ipfw3_nat: move func prototype into header
[dragonfly.git] / sys / net / altq / altq_rmclass.c
1 /*      @(#)rm_class.c  1.48     97/12/05 SMI   */
2 /*      $KAME: altq_rmclass.c,v 1.18 2003/11/06 06:32:53 kjc Exp $      */
3
4 /*
5  * Copyright (c) 1991-1997 Regents of the University of California.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
17  *    must display the following acknowledgement:
18  *      This product includes software developed by the Network Research
19  *      Group at Lawrence Berkeley Laboratory.
20  * 4. Neither the name of the University nor of the Laboratory may be used
21  *    to endorse or promote products derived from this software without
22  *    specific prior written permission.
23  *
24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  *
36  * LBL code modified by speer@eng.sun.com, May 1977.
37  * For questions and/or comments, please send mail to cbq@ee.lbl.gov
38  */
39
40 #include "opt_altq.h"
41 #include "opt_inet.h"
42 #include "opt_inet6.h"
43
44 #ifdef ALTQ_CBQ /* cbq is enabled by ALTQ_CBQ option in opt_altq.h */
45
46 #include <sys/param.h>
47 #include <sys/malloc.h>
48 #include <sys/mbuf.h>
49 #include <sys/socket.h>
50 #include <sys/systm.h>
51 #include <sys/callout.h>
52 #include <sys/errno.h>
53 #include <sys/time.h>
54 #include <sys/thread.h>
55
56 #include <net/if.h>
57
58 #include <net/altq/altq.h>
59 #include <net/altq/altq_rmclass.h>
60 #include <net/altq/altq_rmclass_debug.h>
61 #include <net/altq/altq_red.h>
62 #include <net/altq/altq_rio.h>
63
64 #include <sys/thread2.h>
65
66 #ifdef CBQ_TRACE
67 static struct cbqtrace cbqtrace_buffer[NCBQTRACE+1];
68 static struct cbqtrace *cbqtrace_ptr = NULL;
69 static int cbqtrace_count;
70 #endif
71
72 /*
73  * Local Macros
74  */
75
76 #define reset_cutoff(ifd)       { ifd->cutoff_ = RM_MAXDEPTH; }
77
78 /*
79  * Local routines.
80  */
81
82 static int      rmc_satisfied(struct rm_class *, struct timeval *);
83 static void     rmc_wrr_set_weights(struct rm_ifdat *);
84 static void     rmc_depth_compute(struct rm_class *);
85 static void     rmc_depth_recompute(rm_class_t *);
86
87 static struct mbuf *_rmc_wrr_dequeue_next(struct rm_ifdat *, int);
88 static struct mbuf *_rmc_prr_dequeue_next(struct rm_ifdat *, int);
89
90 static int      _rmc_addq(rm_class_t *, struct mbuf *);
91 static void     _rmc_dropq(rm_class_t *);
92 static struct mbuf *_rmc_getq(rm_class_t *);
93 static struct mbuf *_rmc_pollq(rm_class_t *);
94
95 static int      rmc_under_limit(struct rm_class *, struct timeval *);
96 static void     rmc_tl_satisfied(struct rm_ifdat *, struct timeval *);
97 static void     rmc_drop_action(struct rm_class *);
98 static void     rmc_restart(void *);
99 static void     rmc_root_overlimit(struct rm_class *, struct rm_class *);
100
101 #define BORROW_OFFTIME
102 /*
103  * BORROW_OFFTIME (experimental):
104  * borrow the offtime of the class borrowing from.
105  * the reason is that when its own offtime is set, the class is unable
106  * to borrow much, especially when cutoff is taking effect.
107  * but when the borrowed class is overloaded (advidle is close to minidle),
108  * use the borrowing class's offtime to avoid overload.
109  */
110 #define ADJUST_CUTOFF
111 /*
112  * ADJUST_CUTOFF (experimental):
113  * if no underlimit class is found due to cutoff, increase cutoff and
114  * retry the scheduling loop.
115  * also, don't invoke delay_actions while cutoff is taking effect,
116  * since a sleeping class won't have a chance to be scheduled in the
117  * next loop.
118  *
119  * now heuristics for setting the top-level variable (cutoff_) becomes:
120  *      1. if a packet arrives for a not-overlimit class, set cutoff
121  *         to the depth of the class.
122  *      2. if cutoff is i, and a packet arrives for an overlimit class
123  *         with an underlimit ancestor at a lower level than i (say j),
124  *         then set cutoff to j.
125  *      3. at scheduling a packet, if there is no underlimit class
126  *         due to the current cutoff level, increase cutoff by 1 and
127  *         then try to schedule again.
128  */
129
130 /*
131  * rm_class_t *
132  * rmc_newclass(...) - Create a new resource management class at priority
133  * 'pri' on the interface given by 'ifd'.
134  *
135  * nsecPerByte  is the data rate of the interface in nanoseconds/byte.
136  *              E.g., 800 for a 10Mb/s ethernet.  If the class gets less
137  *              than 100% of the bandwidth, this number should be the
138  *              'effective' rate for the class.  Let f be the
139  *              bandwidth fraction allocated to this class, and let
140  *              nsPerByte be the data rate of the output link in
141  *              nanoseconds/byte.  Then nsecPerByte is set to
142  *              nsPerByte / f.  E.g., 1600 (= 800 / .5)
143  *              for a class that gets 50% of an ethernet's bandwidth.
144  *
145  * action       the routine to call when the class is over limit.
146  *
147  * maxq         max allowable queue size for class (in packets).
148  *
149  * parent       parent class pointer.
150  *
151  * borrow       class to borrow from (should be either 'parent' or null).
152  *
153  * maxidle      max value allowed for class 'idle' time estimate (this
154  *              parameter determines how large an initial burst of packets
155  *              can be before overlimit action is invoked.
156  *
157  * offtime      how long 'delay' action will delay when class goes over
158  *              limit (this parameter determines the steady-state burst
159  *              size when a class is running over its limit).
160  *
161  * Maxidle and offtime have to be computed from the following:  If the
162  * average packet size is s, the bandwidth fraction allocated to this
163  * class is f, we want to allow b packet bursts, and the gain of the
164  * averaging filter is g (= 1 - 2^(-RM_FILTER_GAIN)), then:
165  *
166  *   ptime = s * nsPerByte * (1 - f) / f
167  *   maxidle = ptime * (1 - g^b) / g^b
168  *   minidle = -ptime * (1 / (f - 1))
169  *   offtime = ptime * (1 + 1/(1 - g) * (1 - g^(b - 1)) / g^(b - 1)
170  *
171  * Operationally, it's convenient to specify maxidle & offtime in units
172  * independent of the link bandwidth so the maxidle & offtime passed to
173  * this routine are the above values multiplied by 8*f/(1000*nsPerByte).
