dummynet2/ip_dn_io.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2010 Luigi Rizzo, Riccardo Panicucci, Universita` di Pisa
   3  * All rights reserved
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 /*
  28  * Dummynet portions related to packet handling.
  29  */
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 __FBSDID("$FreeBSD: user/luigi/ipfw3-head/sys/netinet/ipfw/ip_dn_io.c 203321 2010-01-31 21:39:25Z luigi $");
  32
  33 #include "opt_inet6.h"
  34
  35 #include <sys/param.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/mbuf.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <sys/module.h>
  42 #include <sys/priv.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/rwlock.h>
  45 #include <sys/socket.h>
  46 #include <sys/time.h>
  47 #include <sys/sysctl.h>
  48 #include <net/if.h>     /* IFNAMSIZ, struct ifaddr, ifq head, lock.h mutex.h */
  49 #include <net/netisr.h>
  50 #include <netinet/in.h>
  51 #include <netinet/ip.h>         /* ip_len, ip_off */
  52 #include <netinet/ip_var.h>     /* ip_output(), IP_FORWARDING */
  53 #include <netinet/ip_fw.h>
  54 #include <netinet/ipfw/ip_fw_private.h>
  55 #include <netinet/ipfw/dn_heap.h>
  56 #include <netinet/ip_dummynet.h>
  57 #include <netinet/ipfw/ip_dn_private.h>
  58 #include <netinet/ipfw/dn_sched.h>
  59
  60 #include <netinet/if_ether.h> /* various ether_* routines */
  61
  62 #include <netinet/ip6.h>       /* for ip6_input, ip6_output prototypes */
  63 #include <netinet6/ip6_var.h>
  64
  65 /*
  66  * We keep a private variable for the simulation time, but we could
  67  * probably use an existing one ("softticks" in sys/kern/kern_timeout.c)
  68  * instead of dn_cfg.curr_time
  69  */
  70
  71 struct dn_parms dn_cfg;
  72
  73 static long tick_last;          /* Last tick duration (usec). */
  74 static long tick_delta;         /* Last vs standard tick diff (usec). */
  75 static long tick_delta_sum;     /* Accumulated tick difference (usec).*/
  76 static long tick_adjustment;    /* Tick adjustments done. */
  77 static long tick_lost;          /* Lost(coalesced) ticks number. */
  78 /* Adjusted vs non-adjusted curr_time difference (ticks). */
  79 static long tick_diff;
  80
  81 static unsigned long    io_pkt;
  82 static unsigned long    io_pkt_fast;
  83 static unsigned long    io_pkt_drop;
  84
  85 /*
  86  * We use a heap to store entities for which we have pending timer events.
  87  * The heap is checked at every tick and all entities with expired events
  88  * are extracted.
  89  */
  90
  91 MALLOC_DEFINE(M_DUMMYNET, "dummynet", "dummynet heap");
  92
  93 extern  void (*bridge_dn_p)(struct mbuf *, struct ifnet *);
  94
  95 #ifdef SYSCTL_NODE
  96
  97 SYSBEGIN(f4)
  98
  99 SYSCTL_DECL(_net_inet);
 100 SYSCTL_DECL(_net_inet_ip);
 101 SYSCTL_NODE(_net_inet_ip, OID_AUTO, dummynet, CTLFLAG_RW, 0, "Dummynet");
 102
 103 /* parameters */
 104 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, hash_size,
 105     CTLFLAG_RW, &dn_cfg.hash_size, 0, "Default hash table size");
 106 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, pipe_slot_limit,
 107     CTLFLAG_RW, &dn_cfg.slot_limit, 0,
 108     "Upper limit in slots for pipe queue.");
 109 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, pipe_byte_limit,
 110     CTLFLAG_RW, &dn_cfg.byte_limit, 0,
 111     "Upper limit in bytes for pipe queue.");
 112 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_fast,
 113     CTLFLAG_RW, &dn_cfg.io_fast, 0, "Enable fast dummynet io.");
 114 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, debug,
 115     CTLFLAG_RW, &dn_cfg.debug, 0, "Dummynet debug level");
 116 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, expire,
 117     CTLFLAG_RW, &dn_cfg.expire, 0, "Expire empty queues/pipes");
 118 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, expire_cycle,
 119     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.expire_cycle, 0, "Expire cycle for queues/pipes");
 120
 121 /* RED parameters */
 122 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_lookup_depth,
 123     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.red_lookup_depth, 0, "Depth of RED lookup table");
