usr.sbin/pfctl/pfctl_altq.c

   1 /*      $OpenBSD: pfctl_altq.c,v 1.83 2004/03/14 21:51:44 dhartmei Exp $        */
   2 /*      $DragonFly: src/usr.sbin/pfctl/pfctl_altq.c,v 1.1 2004/09/21 21:25:28 joerg Exp $ */
   3
   4 /*
   5  * Copyright (c) 2002
   6  *      Sony Computer Science Laboratories Inc.
   7  * Copyright (c) 2002, 2003 Henning Brauer <henning@openbsd.org>
   8  *
   9  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
  10  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
  11  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
  12  *
  13  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
  14  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
  15  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
  16  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  17  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
  18  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
  19  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  20  */
  21
  22 #include <sys/types.h>
  23 #include <sys/ioctl.h>
  24 #include <sys/socket.h>
  25
  26 #include <net/if.h>
  27 #include <netinet/in.h>
  28 #include <net/pf/pfvar.h>
  29
  30 #include <err.h>
  31 #include <errno.h>
  32 #include <limits.h>
  33 #include <math.h>
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <unistd.h>
  38
  39 #include <altq/altq.h>
  40 #include <altq/altq_cbq.h>
  41 #include <altq/altq_priq.h>
  42 #include <altq/altq_hfsc.h>
  43
  44 #include "pfctl_parser.h"
  45 #include "pfctl.h"
  46
  47 #define is_sc_null(sc)  (((sc) == NULL) || ((sc)->m1 == 0 && (sc)->m2 == 0))
  48
  49 TAILQ_HEAD(altqs, pf_altq) altqs = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(altqs);
  50 LIST_HEAD(gen_sc, segment) rtsc, lssc;
  51
  52 struct pf_altq  *qname_to_pfaltq(const char *, const char *);
  53 u_int32_t        qname_to_qid(const char *);
  54
  55 static int      eval_pfqueue_cbq(struct pfctl *, struct pf_altq *);
  56 static int      cbq_compute_idletime(struct pfctl *, struct pf_altq *);
  57 static int      check_commit_cbq(int, int, struct pf_altq *);
  58 static int      print_cbq_opts(const struct pf_altq *);
  59
  60 static int      eval_pfqueue_priq(struct pfctl *, struct pf_altq *);
  61 static int      check_commit_priq(int, int, struct pf_altq *);
  62 static int      print_priq_opts(const struct pf_altq *);
  63
  64 static int      eval_pfqueue_hfsc(struct pfctl *, struct pf_altq *);
  65 static int      check_commit_hfsc(int, int, struct pf_altq *);
  66 static int      print_hfsc_opts(const struct pf_altq *,
  67                     const struct node_queue_opt *);
  68
  69 static void              gsc_add_sc(struct gen_sc *, struct service_curve *);
  70 static int               is_gsc_under_sc(struct gen_sc *,
  71                              struct service_curve *);
  72 static void              gsc_destroy(struct gen_sc *);
  73 static struct segment   *gsc_getentry(struct gen_sc *, double);
  74 static int               gsc_add_seg(struct gen_sc *, double, double, double,
  75                              double);
  76 static double            sc_x2y(struct service_curve *, double);
  77
  78 u_int32_t        getifspeed(char *);
  79 u_long           getifmtu(char *);
  80 int              eval_queue_opts(struct pf_altq *, struct node_queue_opt *,
  81                      u_int32_t);
  82 u_int32_t        eval_bwspec(struct node_queue_bw *, u_int32_t);
  83 void             print_hfsc_sc(const char *, u_int, u_int, u_int,
  84                      const struct node_hfsc_sc *);
  85
  86 void
  87 pfaltq_store(struct pf_altq *a)
  88 {
  89         struct pf_altq  *altq;
  90
  91         if ((altq = malloc(sizeof(*altq))) == NULL)
  92                 err(1, "malloc");
  93         memcpy(altq, a, sizeof(struct pf_altq));
  94         TAILQ_INSERT_TAIL(&altqs, altq, entries);
  95 }
  96
  97 void
  98 pfaltq_free(struct pf_altq *a)
  99 {
 100         struct pf_altq  *altq;
 101
 102         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 103                 if (strncmp(a->ifname, altq->ifname, IFNAMSIZ) == 0 &&
 104                     strncmp(a->qname, altq->qname, PF_QNAME_SIZE) == 0) {
 105                         TAILQ_REMOVE(&altqs, altq, entries);
 106                         free(altq);
 107                         return;
 108                 }
 109         }
 110 }
 111
 112 struct pf_altq *
 113 pfaltq_lookup(const char *ifname)
 114 {
 115         struct pf_altq  *altq;
 116
 117         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 118                 if (strncmp(ifname, altq->ifname, IFNAMSIZ) == 0 &&
 119                     altq->qname[0] == 0)
 120                         return (altq);
 121         }
 122         return (NULL);
 123 }
 124
 125 struct pf_altq *
 126 qname_to_pfaltq(const char *qname, const char *ifname)
 127 {
 128         struct pf_altq  *altq;
 129
 130         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 131                 if (strncmp(ifname, altq->ifname, IFNAMSIZ) == 0 &&
 132                     strncmp(qname, altq->qname, PF_QNAME_SIZE) == 0)
 133                         return (altq);
 134         }
 135         return (NULL);
 136 }
 137
 138 u_int32_t
 139 qname_to_qid(const char *qname)
 140 {
 141         struct pf_altq  *altq;
 142
 143         /*
 144          * We guarantee that same named queues on different interfaces
 145          * have the same qid, so we do NOT need to limit matching on
 146          * one interface!