174  * (The constant factor is a scale factor needed to make the parameters
175  * integers.  This scaling also means that the 'unscaled' values of
176  * maxidle*nsecPerByte/8 and offtime*nsecPerByte/8 will be in microseconds,
177  * not nanoseconds.)  Also note that the 'idle' filter computation keeps
178  * an estimate scaled upward by 2^RM_FILTER_GAIN so the passed value of
179  * maxidle also must be scaled upward by this value.  Thus, the passed
180  * values for maxidle and offtime can be computed as follows:
181  *
182  * maxidle = maxidle * 2^RM_FILTER_GAIN * 8 / (1000 * nsecPerByte)
183  * offtime = offtime * 8 / (1000 * nsecPerByte)
184  *
185  * When USE_HRTIME is employed, then maxidle and offtime become:
186  *      maxidle = maxilde * (8.0 / nsecPerByte);
187  *      offtime = offtime * (8.0 / nsecPerByte);
188  */
189 struct rm_class *
190 rmc_newclass(int pri, struct rm_ifdat *ifd, u_int nsecPerByte,
191              void (*action)(rm_class_t *, rm_class_t *), int maxq,
192              struct rm_class *parent, struct rm_class *borrow, u_int maxidle,
193              int minidle, u_int offtime, int pktsize, int flags)
194 {
195         struct rm_class *cl;
196         struct rm_class *peer;
197
198         if (pri >= RM_MAXPRIO)
199                 return (NULL);
200 #ifndef ALTQ_RED
201         if (flags & RMCF_RED) {
202 #ifdef ALTQ_DEBUG
203                 kprintf("rmc_newclass: RED not configured for CBQ!\n");
204 #endif
205                 return (NULL);
206         }
207 #endif
208 #ifndef ALTQ_RIO
209         if (flags & RMCF_RIO) {
210 #ifdef ALTQ_DEBUG
211                 kprintf("rmc_newclass: RIO not configured for CBQ!\n");
212 #endif
213                 return (NULL);
214         }
215 #endif
216
217         cl = kmalloc(sizeof(*cl), M_ALTQ, M_WAITOK | M_ZERO);
218         callout_init(&cl->callout_);
219         cl->q_ = kmalloc(sizeof(*cl->q_), M_ALTQ, M_WAITOK | M_ZERO);
220
221         /*
222          * Class initialization.
223          */
224         cl->children_ = NULL;
225         cl->parent_ = parent;
226         cl->borrow_ = borrow;
227         cl->leaf_ = 1;
228         cl->ifdat_ = ifd;
229         cl->pri_ = pri;
230         cl->allotment_ = RM_NS_PER_SEC / nsecPerByte; /* Bytes per sec */
231         cl->depth_ = 0;
232         cl->qthresh_ = 0;
233         cl->ns_per_byte_ = nsecPerByte;
234
235         qlimit(cl->q_) = maxq;
236         qtype(cl->q_) = Q_DROPHEAD;
237         qlen(cl->q_) = 0;
238         cl->flags_ = flags;
239
240 #if 1 /* minidle is also scaled in ALTQ */
241         cl->minidle_ = (minidle * (int)nsecPerByte) / 8;
242         if (cl->minidle_ > 0)
243                 cl->minidle_ = 0;
244 #else
245         cl->minidle_ = minidle;
246 #endif
247         cl->maxidle_ = (maxidle * nsecPerByte) / 8;
248         if (cl->maxidle_ == 0)
249                 cl->maxidle_ = 1;
250 #if 1 /* offtime is also scaled in ALTQ */
251         cl->avgidle_ = cl->maxidle_;
252         cl->offtime_ = ((offtime * nsecPerByte) / 8) >> RM_FILTER_GAIN;
253         if (cl->offtime_ == 0)
254                 cl->offtime_ = 1;
255 #else
256         cl->avgidle_ = 0;
257         cl->offtime_ = (offtime * nsecPerByte) / 8;
258 #endif
259         cl->overlimit = action;
260
261 #ifdef ALTQ_RED
262         if (flags & (RMCF_RED|RMCF_RIO)) {
263                 int red_flags, red_pkttime;
264
265                 red_flags = 0;
266                 if (flags & RMCF_ECN)
267                         red_flags |= REDF_ECN;
268 #ifdef ALTQ_RIO
269                 if (flags & RMCF_CLEARDSCP)
270                         red_flags |= RIOF_CLEARDSCP;
271 #endif
272                 red_pkttime = nsecPerByte * pktsize  / 1000;
273
274                 if (flags & RMCF_RED) {
275                         cl->red_ = red_alloc(0, 0,
276                             qlimit(cl->q_) * 10/100,
277                             qlimit(cl->q_) * 30/100,
278                             red_flags, red_pkttime);
279                         if (cl->red_ != NULL)
280                                 qtype(cl->q_) = Q_RED;
281                 }
282 #ifdef ALTQ_RIO
283                 else {
284                         cl->red_ = (red_t *)rio_alloc(0, NULL,
285                                                       red_flags, red_pkttime);
286                         if (cl->red_ != NULL)
287                                 qtype(cl->q_) = Q_RIO;
288                 }
289 #endif
290         }
291 #endif /* ALTQ_RED */
292
293         /*
294          * put the class into the class tree
295          */
296         crit_enter();
297         if ((peer = ifd->active_[pri]) != NULL) {
298                 /* find the last class at this pri */
299                 cl->peer_ = peer;
300                 while (peer->peer_ != ifd->active_[pri])
301                         peer = peer->peer_;
302                 peer->peer_ = cl;
303         } else {
304                 ifd->active_[pri] = cl;
305                 cl->peer_ = cl;
306         }
307
308         if (cl->parent_) {
309                 cl->next_ = parent->children_;
310                 parent->children_ = cl;
311                 parent->leaf_ = 0;
312         }
313
314         /*
315          * Compute the depth of this class and its ancestors in the class
316          * hierarchy.
317          */
318         rmc_depth_compute(cl);
319
320         /*
321          * If CBQ's WRR is enabled, then initialize the class WRR state.
322          */
323         if (ifd->wrr_) {
324                 ifd->num_[pri]++;
325                 ifd->alloc_[pri] += cl->allotment_;
326                 rmc_wrr_set_weights(ifd);
327         }
328         crit_exit();
329         return (cl);
330 }
331
332 int
333 rmc_modclass(struct rm_class *cl, u_int nsecPerByte, int maxq, u_int maxidle,
334              int minidle, u_int offtime, int pktsize)
335 {
336         struct rm_ifdat *ifd;
337         u_int old_allotment;
338
339         ifd = cl->ifdat_;
340         old_allotment = cl->allotment_;
341
342         crit_enter();
343         cl->allotment_ = RM_NS_PER_SEC / nsecPerByte; /* Bytes per sec */
344         cl->qthresh_ = 0;
345         cl->ns_per_byte_ = nsecPerByte;
346
347         qlimit(cl->q_) = maxq;
348
349 #if 1 /* minidle is also scaled in ALTQ */
350         cl->minidle_ = (minidle * nsecPerByte) / 8;
351         if (cl->minidle_ > 0)
352                 cl->minidle_ = 0;
353 #else
354         cl->minidle_ = minidle;
355 #endif
356         cl->maxidle_ = (maxidle * nsecPerByte) / 8;
357         if (cl->maxidle_ == 0)
358                 cl->maxidle_ = 1;
359 #if 1 /* offtime is also scaled in ALTQ */
360         cl->avgidle_ = cl->maxidle_;
361         cl->offtime_ = ((offtime * nsecPerByte) / 8) >> RM_FILTER_GAIN;
362         if (cl->offtime_ == 0)
363                 cl->offtime_ = 1;
364 #else
365         cl->avgidle_ = 0;
366         cl->offtime_ = (offtime * nsecPerByte) / 8;
367 #endif
368
369         /*
370          * If CBQ's WRR is enabled, then initialize the class WRR state.
371          */
372         if (ifd->wrr_) {
373                 ifd->alloc_[cl->pri_] += cl->allotment_ - old_allotment;
374                 rmc_wrr_set_weights(ifd);
375         }
376         crit_exit();
377         return (0);
378 }
379
380 /*
381  * static void
382  * rmc_wrr_set_weights(struct rm_ifdat *ifdat) - This function computes
383  *      the appropriate run robin weights for the CBQ weighted round robin
384  *      algorithm.
385  *
386  *      Returns: NONE
387  */
388
389 static void
390 rmc_wrr_set_weights(struct rm_ifdat *ifd)
391 {
392         int i;
393         struct rm_class *cl, *clh;
394
395         for (i = 0; i < RM_MAXPRIO; i++) {
396                 /*
397                  * This is inverted from that of the simulator to
398                  * maintain precision.