 124 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_avg_pkt_size,
 125     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.red_avg_pkt_size, 0, "RED Medium packet size");
 126 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_max_pkt_size,
 127     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.red_max_pkt_size, 0, "RED Max packet size");
 128
 129 /* time adjustment */
 130 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_delta,
 131     CTLFLAG_RD, &tick_delta, 0, "Last vs standard tick difference (usec).");
 132 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_delta_sum,
 133     CTLFLAG_RD, &tick_delta_sum, 0, "Accumulated tick difference (usec).");
 134 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_adjustment,
 135     CTLFLAG_RD, &tick_adjustment, 0, "Tick adjustments done.");
 136 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_diff,
 137     CTLFLAG_RD, &tick_diff, 0,
 138     "Adjusted vs non-adjusted curr_time difference (ticks).");
 139 SYSCTL_LONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, tick_lost,
 140     CTLFLAG_RD, &tick_lost, 0,
 141     "Number of ticks coalesced by dummynet taskqueue.");
 142
 143 /* statistics */
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, schk_count,
 145     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.schk_count, 0, "Number of schedulers");
 146 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, si_count,
 147     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.si_count, 0, "Number of scheduler instances");
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, fsk_count,
 149     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.fsk_count, 0, "Number of flowsets");
 150 SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, queue_count,
 151     CTLFLAG_RD, &dn_cfg.queue_count, 0, "Number of queues");
 152 SYSCTL_ULONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_pkt,
 153     CTLFLAG_RD, &io_pkt, 0,
 154     "Number of packets passed to dummynet.");
 155 SYSCTL_ULONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_pkt_fast,
 156     CTLFLAG_RD, &io_pkt_fast, 0,
 157     "Number of packets bypassed dummynet scheduler.");
 158 SYSCTL_ULONG(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, io_pkt_drop,
 159     CTLFLAG_RD, &io_pkt_drop, 0,
 160     "Number of packets dropped by dummynet.");
 161
 162 SYSEND
 163
 164 #endif
 165
 166 static void     dummynet_send(struct mbuf *);
 167
 168 /*
 169  * Packets processed by dummynet have an mbuf tag associated with
 170  * them that carries their dummynet state.
 171  * Outside dummynet, only the 'rule' field is relevant, and it must
 172  * be at the beginning of the structure.
 173  */
 174 struct dn_pkt_tag {
 175         struct ipfw_rule_ref rule;      /* matching rule        */
 176
 177         /* second part, dummynet specific */
 178         int dn_dir;             /* action when packet comes out.*/
 179                                 /* see ip_fw_private.h          */
 180         uint64_t output_time;   /* when the pkt is due for delivery*/
 181         struct ifnet *ifp;      /* interface, for ip_output     */
 182         struct _ip6dn_args ip6opt;      /* XXX ipv6 options     */
 183 };
 184
 185 /*
 186  * Return the mbuf tag holding the dummynet state (it should
 187  * be the first one on the list).
 188  */
 189 static struct dn_pkt_tag *
 190 dn_tag_get(struct mbuf *m)
 191 {
 192         struct m_tag *mtag = m_tag_first(m);
 193         KASSERT(mtag != NULL &&
 194             mtag->m_tag_cookie == MTAG_ABI_COMPAT &&
 195             mtag->m_tag_id == PACKET_TAG_DUMMYNET,
 196             ("packet on dummynet queue w/o dummynet tag!"));
 197         return (struct dn_pkt_tag *)(mtag+1);
 198 }
 199
 200 static inline void
 201 mq_append(struct mq *q, struct mbuf *m)
 202 {
 203         if (q->head == NULL)
 204                 q->head = m;
 205         else
 206                 q->tail->m_nextpkt = m;
 207         q->tail = m;
 208         m->m_nextpkt = NULL;
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Dispose a list of packet. Use a functions so if we need to do
 213  * more work, this is a central point to do it.