 147          */
 148
 149         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 150                 if (strncmp(qname, altq->qname, PF_QNAME_SIZE) == 0)
 151                         return (altq->qid);
 152         }
 153         return (0);
 154 }
 155
 156 void
 157 print_altq(const struct pf_altq *a, unsigned level, struct node_queue_bw *bw,
 158         struct node_queue_opt *qopts)
 159 {
 160         if (a->qname[0] != 0) {
 161                 print_queue(a, level, bw, 0, qopts);
 162                 return;
 163         }
 164
 165         printf("altq on %s ", a->ifname);
 166
 167         switch (a->scheduler) {
 168         case ALTQT_CBQ:
 169                 if (!print_cbq_opts(a))
 170                         printf("cbq ");
 171                 break;
 172         case ALTQT_PRIQ:
 173                 if (!print_priq_opts(a))
 174                         printf("priq ");
 175                 break;
 176         case ALTQT_HFSC:
 177                 if (!print_hfsc_opts(a, qopts))
 178                         printf("hfsc ");
 179                 break;
 180         }
 181
 182         if (bw != NULL && bw->bw_percent > 0) {
 183                 if (bw->bw_percent < 100)
 184                         printf("bandwidth %u%% ", bw->bw_percent);
 185         } else
 186                 printf("bandwidth %s ", rate2str((double)a->ifbandwidth));
 187
 188         if (a->qlimit != DEFAULT_QLIMIT)
 189                 printf("qlimit %u ", a->qlimit);
 190         printf("tbrsize %u ", a->tbrsize);
 191 }
 192
 193 void
 194 print_queue(const struct pf_altq *a, unsigned level, struct node_queue_bw *bw,
 195     int print_interface, struct node_queue_opt *qopts)
 196 {
 197         unsigned        i;
 198
 199         printf("queue ");
 200         for (i = 0; i < level; ++i)
 201                 printf(" ");
 202         printf("%s ", a->qname);
 203         if (print_interface)
 204                 printf("on %s ", a->ifname);
 205         if (a->scheduler == ALTQT_CBQ || a->scheduler == ALTQT_HFSC) {
 206                 if (bw != NULL && bw->bw_percent > 0) {
 207                         if (bw->bw_percent < 100)
 208                                 printf("bandwidth %u%% ", bw->bw_percent);
 209                 } else
 210                         printf("bandwidth %s ", rate2str((double)a->bandwidth));
 211         }
 212         if (a->priority != DEFAULT_PRIORITY)
 213                 printf("priority %u ", a->priority);
 214         if (a->qlimit != DEFAULT_QLIMIT)
 215                 printf("qlimit %u ", a->qlimit);
 216         switch (a->scheduler) {
 217         case ALTQT_CBQ:
 218                 print_cbq_opts(a);
 219                 break;
 220         case ALTQT_PRIQ:
 221                 print_priq_opts(a);
 222                 break;
 223         case ALTQT_HFSC:
 224                 print_hfsc_opts(a, qopts);
 225                 break;
 226         }
 227 }
 228
 229 /*
 230  * eval_pfaltq computes the discipline parameters.
 231  */
 232 int
 233 eval_pfaltq(struct pfctl *pf, struct pf_altq *pa, struct node_queue_bw *bw,
 234     struct node_queue_opt *opts)
 235 {
 236         u_int   rate, size, errors = 0;
 237
 238         if (bw->bw_absolute > 0)
 239                 pa->ifbandwidth = bw->bw_absolute;
 240         else
 241                 if ((rate = getifspeed(pa->ifname)) == 0) {
 242                         fprintf(stderr, "cannot determine interface bandwidth "
 243                             "for %s, specify an absolute bandwidth\n",
 244                             pa->ifname);
 245                         errors++;
 246                 } else if ((pa->ifbandwidth = eval_bwspec(bw, rate)) == 0)
 247                         pa->ifbandwidth = rate;
 248
 249         errors += eval_queue_opts(pa, opts, pa->ifbandwidth);
 250
 251         /* if tbrsize is not specified, use heuristics */
 252         if (pa->tbrsize == 0) {
 253                 rate = pa->ifbandwidth;
 254                 if (rate <= 1 * 1000 * 1000)
 255                         size = 1;
 256                 else if (rate <= 10 * 1000 * 1000)
 257                         size = 4;
 258                 else if (rate <= 200 * 1000 * 1000)
 259                         size = 8;
 260                 else
 261                         size = 24;
 262                 size = size * getifmtu(pa->ifname);
 263                 if (size > 0xffff)
 264                         size = 0xffff;
 265                 pa->tbrsize = size;
 266         }
 267         return (errors);
 268 }
 269
 270 /*
 271  * check_commit_altq does consistency check for each interface
 272  */
 273 int
 274 check_commit_altq(int dev, int opts)
 275 {
 276         struct pf_altq  *altq;
 277         int              error = 0;
 278
 279         /* call the discipline check for each interface. */
 280         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 281                 if (altq->qname[0] == 0) {
 282                         switch (altq->scheduler) {
 283                         case ALTQT_CBQ:
 284                                 error = check_commit_cbq(dev, opts, altq);
 285                                 break;
 286                         case ALTQT_PRIQ:
 287                                 error = check_commit_priq(dev, opts, altq);
 288                                 break;
 289                         case ALTQT_HFSC:
 290                                 error = check_commit_hfsc(dev, opts, altq);
 291                                 break;
 292                         default:
 293                                 break;
 294                         }
 295                 }
 296         }
 297         return (error);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * eval_pfqueue computes the queue parameters.
