net/sched/sch_mqprio.c

   1 /*
   2  * net/sched/sch_mqprio.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010 John Fastabend <john.r.fastabend@intel.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * version 2 as published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/string.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/skbuff.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <net/netlink.h>
  19 #include <net/pkt_sched.h>
  20 #include <net/sch_generic.h>
  21
  22 struct mqprio_sched {
  23         struct Qdisc            **qdiscs;
  24         int hw_owned;
  25 };
  26
  27 static void mqprio_destroy(struct Qdisc *sch)
  28 {
  29         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
  30         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
  31         struct tc_to_netdev tc = {.type = TC_SETUP_MQPRIO};
  32         unsigned int ntx;
  33
  34         if (priv->qdiscs) {
  35                 for (ntx = 0;
  36                      ntx < dev->num_tx_queues && priv->qdiscs[ntx];
  37                      ntx++)
  38                         qdisc_destroy(priv->qdiscs[ntx]);
  39                 kfree(priv->qdiscs);
  40         }
  41
  42         if (priv->hw_owned && dev->netdev_ops->ndo_setup_tc)
  43                 dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, sch->handle, 0, &tc);
  44         else
  45                 netdev_set_num_tc(dev, 0);
  46 }
  47
  48 static int mqprio_parse_opt(struct net_device *dev, struct tc_mqprio_qopt *qopt)
  49 {
  50         int i, j;
  51
  52         /* Verify num_tc is not out of max range */
  53         if (qopt->num_tc > TC_MAX_QUEUE)
  54                 return -EINVAL;
  55
  56         /* Verify priority mapping uses valid tcs */
  57         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++) {
  58                 if (qopt->prio_tc_map[i] >= qopt->num_tc)
  59                         return -EINVAL;
  60         }
  61
  62         /* net_device does not support requested operation */
  63         if (qopt->hw && !dev->netdev_ops->ndo_setup_tc)
  64                 return -EINVAL;
  65
  66         /* if hw owned qcount and qoffset are taken from LLD so
  67          * no reason to verify them here
  68          */
  69         if (qopt->hw)
  70                 return 0;
  71
  72         for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++) {
  73                 unsigned int last = qopt->offset[i] + qopt->count[i];
  74
  75                 /* Verify the queue count is in tx range being equal to the
  76                  * real_num_tx_queues indicates the last queue is in use.
  77                  */
  78                 if (qopt->offset[i] >= dev->real_num_tx_queues ||
  79                     !qopt->count[i] ||
  80                     last > dev->real_num_tx_queues)
  81                         return -EINVAL;
  82
  83                 /* Verify that the offset and counts do not overlap */
  84                 for (j = i + 1; j < qopt->num_tc; j++) {
  85                         if (last > qopt->offset[j])
  86                                 return -EINVAL;
  87                 }
  88         }
  89
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 static int mqprio_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
  94 {
  95         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
  96         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
  97         struct netdev_queue *dev_queue;
  98         struct Qdisc *qdisc;
  99         int i, err = -EOPNOTSUPP;
 100         struct tc_mqprio_qopt *qopt = NULL;
 101
 102         BUILD_BUG_ON(TC_MAX_QUEUE != TC_QOPT_MAX_QUEUE);
 103         BUILD_BUG_ON(TC_BITMASK != TC_QOPT_BITMASK);
 104
 105         if (sch->parent != TC_H_ROOT)
 106                 return -EOPNOTSUPP;
 107
 108         if (!netif_is_multiqueue(dev))
 109                 return -EOPNOTSUPP;
 110
 111         if (!opt || nla_len(opt) < sizeof(*qopt))
 112                 return -EINVAL;
 113
 114         qopt = nla_data(opt);
 115         if (mqprio_parse_opt(dev, qopt))
 116                 return -EINVAL;
 117
 118         /* pre-allocate qdisc, attachment can't fail */
 119         priv->qdiscs = kcalloc(dev->num_tx_queues, sizeof(priv->qdiscs[0]),
 120                                GFP_KERNEL);
 121         if (!priv->qdiscs)
 122                 return -ENOMEM;