 214  */
 215 void dn_free_pkts(struct mbuf *mnext)
 216 {
 217         struct mbuf *m;
 218
 219         while ((m = mnext) != NULL) {
 220                 mnext = m->m_nextpkt;
 221                 FREE_PKT(m);
 222         }
 223 }
 224
 225 static int
 226 red_drops (struct dn_queue *q, int len)
 227 {
 228         /*
 229          * RED algorithm
 230          *
 231          * RED calculates the average queue size (avg) using a low-pass filter
 232          * with an exponential weighted (w_q) moving average:
 233          *      avg  <-  (1-w_q) * avg + w_q * q_size
 234          * where q_size is the queue length (measured in bytes or * packets).
 235          *
 236          * If q_size == 0, we compute the idle time for the link, and set
 237          *      avg = (1 - w_q)^(idle/s)
 238          * where s is the time needed for transmitting a medium-sized packet.
 239          *
 240          * Now, if avg < min_th the packet is enqueued.
 241          * If avg > max_th the packet is dropped. Otherwise, the packet is
 242          * dropped with probability P function of avg.
 243          */
 244
 245         struct dn_fsk *fs = q->fs;
 246         int64_t p_b = 0;
 247
 248         /* Queue in bytes or packets? */
 249         uint32_t q_size = (fs->fs.flags & DN_QSIZE_BYTES) ?
 250             q->ni.len_bytes : q->ni.length;
 251
 252         /* Average queue size estimation. */
 253         if (q_size != 0) {
 254                 /* Queue is not empty, avg <- avg + (q_size - avg) * w_q */
 255                 int diff = SCALE(q_size) - q->avg;
 256                 int64_t v = SCALE_MUL((int64_t)diff, (int64_t)fs->w_q);
 257
 258                 q->avg += (int)v;
 259         } else {
 260                 /*
 261                  * Queue is empty, find for how long the queue has been
 262                  * empty and use a lookup table for computing
 263                  * (1 - * w_q)^(idle_time/s) where s is the time to send a
 264                  * (small) packet.
 265                  * XXX check wraps...
 266                  */
 267                 if (q->avg) {
 268                         u_int t = div64((dn_cfg.curr_time - q->q_time), fs->lookup_step);
 269
 270                         q->avg = (t < fs->lookup_depth) ?
 271                             SCALE_MUL(q->avg, fs->w_q_lookup[t]) : 0;
 272                 }
 273         }
 274
 275         /* Should i drop? */
 276         if (q->avg < fs->min_th) {
 277                 q->count = -1;
 278                 return (0);     /* accept packet */
 279         }
 280         if (q->avg >= fs->max_th) {     /* average queue >=  max threshold */
 281                 if (fs->fs.flags & DN_IS_GENTLE_RED) {
 282                         /*
 283                          * According to Gentle-RED, if avg is greater than
 284                          * max_th the packet is dropped with a probability
 285                          *       p_b = c_3 * avg - c_4
 286                          * where c_3 = (1 - max_p) / max_th
 287                          *       c_4 = 1 - 2 * max_p
 288                          */
 289                         p_b = SCALE_MUL((int64_t)fs->c_3, (int64_t)q->avg) -
 290                             fs->c_4;
 291                 } else {
 292                         q->count = -1;
 293                         return (1);
 294                 }
 295         } else if (q->avg > fs->min_th) {
 296                 /*
 297                  * We compute p_b using the linear dropping function
 298                  *       p_b = c_1 * avg - c_2
 299                  * where c_1 = max_p / (max_th - min_th)
 300                  *       c_2 = max_p * min_th / (max_th - min_th)
 301                  */
 302                 p_b = SCALE_MUL((int64_t)fs->c_1, (int64_t)q->avg) - fs->c_2;
 303         }
 304
 305         if (fs->fs.flags & DN_QSIZE_BYTES)
 306                 p_b = div64((p_b * len) , fs->max_pkt_size);
 307         if (++q->count == 0)
 308                 q->random = random() & 0xffff;
 309         else {
 310                 /*
 311                  * q->count counts packets arrived since last drop, so a greater
 312                  * value of q->count means a greater packet drop probability.
 313                  */
 314                 if (SCALE_MUL(p_b, SCALE((int64_t)q->count)) > q->random) {
 315                         q->count = 0;
 316                         /* After a drop we calculate a new random value. */
 317                         q->random = random() & 0xffff;
 318                         return (1);     /* drop */
 319                 }
 320         }
 321         /* End of RED algorithm. */
 322
 323         return (0);     /* accept */
 324
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Enqueue a packet in q, subject to space and queue management policy
 329  * (whose parameters are in q->fs).