 302  */
 303 int
 304 eval_pfqueue(struct pfctl *pf, struct pf_altq *pa, struct node_queue_bw *bw,
 305     struct node_queue_opt *opts)
 306 {
 307         /* should be merged with expand_queue */
 308         struct pf_altq  *if_pa, *parent;
 309         int              error = 0;
 310
 311         /* find the corresponding interface and copy fields used by queues */
 312         if ((if_pa = pfaltq_lookup(pa->ifname)) == NULL) {
 313                 fprintf(stderr, "altq not defined on %s\n", pa->ifname);
 314                 return (1);
 315         }
 316         pa->scheduler = if_pa->scheduler;
 317         pa->ifbandwidth = if_pa->ifbandwidth;
 318
 319         if (qname_to_pfaltq(pa->qname, pa->ifname) != NULL) {
 320                 fprintf(stderr, "queue %s already exists on interface %s\n",
 321                     pa->qname, pa->ifname);
 322                 return (1);
 323         }
 324         pa->qid = qname_to_qid(pa->qname);
 325
 326         parent = NULL;
 327         if (pa->parent[0] != 0) {
 328                 parent = qname_to_pfaltq(pa->parent, pa->ifname);
 329                 if (parent == NULL) {
 330                         fprintf(stderr, "parent %s not found for %s\n",
 331                             pa->parent, pa->qname);
 332                         return (1);
 333                 }
 334                 pa->parent_qid = parent->qid;
 335         }
 336         if (pa->qlimit == 0)
 337                 pa->qlimit = DEFAULT_QLIMIT;
 338
 339         if (pa->scheduler == ALTQT_CBQ || pa->scheduler == ALTQT_HFSC) {
 340                 if ((pa->bandwidth = eval_bwspec(bw,
 341                     parent == NULL ? 0 : parent->bandwidth)) == 0) {
 342                         fprintf(stderr, "bandwidth for %s invalid (%d / %d)\n",
 343                             pa->qname, bw->bw_absolute, bw->bw_percent);
 344                         return (1);
 345                 }
 346
 347                 if (pa->bandwidth > pa->ifbandwidth) {
 348                         fprintf(stderr, "bandwidth for %s higher than "
 349                             "interface\n", pa->qname);
 350                         return (1);
 351                 }
 352                 if (parent != NULL && pa->bandwidth > parent->bandwidth) {
 353                         fprintf(stderr, "bandwidth for %s higher than parent\n",
 354                             pa->qname);
 355                         return (1);
 356                 }
 357         }
 358
 359         if (eval_queue_opts(pa, opts, parent == NULL? 0 : parent->bandwidth))
 360                 return (1);
 361
 362         switch (pa->scheduler) {
 363         case ALTQT_CBQ:
 364                 error = eval_pfqueue_cbq(pf, pa);
 365                 break;
 366         case ALTQT_PRIQ:
 367                 error = eval_pfqueue_priq(pf, pa);
 368                 break;
 369         case ALTQT_HFSC:
 370                 error = eval_pfqueue_hfsc(pf, pa);
 371                 break;
 372         default:
 373                 break;
 374         }
 375         return (error);
 376 }
 377
 378 /*
 379  * CBQ support functions
 380  */
 381 #define RM_FILTER_GAIN  5       /* log2 of gain, e.g., 5 => 31/32 */
 382 #define RM_NS_PER_SEC   (1000000000)
 383
 384 static int
 385 eval_pfqueue_cbq(struct pfctl *pf, struct pf_altq *pa)
 386 {
 387         struct cbq_opts *opts;
 388         u_int            ifmtu;
 389
 390         if (pa->priority >= CBQ_MAXPRI) {
 391                 warnx("priority out of range: max %d", CBQ_MAXPRI - 1);
 392                 return (-1);
 393         }
 394
 395         ifmtu = getifmtu(pa->ifname);
 396         opts = &pa->pq_u.cbq_opts;
 397
 398         if (opts->pktsize == 0) {       /* use default */
 399                 opts->pktsize = ifmtu;
 400                 if (opts->pktsize > MCLBYTES)   /* do what TCP does */
 401                         opts->pktsize &= ~MCLBYTES;
 402         } else if (opts->pktsize > ifmtu)
 403                 opts->pktsize = ifmtu;
 404         if (opts->maxpktsize == 0)      /* use default */
 405                 opts->maxpktsize = ifmtu;
 406         else if (opts->maxpktsize > ifmtu)
 407                 opts->pktsize = ifmtu;
 408
 409         if (opts->pktsize > opts->maxpktsize)
 410                 opts->pktsize = opts->maxpktsize;
 411
 412         if (pa->parent[0] == 0)
 413                 opts->flags |= (CBQCLF_ROOTCLASS | CBQCLF_WRR);
 414
 415         cbq_compute_idletime(pf, pa);
 416         return (0);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * compute ns_per_byte, maxidle, minidle, and offtime
 421  */
 422 static int
 423 cbq_compute_idletime(struct pfctl *pf, struct pf_altq *pa)
 424 {
 425         struct cbq_opts *opts;
 426         double           maxidle_s, maxidle, minidle;
 427         double           offtime, nsPerByte, ifnsPerByte, ptime, cptime;
 428         double           z, g, f, gton, gtom;
 429         u_int            minburst, maxburst;
 430
 431         opts = &pa->pq_u.cbq_opts;
 432         ifnsPerByte = (1.0 / (double)pa->ifbandwidth) * RM_NS_PER_SEC * 8;
 433         minburst = opts->minburst;
 434         maxburst = opts->maxburst;
 435
 436         if (pa->bandwidth == 0)
 437                 f = 0.0001;     /* small enough? */
 438         else
 439                 f = ((double) pa->bandwidth / (double) pa->ifbandwidth);
 440
 441         nsPerByte = ifnsPerByte / f;
 442         ptime = (double)opts->pktsize * ifnsPerByte;
 443         cptime = ptime * (1.0 - f) / f;
 444
 445         if (nsPerByte * (double)opts->maxpktsize > (double)INT_MAX) {
 446                 /*
 447                  * this causes integer overflow in kernel!
