);
 625 EXPORT_SYMBOL(qdisc_create_dflt);
 626 EXPORT_SYMBOL(qdisc_destroy);
 627 EXPORT_SYMBOL(qdisc_reset);
 628 EXPORT_SYMBOL(qdisc_lock_tree);
 629 EXPORT_SYMBOL(qdisc_unlock_tree);