399                  */
400                 if (ifd->num_[i] == 0)
401                         ifd->M_[i] = 0;
402                 else
403                         ifd->M_[i] = ifd->alloc_[i] /
404                                 (ifd->num_[i] * ifd->maxpkt_);
405                 /*
406                  * Compute the weighted allotment for each class.
407                  * This takes the expensive div instruction out
408                  * of the main loop for the wrr scheduling path.
409                  * These only get recomputed when a class comes or
410                  * goes.
411                  */
412                 if (ifd->active_[i] != NULL) {
413                         clh = cl = ifd->active_[i];
414                         do {
415                                 /* safe-guard for slow link or alloc_ == 0 */
416                                 if (ifd->M_[i] == 0)
417                                         cl->w_allotment_ = 0;
418                                 else
419                                         cl->w_allotment_ = cl->allotment_ /
420                                                 ifd->M_[i];
421                                 cl = cl->peer_;
422                         } while ((cl != NULL) && (cl != clh));
423                 }
424         }
425 }
426
427 int
428 rmc_get_weight(struct rm_ifdat *ifd, int pri)
429 {
430         if ((pri >= 0) && (pri < RM_MAXPRIO))
431                 return (ifd->M_[pri]);
432         else
433                 return (0);
434 }
435
436 /*
437  * static void
438  * rmc_depth_compute(struct rm_class *cl) - This function computes the
439  *      appropriate depth of class 'cl' and its ancestors.
440  *
441  *      Returns:        NONE
442  */
443
444 static void
445 rmc_depth_compute(struct rm_class *cl)
446 {
447         rm_class_t *t = cl, *p;
448
449         /*
450          * Recompute the depth for the branch of the tree.
451          */
452         while (t != NULL) {
453                 p = t->parent_;
454                 if (p && (t->depth_ >= p->depth_)) {
455                         p->depth_ = t->depth_ + 1;
456                         t = p;
457                 } else
458                         t = NULL;
459         }
460 }
461
462 /*
463  * static void
464  * rmc_depth_recompute(struct rm_class *cl) - This function re-computes
465  *      the depth of the tree after a class has been deleted.
466  *
467  *      Returns:        NONE
468  */
469
470 static void
471 rmc_depth_recompute(rm_class_t *cl)
472 {
473 #if 1 /* ALTQ */
474         rm_class_t *p, *t;
475
476         p = cl;
477         while (p != NULL) {
478                 if ((t = p->children_) == NULL) {
479                         p->depth_ = 0;
480                 } else {
481                         int cdepth = 0;
482
483                         while (t != NULL) {
484                                 if (t->depth_ > cdepth)
485                                         cdepth = t->depth_;
486                                 t = t->next_;
487                         }
488
489                         if (p->depth_ == cdepth + 1)
490                                 /* no change to this parent */
491                                 return;
492
493                         p->depth_ = cdepth + 1;
494                 }
495
496                 p = p->parent_;
497         }
498 #else
499         rm_class_t      *t;
500
501         if (cl->depth_ >= 1) {
502                 if (cl->children_ == NULL) {
503                         cl->depth_ = 0;
504                 } else if ((t = cl->children_) != NULL) {
505                         while (t != NULL) {
506                                 if (t->children_ != NULL)
507                                         rmc_depth_recompute(t);
508                                 t = t->next_;
509                         }
510                 } else
511                         rmc_depth_compute(cl);
512         }
513 #endif
514 }
515
516 /*
517  * void
518  * rmc_delete_class(struct rm_ifdat *ifdat, struct rm_class *cl) - This
519  *      function deletes a class from the link-sharing structure and frees
520  *      all resources associated with the class.
521  *
522  *      Returns: NONE
523  */
524
525 void
526 rmc_delete_class(struct rm_ifdat *ifd, struct rm_class *cl)
527 {
528         struct rm_class *p, *head, *previous;
529
530         KKASSERT(cl->children_ == NULL);
531
532         if (cl->sleeping_)
533                 callout_stop(&cl->callout_);
534
535         crit_enter();
536
537         if (ifd->pollcache_ == cl)
538                 ifd->pollcache_ = NULL;
539
540         /*
541          * Free packets in the packet queue.
542          * XXX - this may not be a desired behavior.  Packets should be
543          *              re-queued.
544          */
545         rmc_dropall(cl);
546
547         /*
548          * If the class has a parent, then remove the class from the
549          * class from the parent's children chain.
550          */
551         if (cl->parent_ != NULL) {
552                 head = cl->parent_->children_;
553                 p = previous = head;
554                 if (head->next_ == NULL) {
555                         KKASSERT(head == cl);
556                         cl->parent_->children_ = NULL;
557                         cl->parent_->leaf_ = 1;
558                 } else while (p != NULL) {
559                         if (p == cl) {
560                                 if (cl == head)
561                                         cl->parent_->children_ = cl->next_;
562                                 else
563                                         previous->next_ = cl->next_;
564                                 cl->next_ = NULL;
565                                 p = NULL;
566                         } else {
567                                 previous = p;
568                                 p = p->next_;
569                         }
570                 }
571         }
572
573         /*
574          * Delete class from class priority peer list.
575          */
576         if ((p = ifd->active_[cl->pri_]) != NULL) {
577                 /*
578                  * If there is more than one member of this priority
579                  * level, then look for class(cl) in the priority level.
580                  */
581                 if (p != p->peer_) {
582                         while (p->peer_ != cl)
583                                 p = p->peer_;
584                         p->peer_ = cl->peer_;
585
586                         if (ifd->active_[cl->pri_] == cl)
587                                 ifd->active_[cl->pri_] = cl->peer_;
588                 } else {
589                         KKASSERT(p == cl);
590                         ifd->active_[cl->pri_] = NULL;
591                 }
592         }
593
594         /*
595          * Recompute the WRR weights.
596          */
597         if (ifd->wrr_) {
598                 ifd->alloc_[cl->pri_] -= cl->allotment_;
599                 ifd->num_[cl->pri_]--;
600                 rmc_wrr_set_weights(ifd);
601         }
602
603         /*
604          * Re-compute the depth of the tree.
605          */
606 #if 1 /* ALTQ */
607         rmc_depth_recompute(cl->parent_);
608 #else
609         rmc_depth_recompute(ifd->root_);
610 #endif
611
612         crit_exit();
613
614         /*
615          * Free the class structure.
616          */
617         if (cl->red_ != NULL) {
618 #ifdef ALTQ_RIO
619                 if (q_is_rio(cl->q_))
620                         rio_destroy((rio_t *)cl->red_);
621 #endif
622 #ifdef ALTQ_RED
623                 if (q_is_red(cl->q_))
624                         red_destroy(cl->red_);
625 #endif
626         }
627         kfree(cl->q_, M_ALTQ);
628         kfree(cl, M_ALTQ);
629 }
630
631 /*
632  * void
633  * rmc_init(...) - Initialize the resource management data structures
634  *      associated with the output portion of interface 'ifp'.  'ifd' is
635  *      where the structures will be built (for backwards compatibility, the
636  *      structures aren't kept in the ifnet struct).  'nsecPerByte'
637  *      gives the link speed (inverse of bandwidth) in nanoseconds/byte.
638  *      'restart' is the driver-specific routine that the generic 'delay
639  *      until under limit' action will call to restart output.  `maxq'
640  *      is the queue size of the 'link' & 'default' classes.  'maxqueued'
641  *      is the maximum number of packets that the resource management
642  *      code will allow to be queued 'downstream' (this is typically 1).