 448                  * (bandwidth < 6Kbps when max_pkt_size=1500)
 449                  */
 450                 if (pa->bandwidth != 0 && (pf->opts & PF_OPT_QUIET) == 0)
 451                         warnx("queue bandwidth must be larger than %s",
 452                             rate2str(ifnsPerByte * (double)opts->maxpktsize /
 453                             (double)INT_MAX * (double)pa->ifbandwidth));
 454                         fprintf(stderr, "cbq: queue %s is too slow!\n",
 455                             pa->qname);
 456                 nsPerByte = (double)(INT_MAX / opts->maxpktsize);
 457         }
 458
 459         if (maxburst == 0) {  /* use default */
 460                 if (cptime > 10.0 * 1000000)
 461                         maxburst = 4;
 462                 else
 463                         maxburst = 16;
 464         }
 465         if (minburst == 0)  /* use default */
 466                 minburst = 2;
 467         if (minburst > maxburst)
 468                 minburst = maxburst;
 469
 470         z = (double)(1 << RM_FILTER_GAIN);
 471         g = (1.0 - 1.0 / z);
 472         gton = pow(g, (double)maxburst);
 473         gtom = pow(g, (double)(minburst-1));
 474         maxidle = ((1.0 / f - 1.0) * ((1.0 - gton) / gton));
 475         maxidle_s = (1.0 - g);
 476         if (maxidle > maxidle_s)
 477                 maxidle = ptime * maxidle;
 478         else
 479                 maxidle = ptime * maxidle_s;
 480         if (minburst)
 481                 offtime = cptime * (1.0 + 1.0/(1.0 - g) * (1.0 - gtom) / gtom);
 482         else
 483                 offtime = cptime;
 484         minidle = -((double)opts->maxpktsize * (double)nsPerByte);
 485
 486         /* scale parameters */
 487         maxidle = ((maxidle * 8.0) / nsPerByte) *
 488             pow(2.0, (double)RM_FILTER_GAIN);
 489         offtime = (offtime * 8.0) / nsPerByte *
 490             pow(2.0, (double)RM_FILTER_GAIN);
 491         minidle = ((minidle * 8.0) / nsPerByte) *
 492             pow(2.0, (double)RM_FILTER_GAIN);
 493
 494         maxidle = maxidle / 1000.0;
 495         offtime = offtime / 1000.0;
 496         minidle = minidle / 1000.0;
 497
 498         opts->minburst = minburst;
 499         opts->maxburst = maxburst;
 500         opts->ns_per_byte = (u_int)nsPerByte;
 501         opts->maxidle = (u_int)fabs(maxidle);
 502         opts->minidle = (int)minidle;
 503         opts->offtime = (u_int)fabs(offtime);
 504
 505         return (0);
 506 }
 507
 508 static int
 509 check_commit_cbq(int dev, int opts, struct pf_altq *pa)
 510 {
 511         struct pf_altq  *altq;
 512         int              root_class, default_class;
 513         int              error = 0;
 514
 515         /*
 516          * check if cbq has one root queue and one default queue
 517          * for this interface
 518          */
 519         root_class = default_class = 0;
 520         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 521                 if (strncmp(altq->ifname, pa->ifname, IFNAMSIZ) != 0)
 522                         continue;
 523                 if (altq->qname[0] == 0)  /* this is for interface */
 524                         continue;
 525                 if (altq->pq_u.cbq_opts.flags & CBQCLF_ROOTCLASS)
 526                         root_class++;
 527                 if (altq->pq_u.cbq_opts.flags & CBQCLF_DEFCLASS)
 528                         default_class++;
 529         }
 530         if (root_class != 1) {
 531                 warnx("should have one root queue on %s", pa->ifname);
 532                 error++;
 533         }
 534         if (default_class != 1) {
 535                 warnx("should have one default queue on %s", pa->ifname);
 536                 error++;
 537         }
 538         return (error);
 539 }
 540
 541 static int
 542 print_cbq_opts(const struct pf_altq *a)
 543 {
 544         const struct cbq_opts   *opts;
 545
 546         opts = &a->pq_u.cbq_opts;
 547         if (opts->flags) {
 548                 printf("cbq(");
 549                 if (opts->flags & CBQCLF_RED)
 550                         printf(" red");
 551                 if (opts->flags & CBQCLF_ECN)
 552                         printf(" ecn");
 553                 if (opts->flags & CBQCLF_RIO)
 554                         printf(" rio");
 555                 if (opts->flags & CBQCLF_CLEARDSCP)
 556                         printf(" cleardscp");
 557                 if (opts->flags & CBQCLF_FLOWVALVE)
 558                         printf(" flowvalve");
 559                 if (opts->flags & CBQCLF_BORROW)
 560                         printf(" borrow");
 561                 if (opts->flags & CBQCLF_WRR)
 562                         printf(" wrr");
 563                 if (opts->flags & CBQCLF_EFFICIENT)
 564                         printf(" efficient");
 565                 if (opts->flags & CBQCLF_ROOTCLASS)
 566                         printf(" root");
 567                 if (opts->flags & CBQCLF_DEFCLASS)
 568                         printf(" default");
 569                 printf(" ) ");
 570
 571                 return (1);
 572         } else
 573                 return (0);
 574 }
 575
 576 /*
 577  * PRIQ support functions
 578  */
 579 static int
 580 eval_pfqueue_priq(struct pfctl *pf, struct pf_altq *pa)
 581 {
 582         struct pf_altq  *altq;
 583
 584         if (pa->priority >= PRIQ_MAXPRI) {
 585                 warnx("priority out of range: max %d", PRIQ_MAXPRI - 1);
 586                 return (-1);
 587         }
 588         /* the priority should be unique for the interface */
 589         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 590                 if (strncmp(altq->ifname, pa->ifname, IFNAMSIZ) == 0 &&
 591                     altq->qname[0] != 0 && altq->priority == pa->priority) {
 592                         warnx("%s and %s have the same priority",
 593                             altq->qname, pa->qname);