 123
 124         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
 125                 dev_queue = netdev_get_tx_queue(dev, i);
 126                 qdisc = qdisc_create_dflt(dev_queue,
 127                                           get_default_qdisc_ops(dev, i),
 128                                           TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
 129                                                     TC_H_MIN(i + 1)));
 130                 if (!qdisc)
 131                         return -ENOMEM;
 132
 133                 priv->qdiscs[i] = qdisc;
 134                 qdisc->flags |= TCQ_F_ONETXQUEUE | TCQ_F_NOPARENT;
 135         }
 136
 137         /* If the mqprio options indicate that hardware should own
 138          * the queue mapping then run ndo_setup_tc otherwise use the
 139          * supplied and verified mapping
 140          */
 141         if (qopt->hw) {
 142                 struct tc_to_netdev tc = {.type = TC_SETUP_MQPRIO,
 143                                           { .tc = qopt->num_tc }};
 144
 145                 priv->hw_owned = 1;
 146                 err = dev->netdev_ops->ndo_setup_tc(dev, sch->handle, 0, &tc);
 147                 if (err)
 148                         return err;
 149         } else {
 150                 netdev_set_num_tc(dev, qopt->num_tc);
 151                 for (i = 0; i < qopt->num_tc; i++)
 152                         netdev_set_tc_queue(dev, i,
 153                                             qopt->count[i], qopt->offset[i]);
 154         }
 155
 156         /* Always use supplied priority mappings */
 157         for (i = 0; i < TC_BITMASK + 1; i++)
 158                 netdev_set_prio_tc_map(dev, i, qopt->prio_tc_map[i]);
 159
 160         sch->flags |= TCQ_F_MQROOT;
 161         return 0;
 162 }
 163
 164 static void mqprio_attach(struct Qdisc *sch)
 165 {
 166         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 167         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 168         struct Qdisc *qdisc, *old;
 169         unsigned int ntx;
 170
 171         /* Attach underlying qdisc */
 172         for (ntx = 0; ntx < dev->num_tx_queues; ntx++) {
 173                 qdisc = priv->qdiscs[ntx];
 174                 old = dev_graft_qdisc(qdisc->dev_queue, qdisc);
 175                 if (old)
 176                         qdisc_destroy(old);
 177                 if (ntx < dev->real_num_tx_queues)
 178                         qdisc_hash_add(qdisc);
 179         }
 180         kfree(priv->qdiscs);
 181         priv->qdiscs = NULL;
 182 }
 183
 184 static struct netdev_queue *mqprio_queue_get(struct Qdisc *sch,
 185                                              unsigned long cl)
 186 {
 187         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 188         unsigned long ntx = cl - 1 - netdev_get_num_tc(dev);
 189
 190         if (ntx >= dev->num_tx_queues)
 191                 return NULL;
 192         return netdev_get_tx_queue(dev, ntx);
 193 }
 194
 195 static int mqprio_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long cl, struct Qdisc *new,
 196                     struct Qdisc **old)
 197 {
 198         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 199         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 200
 201         if (!dev_queue)
 202                 return -EINVAL;
 203
 204         if (dev->flags & IFF_UP)
 205                 dev_deactivate(dev);
 206
 207         *old = dev_graft_qdisc(dev_queue, new);
 208
 209         if (new)
 210                 new->flags |= TCQ_F_ONETXQUEUE | TCQ_F_NOPARENT;
 211
 212         if (dev->flags & IFF_UP)
 213                 dev_activate(dev);
 214
 215         return 0;
 216 }
 217
 218 static int mqprio_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb)
 219 {
 220         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 221         struct mqprio_sched *priv = qdisc_priv(sch);
 222         unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
 223         struct tc_mqprio_qopt opt = { 0 };
 224         struct Qdisc *qdisc;
 225         unsigned int i;
 226
 227         sch->q.qlen = 0;
 228         memset(&sch->bstats, 0, sizeof(sch->bstats));
 229         memset(&sch->qstats, 0, sizeof(sch->qstats));
 230
 231         for (i = 0; i < dev->num_tx_queues; i++) {
 232                 qdisc = rtnl_dereference(netdev_get_tx_queue(dev, i)->qdisc);