643  *
644  *      Returns:        NONE
645  */
646
647 void
648 rmc_init(struct ifaltq *ifq, struct rm_ifdat *ifd, u_int nsecPerByte,
649          void (*restart)(struct ifaltq *), int maxq, int maxqueued, u_int maxidle,
650          int minidle, u_int offtime, int flags)
651 {
652         int i, mtu;
653
654         /*
655          * Initialize the CBQ tracing/debug facility.
656          */
657         CBQTRACEINIT();
658
659         bzero(ifd, sizeof (*ifd));
660         mtu = ifq->altq_ifp->if_mtu;
661         ifd->ifq_ = ifq;
662         ifd->restart = restart;
663         ifd->maxqueued_ = maxqueued;
664         ifd->ns_per_byte_ = nsecPerByte;
665         ifd->maxpkt_ = mtu;
666         ifd->wrr_ = (flags & RMCF_WRR) ? 1 : 0;
667         ifd->efficient_ = (flags & RMCF_EFFICIENT) ? 1 : 0;
668 #if 1
669         ifd->maxiftime_ = mtu * nsecPerByte / 1000 * 16;
670         if (mtu * nsecPerByte > 10 * 1000000)
671                 ifd->maxiftime_ /= 4;
672 #endif
673
674         reset_cutoff(ifd);
675         CBQTRACE(rmc_init, 'INIT', ifd->cutoff_);
676
677         /*
678          * Initialize the CBQ's WRR state.
679          */
680         for (i = 0; i < RM_MAXPRIO; i++) {
681                 ifd->alloc_[i] = 0;
682                 ifd->M_[i] = 0;
683                 ifd->num_[i] = 0;
684                 ifd->na_[i] = 0;
685                 ifd->active_[i] = NULL;
686         }
687
688         /*
689          * Initialize current packet state.
690          */
691         ifd->qi_ = 0;
692         ifd->qo_ = 0;
693         for (i = 0; i < RM_MAXQUEUED; i++) {
694                 ifd->class_[i] = NULL;
695                 ifd->curlen_[i] = 0;
696                 ifd->borrowed_[i] = NULL;
697         }
698
699         /*
700          * Create the root class of the link-sharing structure.
701          */
702         ifd->root_ = rmc_newclass(0, ifd, nsecPerByte, rmc_root_overlimit,
703                                   maxq, 0, 0, maxidle, minidle, offtime, 0, 0);
704         if (ifd->root_ == NULL) {
705                 kprintf("rmc_init: root class not allocated\n");
706                 return ;
707         }
708         ifd->root_->depth_ = 0;
709 }
710
711 /*
712  * void
713  * rmc_queue_packet(struct rm_class *cl, struct mbuf *m) - Add packet given by
714  *      mbuf 'm' to queue for resource class 'cl'.  This routine is called
715  *      by a driver's if_output routine.  This routine must be called with
716  *      output packet completion interrupts locked out (to avoid racing with
717  *      rmc_dequeue_next).
718  *
719  *      Returns:        0 on successful queueing
720  *                      -1 when packet drop occurs
721  */
722 int
723 rmc_queue_packet(struct rm_class *cl, struct mbuf *m)
724 {
725         struct timeval now;
726         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
727         int cpri = cl->pri_;
728         int is_empty = qempty(cl->q_);
729
730         RM_GETTIME(now);
731         if (ifd->cutoff_ > 0) {
732                 if (TV_LT(&cl->undertime_, &now)) {
733                         if (ifd->cutoff_ > cl->depth_)
734                                 ifd->cutoff_ = cl->depth_;
735                         CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ffoc', cl->depth_);
736                 }
737 #if 1 /* ALTQ */
738                 else {
739                         /*
740                          * the class is overlimit. if the class has
741                          * underlimit ancestors, set cutoff to the lowest
742                          * depth among them.
743                          */
744                         struct rm_class *borrow = cl->borrow_;
745
746                         while (borrow != NULL &&
747                                borrow->depth_ < ifd->cutoff_) {
748                                 if (TV_LT(&borrow->undertime_, &now)) {
749                                         ifd->cutoff_ = borrow->depth_;
750                                         CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ffob', ifd->cutoff_);
751                                         break;
752                                 }
753                                 borrow = borrow->borrow_;
754                         }
755                 }
756 #else /* !ALTQ */
757                 else if ((ifd->cutoff_ > 1) && cl->borrow_) {
758                         if (TV_LT(&cl->borrow_->undertime_, &now)) {
759                                 ifd->cutoff_ = cl->borrow_->depth_;
760                                 CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ffob',
761                                          cl->borrow_->depth_);
762                         }
763                 }
764 #endif /* !ALTQ */
765         }
766
767         if (_rmc_addq(cl, m) < 0)
768                 /* failed */
769                 return (-1);
770
771         if (is_empty) {
772                 CBQTRACE(rmc_queue_packet, 'ytpe', cl->stats_.handle);
773                 ifd->na_[cpri]++;
774         }
775
776         if (qlen(cl->q_) > qlimit(cl->q_)) {
777                 /* note: qlimit can be set to 0 or 1 */
778                 rmc_drop_action(cl);
779                 return (-1);
780         }
781         return (0);
782 }
783
784 /*
785  * void
786  * rmc_tl_satisfied(struct rm_ifdat *ifd, struct timeval *now) - Check all
787  *      classes to see if there are satified.
788  */
789
790 static void
791 rmc_tl_satisfied(struct rm_ifdat *ifd, struct timeval *now)
792 {
793         int i;
794         rm_class_t *p, *bp;
795
796         for (i = RM_MAXPRIO - 1; i >= 0; i--) {
797                 if ((bp = ifd->active_[i]) != NULL) {
798                         p = bp;
799                         do {
800                                 if (!rmc_satisfied(p, now)) {
801                                         ifd->cutoff_ = p->depth_;
802                                         return;
803                                 }
804                                 p = p->peer_;
805                         } while (p != bp);
806                 }
807         }
808
809         reset_cutoff(ifd);
810 }
811
812 /*
813  * rmc_satisfied - Return 1 of the class is satisfied.  O, otherwise.
814  */
815
816 static int
817 rmc_satisfied(struct rm_class *cl, struct timeval *now)
818 {
819         rm_class_t *p;
820
821         if (cl == NULL)
822                 return (1);
823         if (TV_LT(now, &cl->undertime_))
824                 return (1);
825         if (cl->depth_ == 0) {
826                 if (!cl->sleeping_ && (qlen(cl->q_) > cl->qthresh_))
827                         return (0);
828                 else
829                         return (1);
830         }
831         if (cl->children_ != NULL) {
832                 p = cl->children_;
833                 while (p != NULL) {
834                         if (!rmc_satisfied(p, now))
835                                 return (0);
836                         p = p->next_;
837                 }
838         }
839
840         return (1);
841 }
842
843 /*
844  * Return 1 if class 'cl' is under limit or can borrow from a parent,
845  * 0 if overlimit.  As a side-effect, this routine will invoke the
846  * class overlimit action if the class if overlimit.
847  */
848
849 static int
850 rmc_under_limit(struct rm_class *cl, struct timeval *now)
851 {
852         rm_class_t *p = cl;
853         rm_class_t *top;
854         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
855
856         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
857         /*
858          * If cl is the root class, then always return that it is
859          * underlimit.  Otherwise, check to see if the class is underlimit.