 594                         return (-1);
 595                 }
 596         }
 597
 598         return (0);
 599 }
 600
 601 static int
 602 check_commit_priq(int dev, int opts, struct pf_altq *pa)
 603 {
 604         struct pf_altq  *altq;
 605         int              default_class;
 606         int              error = 0;
 607
 608         /*
 609          * check if priq has one default class for this interface
 610          */
 611         default_class = 0;
 612         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 613                 if (strncmp(altq->ifname, pa->ifname, IFNAMSIZ) != 0)
 614                         continue;
 615                 if (altq->qname[0] == 0)  /* this is for interface */
 616                         continue;
 617                 if (altq->pq_u.priq_opts.flags & PRCF_DEFAULTCLASS)
 618                         default_class++;
 619         }
 620         if (default_class != 1) {
 621                 warnx("should have one default queue on %s", pa->ifname);
 622                 error++;
 623         }
 624         return (error);
 625 }
 626
 627 static int
 628 print_priq_opts(const struct pf_altq *a)
 629 {
 630         const struct priq_opts  *opts;
 631
 632         opts = &a->pq_u.priq_opts;
 633
 634         if (opts->flags) {
 635                 printf("priq(");
 636                 if (opts->flags & PRCF_RED)
 637                         printf(" red");
 638                 if (opts->flags & PRCF_ECN)
 639                         printf(" ecn");
 640                 if (opts->flags & PRCF_RIO)
 641                         printf(" rio");
 642                 if (opts->flags & PRCF_CLEARDSCP)
 643                         printf(" cleardscp");
 644                 if (opts->flags & PRCF_DEFAULTCLASS)
 645                         printf(" default");
 646                 printf(" ) ");
 647
 648                 return (1);
 649         } else
 650                 return (0);
 651 }
 652
 653 /*
 654  * HFSC support functions
 655  */
 656 static int
 657 eval_pfqueue_hfsc(struct pfctl *pf, struct pf_altq *pa)
 658 {
 659         struct pf_altq          *altq, *parent;
 660         struct hfsc_opts        *opts;
 661         struct service_curve     sc;
 662
 663         opts = &pa->pq_u.hfsc_opts;
 664
 665         if (pa->parent[0] == 0) {
 666                 /* root queue */
 667                 opts->lssc_m1 = pa->ifbandwidth;
 668                 opts->lssc_m2 = pa->ifbandwidth;
 669                 opts->lssc_d = 0;
 670                 return (0);
 671         }
 672
 673         LIST_INIT(&rtsc);
 674         LIST_INIT(&lssc);
 675
 676         /* if link_share is not specified, use bandwidth */
 677         if (opts->lssc_m2 == 0)
 678                 opts->lssc_m2 = pa->bandwidth;
 679
 680         if ((opts->rtsc_m1 > 0 && opts->rtsc_m2 == 0) ||
 681             (opts->lssc_m1 > 0 && opts->lssc_m2 == 0) ||
 682             (opts->ulsc_m1 > 0 && opts->ulsc_m2 == 0)) {
 683                 warnx("m2 is zero for %s", pa->qname);
 684                 return (-1);
 685         }
 686
 687         if ((opts->rtsc_m1 < opts->rtsc_m2 && opts->rtsc_m1 != 0) ||
 688             (opts->rtsc_m1 < opts->rtsc_m2 && opts->rtsc_m1 != 0) ||
 689             (opts->rtsc_m1 < opts->rtsc_m2 && opts->rtsc_m1 != 0)) {
 690                 warnx("m1 must be zero for convex curve: %s", pa->qname);
 691                 return (-1);
 692         }
 693
 694         /*
 695          * admission control:
 696          * for the real-time service curve, the sum of the service curves
 697          * should not exceed 80% of the interface bandwidth.  20% is reserved
 698          * not to over-commit the actual interface bandwidth.
 699          * for the link-sharing service curve, the sum of the child service
 700          * curve should not exceed the parent service curve.
 701          * for the upper-limit service curve, the assigned bandwidth should
 702          * be smaller than the interface bandwidth, and the upper-limit should
 703          * be larger than the real-time service curve when both are defined.
 704          */
 705         parent = qname_to_pfaltq(pa->parent, pa->ifname);
 706         if (parent == NULL)
 707                 errx(1, "parent %s not found for %s", pa->parent, pa->qname);
 708
 709         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 710                 if (strncmp(altq->ifname, pa->ifname, IFNAMSIZ) != 0)
 711                         continue;
 712                 if (altq->qname[0] == 0)  /* this is for interface */
 713                         continue;
 714
 715                 /* if the class has a real-time service curve, add it. */
 716                 if (opts->rtsc_m2 != 0 && altq->pq_u.hfsc_opts.rtsc_m2 != 0) {
 717                         sc.m1 = altq->pq_u.hfsc_opts.rtsc_m1;
 718                         sc.d = altq->pq_u.hfsc_opts.rtsc_d;
 719                         sc.m2 = altq->pq_u.hfsc_opts.rtsc_m2;
 720                         gsc_add_sc(&rtsc, &sc);
 721                 }
 722
 723                 if (strncmp(altq->parent, pa->parent, PF_QNAME_SIZE) != 0)
 724                         continue;
 725
 726                 /* if the class has a link-sharing service curve, add it. */
 727                 if (opts->lssc_m2 != 0 && altq->pq_u.hfsc_opts.lssc_m2 != 0) {
 728                         sc.m1 = altq->pq_u.hfsc_opts.lssc_m1;
 729                         sc.d = altq->pq_u.hfsc_opts.lssc_d;
 730                         sc.m2 = altq->pq_u.hfsc_opts.lssc_m2;
 731                         gsc_add_sc(&lssc, &sc);
 732                 }
 733         }
 734
 735         /* check the real-time service curve.  reserve 20% of interface bw */
 736         if (opts->rtsc_m2 != 0) {
 737                 sc.m1 = 0;
 738                 sc.d = 0;
 739                 sc.m2 = pa->ifbandwidth / 100 * 80;
 740                 if (!is_gsc_under_sc(&rtsc, &sc)) {
 741                         warnx("real-time sc exceeds the interface bandwidth");