 330  * Update stats for the queue and the scheduler.
 331  * Return 0 on success, 1 on drop. The packet is consumed anyways.
 332  */
 333 int
 334 dn_enqueue(struct dn_queue *q, struct mbuf* m, int drop)
 335 {
 336         struct dn_fs *f;
 337         struct dn_flow *ni;     /* stats for scheduler instance */
 338         uint64_t len;
 339
 340         if (q->fs == NULL || q->_si == NULL) {
 341                 printf("%s fs %p si %p, dropping\n",
 342                         __FUNCTION__, q->fs, q->_si);
 343                 FREE_PKT(m);
 344                 return 1;
 345         }
 346         f = &(q->fs->fs);
 347         ni = &q->_si->ni;
 348         len = m->m_pkthdr.len;
 349         /* Update statistics, then check reasons to drop pkt. */
 350         q->ni.tot_bytes += len;
 351         q->ni.tot_pkts++;
 352         ni->tot_bytes += len;
 353         ni->tot_pkts++;
 354         if (drop)
 355                 goto drop;
 356         if (f->plr && random() < f->plr)
 357                 goto drop;
 358         if (f->flags & DN_IS_RED && red_drops(q, m->m_pkthdr.len))
 359                 goto drop;
 360         if (f->flags & DN_QSIZE_BYTES) {
 361                 if (q->ni.len_bytes > f->qsize)
 362                         goto drop;
 363         } else if (q->ni.length >= f->qsize) {
 364                 goto drop;
 365         }
 366         mq_append(&q->mq, m);
 367         q->ni.length++;
 368         q->ni.len_bytes += len;
 369         ni->length++;
 370         ni->len_bytes += len;
 371         return 0;
 372
 373 drop:
 374         io_pkt_drop++;
 375         q->ni.drops++;
 376         ni->drops++;
 377         FREE_PKT(m);
 378         return 1;
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Fetch packets from the delay line which are due now. If there are
 383  * leftover packets, reinsert the delay line in the heap.
 384  * Runs under scheduler lock.
 385  */
 386 static void
 387 transmit_event(struct mq *q, struct delay_line *dline, uint64_t now)
 388 {
 389         struct mbuf *m;
 390         struct dn_pkt_tag *pkt = NULL;
 391
 392         dline->oid.subtype = 0; /* not in heap */
 393         while ((m = dline->mq.head) != NULL) {
 394                 pkt = dn_tag_get(m);
 395                 if (!DN_KEY_LEQ(pkt->output_time, now))
 396                         break;
 397                 dline->mq.head = m->m_nextpkt;
 398                 mq_append(q, m);
 399         }
 400         if (m != NULL) {
 401                 dline->oid.subtype = 1; /* in heap */
 402                 heap_insert(&dn_cfg.evheap, pkt->output_time, dline);
 403         }
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Convert the additional MAC overheads/delays into an equivalent
 408  * number of bits for the given data rate. The samples are
 409  * in milliseconds so we need to divide by 1000.
 410  */
 411 static uint64_t
 412 extra_bits(struct mbuf *m, struct dn_schk *s)
 413 {
 414         int index;
 415         uint64_t bits;
 416         struct dn_profile *pf = s->profile;
 417
 418         if (!pf || pf->samples_no == 0)
 419                 return 0;
 420         index  = random() % pf->samples_no;
 421         bits = div64((uint64_t)pf->samples[index] * s->link.bandwidth, 1000);
 422         if (index >= pf->loss_level) {
 423                 struct dn_pkt_tag *dt = dn_tag_get(m);
 424                 if (dt)
 425                         dt->dn_dir = DIR_DROP;
 426         }
 427         return bits;
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Send traffic from a scheduler instance due by 'now'.
 432  * Return a pointer to the head of the queue.
 433  */
 434 static struct mbuf *
 435 serve_sched(struct mq *q, struct dn_sch_inst *si, uint64_t now)
 436 {
 437         struct mq def_q;
 438         struct dn_schk *s = si->sched;
 439         struct mbuf *m = NULL;
 440         int delay_line_idle = (si->dline.mq.head == NULL);
 441         int done, bw;
 442
 443         if (q == NULL) {
 444                 q = &def_q;
 445                 q->head = NULL;
 446         }
 447
 448         bw = s->link.bandwidth;
 449         si->kflags &= ~DN_ACTIVE;
 450
 451         if (bw > 0)
 452                 si->credit += (now - si->sched_time) * bw;
 453         else
 454                 si->credit = 0;
 455         si->sched_time = now;
 456         done = 0;
 457         while (si->credit >= 0 && (m = s->fp->dequeue(si)) != NULL) {
 458                 if (m->m_pkthdr.len < 0) {
 459                         /* Received a packet with negative length.