860          */
861         if (cl->parent_ == NULL)
862                 return (1);
863
864         if (cl->sleeping_) {
865                 if (TV_LT(now, &cl->undertime_))
866                         return (0);
867
868                 callout_stop(&cl->callout_);
869                 cl->sleeping_ = 0;
870                 cl->undertime_.tv_sec = 0;
871                 return (1);
872         }
873
874         top = NULL;
875         while (cl->undertime_.tv_sec && TV_LT(now, &cl->undertime_)) {
876                 if (((cl = cl->borrow_) == NULL) ||
877                     (cl->depth_ > ifd->cutoff_)) {
878 #ifdef ADJUST_CUTOFF
879                         if (cl != NULL)
880                                 /* cutoff is taking effect, just
881                                    return false without calling
882                                    the delay action. */
883                                 return (0);
884 #endif
885 #ifdef BORROW_OFFTIME
886                         /*
887                          * check if the class can borrow offtime too.
888                          * borrow offtime from the top of the borrow
889                          * chain if the top class is not overloaded.
890                          */
891                         if (cl != NULL) {
892                                 /* cutoff is taking effect, use this class as top. */
893                                 top = cl;
894                                 CBQTRACE(rmc_under_limit, 'ffou', ifd->cutoff_);
895                         }
896                         if (top != NULL && top->avgidle_ == top->minidle_)
897                                 top = NULL;
898                         p->overtime_ = *now;
899                         (p->overlimit)(p, top);
900 #else
901                         p->overtime_ = *now;
902                         (p->overlimit)(p, NULL);
903 #endif
904                         return (0);
905                 }
906                 top = cl;
907         }
908
909         if (cl != p)
910                 ifd->borrowed_[ifd->qi_] = cl;
911         return (1);
912 }
913
914 /*
915  * _rmc_wrr_dequeue_next() - This is scheduler for WRR as opposed to
916  *      Packet-by-packet round robin.
917  *
918  * The heart of the weighted round-robin scheduler, which decides which
919  * class next gets to send a packet.  Highest priority first, then
920  * weighted round-robin within priorites.
921  *
922  * Each able-to-send class gets to send until its byte allocation is
923  * exhausted.  Thus, the active pointer is only changed after a class has
924  * exhausted its allocation.
925  *
926  * If the scheduler finds no class that is underlimit or able to borrow,
927  * then the first class found that had a nonzero queue and is allowed to
928  * borrow gets to send.
929  */
930
931 static struct mbuf *
932 _rmc_wrr_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, int op)
933 {
934         struct rm_class *cl = NULL, *first = NULL;
935         u_int deficit;
936         int cpri;
937         struct mbuf *m;
938         struct timeval now;
939
940         RM_GETTIME(now);
941
942         /*
943          * if the driver polls the top of the queue and then removes
944          * the polled packet, we must return the same packet.
945          */
946         if (op == ALTDQ_REMOVE && ifd->pollcache_) {
947                 cl = ifd->pollcache_;
948                 cpri = cl->pri_;
949                 if (ifd->efficient_) {
950                         /* check if this class is overlimit */
951                         if (cl->undertime_.tv_sec != 0 &&
952                             rmc_under_limit(cl, &now) == 0)
953                                 first = cl;
954                 }
955                 ifd->pollcache_ = NULL;
956                 goto _wrr_out;
957         }
958         /* mode == ALTDQ_POLL || pollcache == NULL */
959         ifd->pollcache_ = NULL;
960         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
961 #ifdef ADJUST_CUTOFF
962  _again:
963 #endif
964         for (cpri = RM_MAXPRIO - 1; cpri >= 0; cpri--) {
965                 if (ifd->na_[cpri] == 0)
966                         continue;
967                 deficit = 0;
968                 /*
969                  * Loop through twice for a priority level, if some class
970                  * was unable to send a packet the first round because
971                  * of the weighted round-robin mechanism.
972                  * During the second loop at this level, deficit==2.
973                  * (This second loop is not needed if for every class,
974                  * "M[cl->pri_])" times "cl->allotment" is greater than
975                  * the byte size for the largest packet in the class.)
976                  */
977  _wrr_loop:
978                 cl = ifd->active_[cpri];
979                 KKASSERT(cl != NULL);
980                 do {
981                         if ((deficit < 2) && (cl->bytes_alloc_ <= 0))
982                                 cl->bytes_alloc_ += cl->w_allotment_;
983                         if (!qempty(cl->q_)) {
984                                 if ((cl->undertime_.tv_sec == 0) ||
985                                     rmc_under_limit(cl, &now)) {
986                                         if (cl->bytes_alloc_ > 0 || deficit > 1)
987                                                 goto _wrr_out;
988
989                                         /* underlimit but no alloc */
990                                         deficit = 1;
991 #if 1
992                                         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
993 #endif
994                                 }
995                                 else if (first == NULL && cl->borrow_ != NULL)
996                                         first = cl; /* borrowing candidate */
997                         }
998
999                         cl->bytes_alloc_ = 0;
1000                         cl = cl->peer_;
1001                 } while (cl != ifd->active_[cpri]);
1002
1003                 if (deficit == 1) {
1004                         /* first loop found an underlimit class with deficit */
1005                         /* Loop on same priority level, with new deficit.  */
1006                         deficit = 2;
1007                         goto _wrr_loop;
1008                 }
1009         }
1010
1011 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1012         /*
1013          * no underlimit class found.  if cutoff is taking effect,
1014          * increase cutoff and try again.
1015          */
1016         if (first != NULL && ifd->cutoff_ < ifd->root_->depth_) {
1017                 ifd->cutoff_++;
1018                 CBQTRACE(_rmc_wrr_dequeue_next, 'ojda', ifd->cutoff_);
1019                 goto _again;
1020         }
1021 #endif /* ADJUST_CUTOFF */
1022         /*
1023          * If LINK_EFFICIENCY is turned on, then the first overlimit
1024          * class we encounter will send a packet if all the classes
1025          * of the link-sharing structure are overlimit.
1026          */
1027         reset_cutoff(ifd);
1028         CBQTRACE(_rmc_wrr_dequeue_next, 'otsr', ifd->cutoff_);
1029
1030         if (!ifd->efficient_ || first == NULL)
1031                 return (NULL);
1032
1033         cl = first;
1034         cpri = cl->pri_;
1035 #if 0   /* too time-consuming for nothing */
1036         if (cl->sleeping_)
1037                 callout_stop(&cl->callout_);
1038         cl->sleeping_ = 0;
1039         cl->undertime_.tv_sec = 0;
1040 #endif
1041         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = cl->borrow_;
1042         ifd->cutoff_ = cl->borrow_->depth_;
1043
1044         /*
1045          * Deque the packet and do the book keeping...
1046          */
1047  _wrr_out:
1048         if (op == ALTDQ_REMOVE) {
1049                 m = _rmc_getq(cl);
1050                 if (m == NULL)
1051                         panic("_rmc_wrr_dequeue_next");
1052                 if (qempty(cl->q_))
1053                         ifd->na_[cpri]--;
1054
1055                 /*
1056                  * Update class statistics and link data.
1057                  */
1058                 if (cl->bytes_alloc_ > 0)
1059                         cl->bytes_alloc_ -= m_pktlen(m);
1060
1061                 if ((cl->bytes_alloc_ <= 0) || first == cl)
1062                         ifd->active_[cl->pri_] = cl->peer_;
1063                 else
1064                         ifd->active_[cl->pri_] = cl;
1065
1066                 ifd->class_[ifd->qi_] = cl;
1067                 ifd->curlen_[ifd->qi_] = m_pktlen(m);
1068                 ifd->now_[ifd->qi_] = now;
1069                 ifd->qi_ = (ifd->qi_ + 1) % ifd->maxqueued_;
1070                 ifd->queued_++;
1071         } else {
1072                 /* mode == ALTDQ_PPOLL */
1073                 m = _rmc_pollq(cl);
1074 #ifdef foo
1075                 /*
1076                  * Don't use poll cache; the poll/dequeue
1077                  * model is no longer applicable to SMP
1078                  * system.  e.g.