 742                         goto err_ret;
 743                 }
 744         }
 745
 746         /* check the link-sharing service curve. */
 747         if (opts->lssc_m2 != 0) {
 748                 sc.m1 = parent->pq_u.hfsc_opts.lssc_m1;
 749                 sc.d = parent->pq_u.hfsc_opts.lssc_d;
 750                 sc.m2 = parent->pq_u.hfsc_opts.lssc_m2;
 751                 if (!is_gsc_under_sc(&lssc, &sc)) {
 752                         warnx("link-sharing sc exceeds parent's sc");
 753                         goto err_ret;
 754                 }
 755         }
 756
 757         /* check the upper-limit service curve. */
 758         if (opts->ulsc_m2 != 0) {
 759                 if (opts->ulsc_m1 > pa->ifbandwidth ||
 760                     opts->ulsc_m2 > pa->ifbandwidth) {
 761                         warnx("upper-limit larger than interface bandwidth");
 762                         goto err_ret;
 763                 }
 764                 if (opts->rtsc_m2 != 0 && opts->rtsc_m2 > opts->ulsc_m2) {
 765                         warnx("upper-limit sc smaller than real-time sc");
 766                         goto err_ret;
 767                 }
 768         }
 769
 770         gsc_destroy(&rtsc);
 771         gsc_destroy(&lssc);
 772
 773         return (0);
 774
 775 err_ret:
 776         gsc_destroy(&rtsc);
 777         gsc_destroy(&lssc);
 778         return (-1);
 779 }
 780
 781 static int
 782 check_commit_hfsc(int dev, int opts, struct pf_altq *pa)
 783 {
 784         struct pf_altq  *altq, *def = NULL;
 785         int              default_class;
 786         int              error = 0;
 787
 788         /* check if hfsc has one default queue for this interface */
 789         default_class = 0;
 790         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 791                 if (strncmp(altq->ifname, pa->ifname, IFNAMSIZ) != 0)
 792                         continue;
 793                 if (altq->qname[0] == 0)  /* this is for interface */
 794                         continue;
 795                 if (altq->parent[0] == 0)  /* dummy root */
 796                         continue;
 797                 if (altq->pq_u.hfsc_opts.flags & HFCF_DEFAULTCLASS) {
 798                         default_class++;
 799                         def = altq;
 800                 }
 801         }
 802         if (default_class != 1) {
 803                 warnx("should have one default queue on %s", pa->ifname);
 804                 return (1);
 805         }
 806         /* make sure the default queue is a leaf */
 807         TAILQ_FOREACH(altq, &altqs, entries) {
 808                 if (strncmp(altq->ifname, pa->ifname, IFNAMSIZ) != 0)
 809                         continue;
 810                 if (altq->qname[0] == 0)  /* this is for interface */
 811                         continue;
 812                 if (strncmp(altq->parent, def->qname, PF_QNAME_SIZE) == 0) {
 813                         warnx("default queue is not a leaf");
 814                         error++;
 815                 }
 816         }
 817         return (error);
 818 }
 819
 820 static int
 821 print_hfsc_opts(const struct pf_altq *a, const struct node_queue_opt *qopts)
 822 {
 823         const struct hfsc_opts          *opts;
 824         const struct node_hfsc_sc       *rtsc, *lssc, *ulsc;
 825
 826         opts = &a->pq_u.hfsc_opts;
 827         if (qopts == NULL)
 828                 rtsc = lssc = ulsc = NULL;
 829         else {
 830                 rtsc = &qopts->data.hfsc_opts.realtime;
 831                 lssc = &qopts->data.hfsc_opts.linkshare;
 832                 ulsc = &qopts->data.hfsc_opts.upperlimit;
 833         }
 834
 835         if (opts->flags || opts->rtsc_m2 != 0 || opts->ulsc_m2 != 0 ||
 836             (opts->lssc_m2 != 0 && (opts->lssc_m2 != a->bandwidth ||
 837             opts->lssc_d != 0))) {
 838                 printf("hfsc(");
 839                 if (opts->flags & HFCF_RED)
 840                         printf(" red");
 841                 if (opts->flags & HFCF_ECN)
 842                         printf(" ecn");
 843                 if (opts->flags & HFCF_RIO)
 844                         printf(" rio");
 845                 if (opts->flags & HFCF_CLEARDSCP)
 846                         printf(" cleardscp");
 847                 if (opts->flags & HFCF_DEFAULTCLASS)
 848                         printf(" default");
 849                 if (opts->rtsc_m2 != 0)
 850                         print_hfsc_sc("realtime", opts->rtsc_m1, opts->rtsc_d,
 851                             opts->rtsc_m2, rtsc);
 852                 if (opts->lssc_m2 != 0 && (opts->lssc_m2 != a->bandwidth ||
 853                     opts->lssc_d != 0))
 854                         print_hfsc_sc("linkshare", opts->lssc_m1, opts->lssc_d,
 855                             opts->lssc_m2, lssc);
 856                 if (opts->ulsc_m2 != 0)
 857                         print_hfsc_sc("upperlimit", opts->ulsc_m1, opts->ulsc_d,
 858                             opts->ulsc_m2, ulsc);
 859                 printf(" ) ");
 860
 861                 return (1);
 862         } else
 863                 return (0);
 864 }
 865
 866 /*
 867  * admission control using generalized service curve
 868  */
 869 #define INFINITY        HUGE_VAL  /* positive infinity defined in <math.h> */
 870
 871 /* add a new service curve to a generalized service curve */
 872 static void
 873 gsc_add_sc(struct gen_sc *gsc, struct service_curve *sc)
 874 {
 875         if (is_sc_null(sc))
 876                 return;
 877         if (sc->d != 0)
 878                 gsc_add_seg(gsc, 0.0, 0.0, (double)sc->d, (double)sc->m1);
 879         gsc_add_seg(gsc, (double)sc->d, 0.0, INFINITY, (double)sc->m2);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * check whether all points of a generalized service curve have
 884  * their y-coordinates no larger than a given two-piece linear
 885  * service curve.