 460                          * the scheduler instance will be waken up after
 461                          * -m->m_pkthdr.len ticks.
 462                          */
 463                         si->kflags |= DN_ACTIVE;
 464                         heap_insert(&dn_cfg.evheap, now - m->m_pkthdr.len, si);
 465
 466                         /* Delete the fake packet */
 467                         free(m, M_DUMMYNET);
 468
 469                         /* Dont' touch credit, exit from the function */
 470                         return NULL;
 471                 } else {                /* normal behaviour */
 472                         uint64_t len_scaled;
 473                         done++;
 474                         len_scaled = (bw == 0) ? 0 : hz *
 475                                 (m->m_pkthdr.len * 8 + extra_bits(m, s));
 476                         si->credit -= len_scaled;
 477                         /* Move packet in the delay line */
 478                         dn_tag_get(m)->output_time += s->link.delay ;
 479                         mq_append(&si->dline.mq, m);
 480                 }
 481         }
 482         /*
 483          * If credit >= 0 the instance is idle, mark time.
 484          * Otherwise put back in the heap, and adjust the output
 485          * time of the last inserted packet, m, which was too early.
 486          */
 487         if (si->credit >= 0) {
 488                 si->idle_time = now;
 489         } else {
 490                 uint64_t t;
 491                 KASSERT (bw > 0, ("bw=0 and credit<0 ?"));
 492                 t = div64(bw - 1 - si->credit, bw);
 493                 if (m)
 494                         dn_tag_get(m)->output_time += t;
 495                 si->kflags |= DN_ACTIVE;
 496                 heap_insert(&dn_cfg.evheap, now + t, si);
 497         }
 498         if (delay_line_idle && done)
 499                 transmit_event(q, &si->dline, now);
 500         return q->head;
 501 }
 502
 503 /*
 504  * The timer handler for dummynet. Time is computed in ticks, but
 505  * but the code is tolerant to the actual rate at which this is called.
 506  * Once complete, the function reschedules itself for the next tick.
 507  */
 508 void
 509 dummynet_task(void *context, int pending)
 510 {
 511         struct timeval t;
 512         struct mq q = { NULL, NULL }; /* queue to accumulate results */
 513
 514         DN_BH_WLOCK();
 515
 516         /* Update number of lost(coalesced) ticks. */
 517         tick_lost += pending - 1;
 518
 519         getmicrouptime(&t);
 520         /* Last tick duration (usec). */
 521         tick_last = (t.tv_sec - dn_cfg.prev_t.tv_sec) * 1000000 +
 522         (t.tv_usec - dn_cfg.prev_t.tv_usec);
 523         /* Last tick vs standard tick difference (usec). */
 524         tick_delta = (tick_last * hz - 1000000) / hz;
 525         /* Accumulated tick difference (usec). */
 526         tick_delta_sum += tick_delta;
 527
 528         dn_cfg.prev_t = t;
 529
 530         /*
 531         * Adjust curr_time if the accumulated tick difference is
 532         * greater than the 'standard' tick. Since curr_time should
 533         * be monotonically increasing, we do positive adjustments
 534         * as required, and throttle curr_time in case of negative
 535         * adjustment.