1079                  *    CPU-A            CPU-B
1080                  *      :                :
1081                  *    poll               :
1082                  *      :              poll
1083                  *    dequeue (+)        :
1084                  *
1085                  * The dequeue at (+) will hit the poll
1086                  * cache set by CPU-B.
1087                  */
1088                 ifd->pollcache_ = cl;
1089 #endif
1090         }
1091         return (m);
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Dequeue & return next packet from the highest priority class that
1096  * has a packet to send & has enough allocation to send it.  This
1097  * routine is called by a driver whenever it needs a new packet to
1098  * output.
1099  */
1100 static struct mbuf *
1101 _rmc_prr_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, int op)
1102 {
1103         struct mbuf *m;
1104         int cpri;
1105         struct rm_class *cl, *first = NULL;
1106         struct timeval now;
1107
1108         RM_GETTIME(now);
1109
1110         /*
1111          * if the driver polls the top of the queue and then removes
1112          * the polled packet, we must return the same packet.
1113          */
1114         if (op == ALTDQ_REMOVE && ifd->pollcache_) {
1115                 cl = ifd->pollcache_;
1116                 cpri = cl->pri_;
1117                 ifd->pollcache_ = NULL;
1118                 goto _prr_out;
1119         }
1120         /* mode == ALTDQ_POLL || pollcache == NULL */
1121         ifd->pollcache_ = NULL;
1122         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = NULL;
1123 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1124  _again:
1125 #endif
1126         for (cpri = RM_MAXPRIO - 1; cpri >= 0; cpri--) {
1127                 if (ifd->na_[cpri] == 0)
1128                         continue;
1129                 cl = ifd->active_[cpri];
1130                 KKASSERT(cl != NULL);
1131                 do {
1132                         if (!qempty(cl->q_)) {
1133                                 if ((cl->undertime_.tv_sec == 0) ||
1134                                     rmc_under_limit(cl, &now))
1135                                         goto _prr_out;
1136                                 if (first == NULL && cl->borrow_ != NULL)
1137                                         first = cl;
1138                         }
1139                         cl = cl->peer_;
1140                 } while (cl != ifd->active_[cpri]);
1141         }
1142
1143 #ifdef ADJUST_CUTOFF
1144         /*
1145          * no underlimit class found.  if cutoff is taking effect, increase
1146          * cutoff and try again.
1147          */
1148         if (first != NULL && ifd->cutoff_ < ifd->root_->depth_) {
1149                 ifd->cutoff_++;
1150                 goto _again;
1151         }
1152 #endif /* ADJUST_CUTOFF */
1153         /*
1154          * If LINK_EFFICIENCY is turned on, then the first overlimit
1155          * class we encounter will send a packet if all the classes
1156          * of the link-sharing structure are overlimit.
1157          */
1158         reset_cutoff(ifd);
1159         if (!ifd->efficient_ || first == NULL)
1160                 return (NULL);
1161
1162         cl = first;
1163         cpri = cl->pri_;
1164 #if 0   /* too time-consuming for nothing */
1165         if (cl->sleeping_)
1166                 callout_stop(&cl->callout_);
1167         cl->sleeping_ = 0;
1168         cl->undertime_.tv_sec = 0;
1169 #endif
1170         ifd->borrowed_[ifd->qi_] = cl->borrow_;
1171         ifd->cutoff_ = cl->borrow_->depth_;
1172
1173         /*
1174          * Deque the packet and do the book keeping...
1175          */
1176  _prr_out:
1177         if (op == ALTDQ_REMOVE) {
1178                 m = _rmc_getq(cl);
1179                 if (m == NULL)
1180                         panic("_rmc_prr_dequeue_next");
1181                 if (qempty(cl->q_))
1182                         ifd->na_[cpri]--;
1183
1184                 ifd->active_[cpri] = cl->peer_;
1185
1186                 ifd->class_[ifd->qi_] = cl;
1187                 ifd->curlen_[ifd->qi_] = m_pktlen(m);
1188                 ifd->now_[ifd->qi_] = now;
1189                 ifd->qi_ = (ifd->qi_ + 1) % ifd->maxqueued_;
1190                 ifd->queued_++;
1191         } else {
1192                 /* mode == ALTDQ_POLL */
1193                 m = _rmc_pollq(cl);
1194 #ifdef foo
1195                 /*
1196                  * Don't use poll cache; the poll/dequeue
1197                  * model is no longer applicable to SMP
1198                  * system.  e.g.
1199                  *    CPU-A            CPU-B
1200                  *      :                :
1201                  *    poll               :
1202                  *      :              poll
1203                  *    dequeue (+)        :
1204                  *
1205                  * The dequeue at (+) will hit the poll
1206                  * cache set by CPU-B.
1207                  */
1208                 ifd->pollcache_ = cl;
1209 #endif
1210         }
1211         return (m);
1212 }
1213
1214 /*
1215  * struct mbuf *
1216  * rmc_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, struct timeval *now) - this function
1217  *      is invoked by the packet driver to get the next packet to be
1218  *      dequeued and output on the link.  If WRR is enabled, then the
1219  *      WRR dequeue next routine will determine the next packet to sent.
1220  *      Otherwise, packet-by-packet round robin is invoked.
1221  *
1222  *      Returns:        NULL, if a packet is not available or if all
1223  *                      classes are overlimit.
1224  *
1225  *                      Otherwise, Pointer to the next packet.
1226  */
1227
1228 struct mbuf *
1229 rmc_dequeue_next(struct rm_ifdat *ifd, int mode)
1230 {
1231         if (ifd->queued_ >= ifd->maxqueued_)
1232                 return (NULL);
1233         else if (ifd->wrr_)
1234                 return (_rmc_wrr_dequeue_next(ifd, mode));
1235         else
1236                 return (_rmc_prr_dequeue_next(ifd, mode));
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Update the utilization estimate for the packet that just completed.
1241  * The packet's class & the parent(s) of that class all get their
1242  * estimators updated.  This routine is called by the driver's output-
1243  * packet-completion interrupt service routine.
1244  */
1245
1246 /*
1247  * a macro to approximate "divide by 1000" that gives 0.000999,
1248  * if a value has enough effective digits.
1249  * (on pentium, mul takes 9 cycles but div takes 46!)
1250  */
1251 #define NSEC_TO_USEC(t) (((t) >> 10) + ((t) >> 16) + ((t) >> 17))
1252 void
1253 rmc_update_class_util(struct rm_ifdat *ifd)
1254 {
1255         int idle, avgidle, pktlen;
1256         int pkt_time, tidle;
1257         rm_class_t *cl, *borrowed;
1258         rm_class_t *borrows;
1259         struct timeval *nowp;
1260
1261         /*
1262          * Get the most recent completed class.
1263          */
1264         if ((cl = ifd->class_[ifd->qo_]) == NULL)
1265                 return;
1266
1267         pktlen = ifd->curlen_[ifd->qo_];
1268         borrowed = ifd->borrowed_[ifd->qo_];
1269         borrows = borrowed;
1270
1271         PKTCNTR_ADD(&cl->stats_.xmit_cnt, pktlen);
1272
1273         /*
1274          * Run estimator on class and its ancestors.
1275          */
1276         /*
1277          * rm_update_class_util is designed to be called when the
1278          * transfer is completed from a xmit complete interrupt,
1279          * but most drivers don't implement an upcall for that.
1280          * so, just use estimated completion time.
1281          * as a result, ifd->qi_ and ifd->qo_ are always synced.