 886  */
 887 static int
 888 is_gsc_under_sc(struct gen_sc *gsc, struct service_curve *sc)
 889 {
 890         struct segment  *s, *last, *end;
 891         double           y;
 892
 893         if (is_sc_null(sc)) {
 894                 if (LIST_EMPTY(gsc))
 895                         return (1);
 896                 LIST_FOREACH(s, gsc, _next) {
 897                         if (s->m != 0)
 898                                 return (0);
 899                 }
 900                 return (1);
 901         }
 902         /*
 903          * gsc has a dummy entry at the end with x = INFINITY.
 904          * loop through up to this dummy entry.
 905          */
 906         end = gsc_getentry(gsc, INFINITY);
 907         if (end == NULL)
 908                 return (1);
 909         last = NULL;
 910         for (s = LIST_FIRST(gsc); s != end; s = LIST_NEXT(s, _next)) {
 911                 if (s->y > sc_x2y(sc, s->x))
 912                         return (0);
 913                 last = s;
 914         }
 915         /* last now holds the real last segment */
 916         if (last == NULL)
 917                 return (1);
 918         if (last->m > sc->m2)
 919                 return (0);
 920         if (last->x < sc->d && last->m > sc->m1) {
 921                 y = last->y + (sc->d - last->x) * last->m;
 922                 if (y > sc_x2y(sc, sc->d))
 923                         return (0);
 924         }
 925         return (1);
 926 }
 927
 928 static void
 929 gsc_destroy(struct gen_sc *gsc)
 930 {
 931         struct segment  *s;
 932
 933         while ((s = LIST_FIRST(gsc)) != NULL) {
 934                 LIST_REMOVE(s, _next);
 935                 free(s);
 936         }
 937 }
 938
 939 /*
 940  * return a segment entry starting at x.
 941  * if gsc has no entry starting at x, a new entry is created at x.
 942  */
 943 static struct segment *
 944 gsc_getentry(struct gen_sc *gsc, double x)
 945 {
 946         struct segment  *new, *prev, *s;
 947
 948         prev = NULL;
 949         LIST_FOREACH(s, gsc, _next) {
 950                 if (s->x == x)
 951                         return (s);     /* matching entry found */
 952                 else if (s->x < x)
 953                         prev = s;
 954                 else
 955                         break;
 956         }
 957
 958         /* we have to create a new entry */
 959         if ((new = calloc(1, sizeof(struct segment))) == NULL)
 960                 return (NULL);
 961
 962         new->x = x;
 963         if (x == INFINITY || s == NULL)
 964                 new->d = 0;
 965         else if (s->x == INFINITY)
 966                 new->d = INFINITY;
 967         else
 968                 new->d = s->x - x;
 969         if (prev == NULL) {
 970                 /* insert the new entry at the head of the list */
 971                 new->y = 0;
 972                 new->m = 0;
 973                 LIST_INSERT_HEAD(gsc, new, _next);
 974         } else {
 975                 /*
 976                  * the start point intersects with the segment pointed by
 977                  * prev.  divide prev into 2 segments
 978                  */
 979                 if (x == INFINITY) {
 980                         prev->d = INFINITY;
 981                         if (prev->m == 0)
 982                                 new->y = prev->y;
 983                         else
 984                                 new->y = INFINITY;
 985                 } else {
 986                         prev->d = x - prev->x;
 987                         new->y = prev->d * prev->m + prev->y;
 988                 }
 989                 new->m = prev->m;
 990                 LIST_INSERT_AFTER(prev, new, _next);
 991         }
 992         return (new);
 993 }
 994
 995 /* add a segment to a generalized service curve */
 996 static int
 997 gsc_add_seg(struct gen_sc *gsc, double x, double y, double d, double m)
 998 {
 999         struct segment  *start, *end, *s;
1000         double           x2;
1001
1002         if (d == INFINITY)
1003                 x2 = INFINITY;
1004         else
1005                 x2 = x + d;
1006         start = gsc_getentry(gsc, x);
1007         end = gsc_getentry(gsc, x2);
1008         if (start == NULL || end == NULL)
1009                 return (-1);
1010
1011         for (s = start; s != end; s = LIST_NEXT(s, _next)) {
1012                 s->m += m;
1013                 s->y += y + (s->x - x) * m;
1014         }
1015
1016         end = gsc_getentry(gsc, INFINITY);
1017         for (; s != end; s = LIST_NEXT(s, _next)) {
1018                 s->y += m * d;
1019         }
1020
1021         return (0);
1022 }
1023
1024 /* get y-projection of a service curve */
1025 static double
1026 sc_x2y(struct service_curve *sc, double x)
1027 {
1028         double  y;
1029
1030         if (x <= (double)sc->d)
1031                 /* y belongs to the 1st segment */
1032                 y = x * (double)sc->m1;
1033         else
1034                 /* y belongs to the 2nd segment */
1035                 y = (double)sc->d * (double)sc->m1
1036                         + (x - (double)sc->d) * (double)sc->m2;
1037         return (y);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * misc utilities
1042  */
1043 #define R2S_BUFS        8
1044 #define RATESTR_MAX     16
1045
1046 char *
1047 rate2str(double rate)
1048 {
1049         char            *buf;
1050         static char      r2sbuf[R2S_BUFS][RATESTR_MAX];  /* ring bufer */
1051         static int       idx = 0;
1052         int              i;
1053         static const char unit[] = " KMG";
1054
1055         buf = r2sbuf[idx++];
1056         if (idx == R2S_BUFS)