 536         */
 537         dn_cfg.curr_time++;
 538         if (tick_delta_sum - tick >= 0) {
 539                 int diff = tick_delta_sum / tick;
 540
 541                 dn_cfg.curr_time += diff;
 542                 tick_diff += diff;
 543                 tick_delta_sum %= tick;
 544                 tick_adjustment++;
 545         } else if (tick_delta_sum + tick <= 0) {
 546                 dn_cfg.curr_time--;
 547                 tick_diff--;
 548                 tick_delta_sum += tick;
 549                 tick_adjustment++;
 550         }
 551
 552         /* serve pending events, accumulate in q */
 553         for (;;) {
 554                 struct dn_id *p;    /* generic parameter to handler */
 555
 556                 if (dn_cfg.evheap.elements == 0 ||
 557                     DN_KEY_LT(dn_cfg.curr_time, HEAP_TOP(&dn_cfg.evheap)->key))
 558                         break;
 559                 p = HEAP_TOP(&dn_cfg.evheap)->object;
 560                 heap_extract(&dn_cfg.evheap, NULL);
 561
 562                 if (p->type == DN_SCH_I) {
 563                         serve_sched(&q, (struct dn_sch_inst *)p, dn_cfg.curr_time);
 564                 } else { /* extracted a delay line */
 565                         transmit_event(&q, (struct delay_line *)p, dn_cfg.curr_time);
 566                 }
 567         }
 568         if (dn_cfg.expire && ++dn_cfg.expire_cycle >= dn_cfg.expire) {
 569                 dn_cfg.expire_cycle = 0;
 570         dn_drain_scheduler();
 571         dn_drain_queue();
 572         }
 573
 574         DN_BH_WUNLOCK();
 575         dn_reschedule();
 576         if (q.head != NULL)
 577                 dummynet_send(q.head);
 578 }
 579
 580 /*
 581  * forward a chain of packets to the proper destination.
 582  * This runs outside the dummynet lock.
 583  */
 584 static void
 585 dummynet_send(struct mbuf *m)
 586 {
 587         struct mbuf *n;
 588
 589         for (; m != NULL; m = n) {
 590                 struct ifnet *ifp = NULL;       /* gcc 3.4.6 complains */
 591                 struct m_tag *tag;
 592                 int dst;
 593
 594                 n = m->m_nextpkt;
 595                 m->m_nextpkt = NULL;
 596                 tag = m_tag_first(m);
 597                 if (tag == NULL) { /* should not happen */
 598                         dst = DIR_DROP;
 599                 } else {
 600                         struct dn_pkt_tag *pkt = dn_tag_get(m);
 601                         /* extract the dummynet info, rename the tag
 602                          * to carry reinject info.
 603                          */
 604                         dst = pkt->dn_dir;
 605                         ifp = pkt->ifp;
 606                         tag->m_tag_cookie = MTAG_IPFW_RULE;
 607                         tag->m_tag_id = 0;
 608                 }
 609
 610                 switch (dst) {
 611                 case DIR_OUT:
 612                         SET_HOST_IPLEN(mtod(m, struct ip *));
 613                         ip_output(m, NULL, NULL, IP_FORWARDING, NULL, NULL);
 614                         break ;
 615
 616                 case DIR_IN :
 617                         /* put header in network format for ip_input() */
 618                         //SET_NET_IPLEN(mtod(m, struct ip *));
 619                         netisr_dispatch(NETISR_IP, m);
 620                         break;
 621
 622 #ifdef INET6
 623                 case DIR_IN | PROTO_IPV6:
 624                         netisr_dispatch(NETISR_IPV6, m);
 625                         break;
 626
 627                 case DIR_OUT | PROTO_IPV6:
 628                         SET_HOST_IPLEN(mtod(m, struct ip *));
 629                         ip6_output(m, NULL, NULL, IPV6_FORWARDING, NULL, NULL, NULL);
 630                         break;
 631 #endif
 632
 633                 case DIR_FWD | PROTO_IFB: /* DN_TO_IFB_FWD: */
 634                         if (bridge_dn_p != NULL)
 635                                 ((*bridge_dn_p)(m, ifp));
 636                         else
 637                                 printf("dummynet: if_bridge not loaded\n");
 638
 639                         break;
 640
 641                 case DIR_IN | PROTO_LAYER2: /* DN_TO_ETH_DEMUX: */
 642                         /*
 643                          * The Ethernet code assumes the Ethernet header is
 644                          * contiguous in the first mbuf header.
 645                          * Insure this is true.