 233                 spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 234                 sch->q.qlen             += qdisc->q.qlen;
 235                 sch->bstats.bytes       += qdisc->bstats.bytes;
 236                 sch->bstats.packets     += qdisc->bstats.packets;
 237                 sch->qstats.backlog     += qdisc->qstats.backlog;
 238                 sch->qstats.drops       += qdisc->qstats.drops;
 239                 sch->qstats.requeues    += qdisc->qstats.requeues;
 240                 sch->qstats.overlimits  += qdisc->qstats.overlimits;
 241                 spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 242         }
 243
 244         opt.num_tc = netdev_get_num_tc(dev);
 245         memcpy(opt.prio_tc_map, dev->prio_tc_map, sizeof(opt.prio_tc_map));
 246         opt.hw = priv->hw_owned;
 247
 248         for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
 249                 opt.count[i] = dev->tc_to_txq[i].count;
 250                 opt.offset[i] = dev->tc_to_txq[i].offset;
 251         }
 252
 253         if (nla_put(skb, TCA_OPTIONS, sizeof(opt), &opt))
 254                 goto nla_put_failure;
 255
 256         return skb->len;
 257 nla_put_failure:
 258         nlmsg_trim(skb, b);
 259         return -1;
 260 }
 261
 262 static struct Qdisc *mqprio_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
 263 {
 264         struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 265
 266         if (!dev_queue)
 267                 return NULL;
 268
 269         return dev_queue->qdisc_sleeping;
 270 }
 271
 272 static unsigned long mqprio_get(struct Qdisc *sch, u32 classid)
 273 {
 274         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 275         unsigned int ntx = TC_H_MIN(classid);
 276
 277         if (ntx > dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev))
 278                 return 0;
 279         return ntx;
 280 }
 281
 282 static void mqprio_put(struct Qdisc *sch, unsigned long cl)
 283 {
 284 }
 285
 286 static int mqprio_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
 287                          struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm)
 288 {
 289         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 290
 291         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
 292                 tcm->tcm_parent = TC_H_ROOT;
 293                 tcm->tcm_info = 0;
 294         } else {
 295                 int i;
 296                 struct netdev_queue *dev_queue;
 297
 298                 dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 299                 tcm->tcm_parent = 0;
 300                 for (i = 0; i < netdev_get_num_tc(dev); i++) {
 301                         struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[i];
 302                         int q_idx = cl - netdev_get_num_tc(dev);
 303
 304                         if (q_idx > tc.offset &&
 305                             q_idx <= tc.offset + tc.count) {
 306                                 tcm->tcm_parent =
 307                                         TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle),
 308                                                   TC_H_MIN(i + 1));
 309                                 break;
 310                         }
 311                 }
 312                 tcm->tcm_info = dev_queue->qdisc_sleeping->handle;
 313         }
 314         tcm->tcm_handle |= TC_H_MIN(cl);
 315         return 0;
 316 }
 317
 318 static int mqprio_dump_class_stats(struct Qdisc *sch, unsigned long cl,
 319                                    struct gnet_dump *d)
 320         __releases(d->lock)
 321         __acquires(d->lock)
 322 {
 323         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 324
 325         if (cl <= netdev_get_num_tc(dev)) {
 326                 int i;
 327                 __u32 qlen = 0;
 328                 struct Qdisc *qdisc;
 329                 struct gnet_stats_queue qstats = {0};
 330                 struct gnet_stats_basic_packed bstats = {0};
 331                 struct netdev_tc_txq tc = dev->tc_to_txq[cl - 1];
 332
 333                 /* Drop lock here it will be reclaimed before touching
 334                  * statistics this is required because the d->lock we
 335                  * hold here is the look on dev_queue->qdisc_sleeping
 336                  * also acquired below.