1057                 idx = 0;
1058
1059         for (i = 0; rate >= 1000 && i <= 3; i++)
1060                 rate /= 1000;
1061
1062         if ((int)(rate * 100) % 100)
1063                 snprintf(buf, RATESTR_MAX, "%.2f%cb", rate, unit[i]);
1064         else
1065                 snprintf(buf, RATESTR_MAX, "%d%cb", (int)rate, unit[i]);
1066
1067         return (buf);
1068 }
1069
1070 u_int32_t
1071 getifspeed(char *ifname)
1072 {
1073         int             s;
1074         struct ifreq    ifr;
1075         struct if_data  ifrdat;
1076
1077         if ((s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
1078                 err(1, "socket");
1079         if (strlcpy(ifr.ifr_name, ifname, sizeof(ifr.ifr_name)) >=
1080             sizeof(ifr.ifr_name))
1081                 errx(1, "getifspeed: strlcpy");
1082         ifr.ifr_data = (caddr_t)&ifrdat;
1083         if (ioctl(s, SIOCGIFDATA, (caddr_t)&ifr) == -1)
1084                 err(1, "SIOCGIFDATA");
1085         if (shutdown(s, SHUT_RDWR) == -1)
1086                 err(1, "shutdown");
1087         if (close(s))
1088                 err(1, "close");
1089         return ((u_int32_t)ifrdat.ifi_baudrate);
1090 }
1091
1092 u_long
1093 getifmtu(char *ifname)
1094 {
1095         int             s;
1096         struct ifreq    ifr;
1097
1098         if ((s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
1099                 err(1, "socket");
1100         if (strlcpy(ifr.ifr_name, ifname, sizeof(ifr.ifr_name)) >=
1101             sizeof(ifr.ifr_name))
1102                 errx(1, "getifmtu: strlcpy");
1103         if (ioctl(s, SIOCGIFMTU, (caddr_t)&ifr) == -1)
1104                 err(1, "SIOCGIFMTU");
1105         if (shutdown(s, SHUT_RDWR) == -1)
1106                 err(1, "shutdown");
1107         if (close(s))
1108                 err(1, "close");
1109         if (ifr.ifr_mtu > 0)
1110                 return (ifr.ifr_mtu);
1111         else {
1112                 warnx("could not get mtu for %s, assuming 1500", ifname);
1113                 return (1500);
1114         }
1115 }
1116
1117 int
1118 eval_queue_opts(struct pf_altq *pa, struct node_queue_opt *opts,
1119     u_int32_t ref_bw)
1120 {
1121         int     errors = 0;
1122
1123         switch (pa->scheduler) {
1124         case ALTQT_CBQ:
1125                 pa->pq_u.cbq_opts = opts->data.cbq_opts;
1126                 break;
1127         case ALTQT_PRIQ:
1128                 pa->pq_u.priq_opts = opts->data.priq_opts;
1129                 break;
1130         case ALTQT_HFSC:
1131                 pa->pq_u.hfsc_opts.flags = opts->data.hfsc_opts.flags;
1132                 if (opts->data.hfsc_opts.linkshare.used) {
1133                         pa->pq_u.hfsc_opts.lssc_m1 =
1134                             eval_bwspec(&opts->data.hfsc_opts.linkshare.m1,
1135                             ref_bw);
1136                         pa->pq_u.hfsc_opts.lssc_m2 =
1137                             eval_bwspec(&opts->data.hfsc_opts.linkshare.m2,
1138                             ref_bw);
1139                         pa->pq_u.hfsc_opts.lssc_d =
1140                             opts->data.hfsc_opts.linkshare.d;
1141                 }
1142                 if (opts->data.hfsc_opts.realtime.used) {
1143                         pa->pq_u.hfsc_opts.rtsc_m1 =
1144                             eval_bwspec(&opts->data.hfsc_opts.realtime.m1,
1145                             ref_bw);
1146                         pa->pq_u.hfsc_opts.rtsc_m2 =
1147                             eval_bwspec(&opts->data.hfsc_opts.realtime.m2,
1148                             ref_bw);
1149                         pa->pq_u.hfsc_opts.rtsc_d =
1150                             opts->data.hfsc_opts.realtime.d;
1151                 }
1152                 if (opts->data.hfsc_opts.upperlimit.used) {
1153                         pa->pq_u.hfsc_opts.ulsc_m1 =
1154                             eval_bwspec(&opts->data.hfsc_opts.upperlimit.m1,
1155                             ref_bw);
1156                         pa->pq_u.hfsc_opts.ulsc_m2 =
1157                             eval_bwspec(&opts->data.hfsc_opts.upperlimit.m2,
1158                             ref_bw);
1159                         pa->pq_u.hfsc_opts.ulsc_d =
1160                             opts->data.hfsc_opts.upperlimit.d;
1161                 }
1162                 break;
1163         default:
1164                 warnx("eval_queue_opts: unknown scheduler type %u",
1165                     opts->qtype);
1166                 errors++;
1167                 break;
1168         }
1169
1170         return (errors);
1171 }
1172
1173 u_int32_t
1174 eval_bwspec(struct node_queue_bw *bw, u_int32_t ref_bw)
1175 {
1176         if (bw->bw_absolute > 0)
1177                 return (bw->bw_absolute);
1178
1179         if (bw->bw_percent > 0)
1180                 return (ref_bw / 100 * bw->bw_percent);
1181
1182         return (0);
1183 }
1184
1185 void
1186 print_hfsc_sc(const char *scname, u_int m1, u_int d, u_int m2,
1187     const struct node_hfsc_sc *sc)
1188 {
1189         printf(" %s", scname);
1190
1191         if (d != 0) {
1192                 printf("(");
1193                 if (sc != NULL && sc->m1.bw_percent > 0)
1194                         printf("%u%%", sc->m1.bw_percent);
1195                 else
1196                         printf("%s", rate2str((double)m1));
1197                 printf(" %u", d);
1198         }
1199
1200         if (sc != NULL && sc->m2.bw_percent > 0)
1201                 printf(" %u%%", sc->m2.bw_percent);
1202         else
1203                 printf(" %s", rate2str((double)m2));
1204
1205         if (d != 0)
1206                 printf(")");
1207 }