1282          */
1283         nowp = &ifd->now_[ifd->qo_];
1284         /* get pkt_time (for link) in usec */
1285 #if 1  /* use approximation */
1286         pkt_time = ifd->curlen_[ifd->qo_] * ifd->ns_per_byte_;
1287         pkt_time = NSEC_TO_USEC(pkt_time);
1288 #else
1289         pkt_time = ifd->curlen_[ifd->qo_] * ifd->ns_per_byte_ / 1000;
1290 #endif
1291 #if 1 /* ALTQ4PPP */
1292         if (TV_LT(nowp, &ifd->ifnow_)) {
1293                 int iftime;
1294
1295                 /*
1296                  * make sure the estimated completion time does not go
1297                  * too far.  it can happen when the link layer supports
1298                  * data compression or the interface speed is set to
1299                  * a much lower value.
1300                  */
1301                 TV_DELTA(&ifd->ifnow_, nowp, iftime);
1302                 if (iftime+pkt_time < ifd->maxiftime_) {
1303                         TV_ADD_DELTA(&ifd->ifnow_, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1304                 } else {
1305                         TV_ADD_DELTA(nowp, ifd->maxiftime_, &ifd->ifnow_);
1306                 }
1307         } else {
1308                 TV_ADD_DELTA(nowp, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1309         }
1310 #else
1311         if (TV_LT(nowp, &ifd->ifnow_)) {
1312                 TV_ADD_DELTA(&ifd->ifnow_, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1313         } else {
1314                 TV_ADD_DELTA(nowp, pkt_time, &ifd->ifnow_);
1315         }
1316 #endif
1317
1318         while (cl != NULL) {
1319                 TV_DELTA(&ifd->ifnow_, &cl->last_, idle);
1320                 if (idle >= 2000000)
1321                         /*
1322                          * this class is idle enough, reset avgidle.
1323                          * (TV_DELTA returns 2000000 us when delta is large.)
1324                          */
1325                         cl->avgidle_ = cl->maxidle_;
1326
1327                 /* get pkt_time (for class) in usec */
1328 #if 1  /* use approximation */
1329                 pkt_time = pktlen * cl->ns_per_byte_;
1330                 pkt_time = NSEC_TO_USEC(pkt_time);
1331 #else
1332                 pkt_time = pktlen * cl->ns_per_byte_ / 1000;
1333 #endif
1334                 idle -= pkt_time;
1335
1336                 avgidle = cl->avgidle_;
1337                 avgidle += idle - (avgidle >> RM_FILTER_GAIN);
1338                 cl->avgidle_ = avgidle;
1339
1340                 /* Are we overlimit ? */
1341                 if (avgidle <= 0) {
1342                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'milo', cl->stats_.handle);
1343 #if 1 /* ALTQ */
1344                         /*
1345                          * need some lower bound for avgidle, otherwise
1346                          * a borrowing class gets unbounded penalty.
1347                          */
1348                         if (avgidle < cl->minidle_)
1349                                 avgidle = cl->avgidle_ = cl->minidle_;
1350 #endif
1351                         /* set next idle to make avgidle 0 */
1352                         tidle = pkt_time +
1353                                 (((1 - RM_POWER) * avgidle) >> RM_FILTER_GAIN);
1354                         TV_ADD_DELTA(nowp, tidle, &cl->undertime_);
1355                         ++cl->stats_.over;
1356                 } else {
1357                         cl->avgidle_ =
1358                             (avgidle > cl->maxidle_) ? cl->maxidle_ : avgidle;
1359                         cl->undertime_.tv_sec = 0;
1360                         if (cl->sleeping_) {
1361                                 callout_stop(&cl->callout_);
1362                                 cl->sleeping_ = 0;
1363                         }
1364                 }
1365
1366                 if (borrows != NULL) {
1367                         if (borrows != cl)
1368                                 ++cl->stats_.borrows;
1369                         else
1370                                 borrows = NULL;
1371                 }
1372                 cl->last_ = ifd->ifnow_;
1373                 cl->last_pkttime_ = pkt_time;
1374
1375 #if 1
1376                 if (cl->parent_ == NULL) {
1377                         /* take stats of root class */
1378                         PKTCNTR_ADD(&cl->stats_.xmit_cnt, pktlen);
1379                 }
1380 #endif
1381
1382                 cl = cl->parent_;
1383         }
1384
1385         /*
1386          * Check to see if cutoff needs to set to a new level.
1387          */
1388         cl = ifd->class_[ifd->qo_];
1389         if (borrowed && (ifd->cutoff_ >= borrowed->depth_)) {
1390 #if 1 /* ALTQ */
1391                 if ((qlen(cl->q_) <= 0) || TV_LT(nowp, &borrowed->undertime_)) {
1392                         rmc_tl_satisfied(ifd, nowp);
1393                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'broe', ifd->cutoff_);
1394                 } else {
1395                         ifd->cutoff_ = borrowed->depth_;
1396                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'ffob', borrowed->depth_);
1397                 }
1398 #else /* !ALTQ */
1399                 if ((qlen(cl->q_) <= 1) || TV_LT(&now, &borrowed->undertime_)) {
1400                         reset_cutoff(ifd);
1401 #ifdef notdef
1402                         rmc_tl_satisfied(ifd, &now);
1403 #endif
1404                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'broe', ifd->cutoff_);
1405                 } else {
1406                         ifd->cutoff_ = borrowed->depth_;
1407                         CBQTRACE(rmc_update_class_util, 'ffob', borrowed->depth_);
1408                 }
1409 #endif /* !ALTQ */
1410         }
1411
1412         /*
1413          * Release class slot
1414          */
1415         ifd->borrowed_[ifd->qo_] = NULL;
1416         ifd->class_[ifd->qo_] = NULL;
1417         ifd->qo_ = (ifd->qo_ + 1) % ifd->maxqueued_;
1418         ifd->queued_--;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * void
1423  * rmc_drop_action(struct rm_class *cl) - Generic (not protocol-specific)
1424  *      over-limit action routines.  These get invoked by rmc_under_limit()
1425  *      if a class with packets to send if over its bandwidth limit & can't
1426  *      borrow from a parent class.
1427  *
1428  *      Returns: NONE
1429  */
1430
1431 static void
1432 rmc_drop_action(struct rm_class *cl)
1433 {
1434         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
1435
1436         KKASSERT(qlen(cl->q_) > 0);
1437         _rmc_dropq(cl);
1438         if (qempty(cl->q_))
1439                 ifd->na_[cl->pri_]--;
1440 }
1441
1442 void
1443 rmc_dropall(struct rm_class *cl)
1444 {
1445         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
1446
1447         if (!qempty(cl->q_)) {
1448                 _flushq(cl->q_);
1449
1450                 ifd->na_[cl->pri_]--;
1451         }
1452 }
1453
1454 /*
1455  * void
1456  * rmc_delay_action(struct rm_class *cl) - This function is the generic CBQ
1457  *      delay action routine.  It is invoked via rmc_under_limit when the
1458  *      packet is discoverd to be overlimit.
1459  *
1460  *      If the delay action is result of borrow class being overlimit, then
1461  *      delay for the offtime of the borrowing class that is overlimit.
1462  *
1463  *      Returns: NONE
1464  */
1465
1466 void
1467 rmc_delay_action(struct rm_class *cl, struct rm_class *borrow)
1468 {
1469         int delay, t, extradelay;
1470
1471         cl->stats_.overactions++;
1472         TV_DELTA(&cl->undertime_, &cl->overtime_, delay);
1473 #ifndef BORROW_OFFTIME
1474         delay += cl->offtime_;
1475 #endif
1476
1477         if (!cl->sleeping_) {
1478                 CBQTRACE(rmc_delay_action, 'yled', cl->stats_.handle);
1479 #ifdef BORROW_OFFTIME
1480                 if (borrow != NULL)
1481                         extradelay = borrow->offtime_;
1482                 else
1483 #endif
1484                         extradelay = cl->offtime_;
1485
1486 #ifdef ALTQ
1487                 /*
1488                  * XXX recalculate suspend time:
1489                  * current undertime is (tidle + pkt_time) calculated
1490                  * from the last transmission.