 337                  */
 338                 if (d->lock)
 339                         spin_unlock_bh(d->lock);
 340
 341                 for (i = tc.offset; i < tc.offset + tc.count; i++) {
 342                         struct netdev_queue *q = netdev_get_tx_queue(dev, i);
 343
 344                         qdisc = rtnl_dereference(q->qdisc);
 345                         spin_lock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 346                         qlen              += qdisc->q.qlen;
 347                         bstats.bytes      += qdisc->bstats.bytes;
 348                         bstats.packets    += qdisc->bstats.packets;
 349                         qstats.backlog    += qdisc->qstats.backlog;
 350                         qstats.drops      += qdisc->qstats.drops;
 351                         qstats.requeues   += qdisc->qstats.requeues;
 352                         qstats.overlimits += qdisc->qstats.overlimits;
 353                         spin_unlock_bh(qdisc_lock(qdisc));
 354                 }
 355                 /* Reclaim root sleeping lock before completing stats */
 356                 if (d->lock)
 357                         spin_lock_bh(d->lock);
 358                 if (gnet_stats_copy_basic(NULL, d, NULL, &bstats) < 0 ||
 359                     gnet_stats_copy_queue(d, NULL, &qstats, qlen) < 0)
 360                         return -1;
 361         } else {
 362                 struct netdev_queue *dev_queue = mqprio_queue_get(sch, cl);
 363
 364                 sch = dev_queue->qdisc_sleeping;
 365                 if (gnet_stats_copy_basic(qdisc_root_sleeping_running(sch), d,
 366                                           sch->cpu_bstats, &sch->bstats) < 0 ||
 367                     gnet_stats_copy_queue(d, NULL,
 368                                           &sch->qstats, sch->q.qlen) < 0)
 369                         return -1;
 370         }
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 static void mqprio_walk(struct Qdisc *sch, struct qdisc_walker *arg)
 375 {
 376         struct net_device *dev = qdisc_dev(sch);
 377         unsigned long ntx;
 378
 379         if (arg->stop)
 380                 return;
 381
 382         /* Walk hierarchy with a virtual class per tc */
 383         arg->count = arg->skip;
 384         for (ntx = arg->skip;
 385              ntx < dev->num_tx_queues + netdev_get_num_tc(dev);
 386              ntx++) {
 387                 if (arg->fn(sch, ntx + 1, arg) < 0) {
 388                         arg->stop = 1;
 389                         break;
 390                 }
 391                 arg->count++;
 392         }
 393 }
 394
 395 static const struct Qdisc_class_ops mqprio_class_ops = {
 396         .graft          = mqprio_graft,
 397         .leaf           = mqprio_leaf,
 398         .get            = mqprio_get,
 399         .put            = mqprio_put,
 400         .walk           = mqprio_walk,
 401         .dump           = mqprio_dump_class,
 402         .dump_stats     = mqprio_dump_class_stats,
 403 };
 404
 405 static struct Qdisc_ops mqprio_qdisc_ops __read_mostly = {
 406         .cl_ops         = &mqprio_class_ops,
 407         .id             = "mqprio",
 408         .priv_size      = sizeof(struct mqprio_sched),
 409         .init           = mqprio_init,
 410         .destroy        = mqprio_destroy,
 411         .attach         = mqprio_attach,
 412         .dump           = mqprio_dump,
 413         .owner          = THIS_MODULE,
 414 };
 415
 416 static int __init mqprio_module_init(void)
 417 {
 418         return register_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
 419 }
 420
 421 static void __exit mqprio_module_exit(void)
 422 {
 423         unregister_qdisc(&mqprio_qdisc_ops);
 424 }
 425
 426 module_init(mqprio_module_init);
 427 module_exit(mqprio_module_exit);
 428
 429 MODULE_LICENSE("GPL");