1491                  *      tidle: time required to bring avgidle back to 0
1492                  *      pkt_time: target waiting time for this class
1493                  * we need to replace pkt_time by offtime
1494                  */
1495                 extradelay -= cl->last_pkttime_;
1496 #endif
1497                 if (extradelay > 0) {
1498                         TV_ADD_DELTA(&cl->undertime_, extradelay, &cl->undertime_);
1499                         delay += extradelay;
1500                 }
1501
1502                 cl->sleeping_ = 1;
1503                 cl->stats_.delays++;
1504
1505                 /*
1506                  * Since packets are phased randomly with respect to the
1507                  * clock, 1 tick (the next clock tick) can be an arbitrarily
1508                  * short time so we have to wait for at least two ticks.
1509                  * NOTE:  If there's no other traffic, we need the timer as
1510                  * a 'backstop' to restart this class.
1511                  */
1512                 if (delay > ustick * 2)
1513                         t = (delay + ustick - 1) / ustick;
1514                 else
1515                         t = 2;
1516                 callout_reset(&cl->callout_, t, rmc_restart, cl);
1517         }
1518 }
1519
1520 /*
1521  * void
1522  * rmc_restart() - is just a helper routine for rmc_delay_action -- it is
1523  *      called by the system timer code & is responsible checking if the
1524  *      class is still sleeping (it might have been restarted as a side
1525  *      effect of the queue scan on a packet arrival) and, if so, restarting
1526  *      output for the class.  Inspecting the class state & restarting output
1527  *      require locking the class structure.  In general the driver is
1528  *      responsible for locking but this is the only routine that is not
1529  *      called directly or indirectly from the interface driver so it has
1530  *      know about system locking conventions.  Under bsd, locking is done
1531  *      by raising IPL to splimp so that's what's implemented here.  On a
1532  *      different system this would probably need to be changed.
1533  *
1534  *      Since this function is called from an independant timeout, we
1535  *      have to set up the lock conditions expected for the ALTQ operation.
1536  *      Note that the restart will probably fall through to an if_start.
1537  *
1538  *      Returns:        NONE
1539  */
1540
1541 static void
1542 rmc_restart(void *arg)
1543 {
1544         struct rm_class *cl = arg;
1545         struct rm_ifdat *ifd = cl->ifdat_;
1546         struct ifaltq_subque *ifsq = &ifd->ifq_->altq_subq[0];
1547
1548         ALTQ_SQ_LOCK(ifsq);
1549         if (cl->sleeping_) {
1550                 cl->sleeping_ = 0;
1551                 cl->undertime_.tv_sec = 0;
1552
1553                 if (ifd->queued_ < ifd->maxqueued_ && ifd->restart != NULL) {
1554                         CBQTRACE(rmc_restart, 'trts', cl->stats_.handle);
1555                         (ifd->restart)(ifd->ifq_);
1556                 }
1557         }
1558         ALTQ_SQ_UNLOCK(ifsq);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * void
1563  * rmc_root_overlimit(struct rm_class *cl) - This the generic overlimit
1564  *      handling routine for the root class of the link sharing structure.
1565  *
1566  *      Returns: NONE
1567  */
1568
1569 static void
1570 rmc_root_overlimit(struct rm_class *cl, struct rm_class *borrow)
1571 {
1572         panic("rmc_root_overlimit");
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Packet Queue handling routines.  Eventually, this is to localize the
1577  *      effects on the code whether queues are red queues or droptail
1578  *      queues.
1579  */
1580
1581 static int
1582 _rmc_addq(rm_class_t *cl, struct mbuf *m)
1583 {
1584 #ifdef ALTQ_RIO
1585         if (q_is_rio(cl->q_))
1586                 return rio_addq((rio_t *)cl->red_, cl->q_, m, cl->pktattr_);
1587 #endif
1588 #ifdef ALTQ_RED
1589         if (q_is_red(cl->q_))
1590                 return red_addq(cl->red_, cl->q_, m, cl->pktattr_);
1591 #endif /* ALTQ_RED */
1592
1593         if (cl->flags_ & RMCF_CLEARDSCP)
1594                 write_dsfield(m, cl->pktattr_, 0);
1595
1596         _addq(cl->q_, m);
1597         return (0);
1598 }
1599
1600 /* note: _rmc_dropq is not called for red */
1601 static void
1602 _rmc_dropq(rm_class_t *cl)
1603 {
1604         struct mbuf *m;
1605
1606         if ((m = _getq(cl->q_)) != NULL)
1607                 m_freem(m);
1608 }
1609
1610 static struct mbuf *
1611 _rmc_getq(rm_class_t *cl)
1612 {
1613 #ifdef ALTQ_RIO
1614         if (q_is_rio(cl->q_))
1615                 return rio_getq((rio_t *)cl->red_, cl->q_);
1616 #endif
1617 #ifdef ALTQ_RED
1618         if (q_is_red(cl->q_))
1619                 return red_getq(cl->red_, cl->q_);
1620 #endif
1621         return _getq(cl->q_);
1622 }
1623
1624 static struct mbuf *
1625 _rmc_pollq(rm_class_t *cl)
1626 {
1627         return qhead(cl->q_);
1628 }
1629
1630 #ifdef CBQ_TRACE
1631 /*
1632  * DDB hook to trace cbq events:
1633  *  the last 1024 events are held in a circular buffer.
1634  *  use "call cbqtrace_dump(N)" to display 20 events from Nth event.
1635  */
1636 void            cbqtrace_dump(int);
1637 static char     *rmc_funcname(void *);
1638
1639 static struct rmc_funcs {
1640         void    *func;
1641         char    *name;
1642 } rmc_funcs[] = {
1643         rmc_init,               "rmc_init",
1644         rmc_queue_packet,       "rmc_queue_packet",
1645         rmc_under_limit,        "rmc_under_limit",
1646         rmc_update_class_util,  "rmc_update_class_util",
1647         rmc_delay_action,       "rmc_delay_action",
1648         rmc_restart,            "rmc_restart",
1649         _rmc_wrr_dequeue_next,  "_rmc_wrr_dequeue_next",
1650         NULL,                   NULL
1651 };
1652
1653 static chari *
1654 rmc_funcname(void *func)
1655 {
1656         struct rmc_funcs *fp;
1657
1658         for (fp = rmc_funcs; fp->func != NULL; fp++) {
1659                 if (fp->func == func)
1660                         return (fp->name);
1661         }
1662
1663         return ("unknown");
1664 }
1665
1666 void
1667 cbqtrace_dump(int counter)
1668 {
1669         int i, *p;
1670         char *cp;
1671
1672         counter = counter % NCBQTRACE;
1673         p = (int *)&cbqtrace_buffer[counter];
1674
1675         for (i=0; i<20; i++) {
1676                 kprintf("[0x%x] ", *p++);
1677                 kprintf("%s: ", rmc_funcname((void *)*p++));
1678                 cp = (char *)p++;
1679                 kprintf("%c%c%c%c: ", cp[0], cp[1], cp[2], cp[3]);
1680                 kprintf("%d\n",*p++);
1681
1682                 if (p >= (int *)&cbqtrace_buffer[NCBQTRACE])
1683                         p = (int *)cbqtrace_buffer;
1684         }
1685 }
1686 #endif /* CBQ_TRACE */
1687 #endif /* ALTQ_CBQ */