 646                          */
 647                         if (m->m_len < ETHER_HDR_LEN &&
 648                             (m = m_pullup(m, ETHER_HDR_LEN)) == NULL) {
 649                                 printf("dummynet/ether: pullup failed, "
 650                                     "dropping packet\n");
 651                                 break;
 652                         }
 653                         ether_demux(m->m_pkthdr.rcvif, m);
 654                         break;
 655
 656                 case DIR_OUT | PROTO_LAYER2: /* N_TO_ETH_OUT: */
 657                         ether_output_frame(ifp, m);
 658                         break;
 659
 660                 case DIR_DROP:
 661                         /* drop the packet after some time */
 662                         FREE_PKT(m);
 663                         break;
 664
 665                 default:
 666                         printf("dummynet: bad switch %d!\n", dst);
 667                         FREE_PKT(m);
 668                         break;
 669                 }
 670         }
 671 }
 672
 673 static inline int
 674 tag_mbuf(struct mbuf *m, int dir, struct ip_fw_args *fwa)
 675 {
 676         struct dn_pkt_tag *dt;
 677         struct m_tag *mtag;
 678
 679         mtag = m_tag_get(PACKET_TAG_DUMMYNET,
 680                     sizeof(*dt), M_NOWAIT | M_ZERO);
 681         if (mtag == NULL)
 682                 return 1;               /* Cannot allocate packet header. */
 683         m_tag_prepend(m, mtag);         /* Attach to mbuf chain. */
 684         dt = (struct dn_pkt_tag *)(mtag + 1);
 685         dt->rule = fwa->rule;
 686         dt->rule.info &= IPFW_ONEPASS;  /* only keep this info */
 687         dt->dn_dir = dir;
 688         dt->ifp = fwa->oif;
 689         /* dt->output tame is updated as we move through */
 690         dt->output_time = dn_cfg.curr_time;
 691         return 0;
 692 }
 693
 694
 695 /*
 696  * dummynet hook for packets.
 697  * We use the argument to locate the flowset fs and the sched_set sch
 698  * associated to it. The we apply flow_mask and sched_mask to
 699  * determine the queue and scheduler instances.
 700  *
 701  * dir          where shall we send the packet after dummynet.
 702  * *m0          the mbuf with the packet
 703  * ifp          the 'ifp' parameter from the caller.
 704  *              NULL in ip_input, destination interface in ip_output,
 705  */
 706 int
 707 dummynet_io(struct mbuf **m0, int dir, struct ip_fw_args *fwa)
 708 {
 709         struct mbuf *m = *m0;
 710         struct dn_fsk *fs = NULL;
 711         struct dn_sch_inst *si;
 712         struct dn_queue *q = NULL;      /* default */
 713
 714         int fs_id = (fwa->rule.info & IPFW_INFO_MASK) +
 715                 ((fwa->rule.info & IPFW_IS_PIPE) ? 2*DN_MAX_ID : 0);
 716         DN_BH_WLOCK();
 717         io_pkt++;
 718         /* we could actually tag outside the lock, but who cares... */
 719         if (tag_mbuf(m, dir, fwa))
 720                 goto dropit;
 721         if (dn_cfg.busy) {
 722                 /* if the upper half is busy doing something expensive,
 723                  * lets queue the packet and move forward
 724                  */
 725                 mq_append(&dn_cfg.pending, m);
 726                 m = *m0 = NULL; /* consumed */
 727                 goto done; /* already active, nothing to do */
 728         }
 729         /* XXX locate_flowset could be optimised with a direct ref. */
 730         fs = dn_ht_find(dn_cfg.fshash, fs_id, 0, NULL);
 731         if (fs == NULL)
 732                 goto dropit;    /* This queue/pipe does not exist! */
 733         if (fs->sched == NULL)  /* should not happen */
 734                 goto dropit;
 735         /* find scheduler instance, possibly applying sched_mask */
 736         si = ipdn_si_find(fs->sched, &(fwa->f_id));
 737         if (si == NULL)
 738                 goto dropit;
 739         /*
 740          * If the scheduler supports multiple queues, find the right one
 741          * (otherwise it will be ignored by enqueue).
 742          */
 743         if (fs->sched->fp->flags & DN_MULTIQUEUE) {
 744                 q = ipdn_q_find(fs, si, &(fwa->f_id));
 745                 if (q == NULL)
 746                         goto dropit;
 747         }
 748         if (fs->sched->fp->enqueue(si, q, m)) {
 749                 printf("%s dropped by enqueue\n", __FUNCTION__);
 750                 /* packet was dropped by enqueue() */
 751                 m = *m0 = NULL;
 752                 goto dropit;
 753         }
 754
 755         if (si->kflags & DN_ACTIVE) {
 756                 m = *m0 = NULL; /* consumed */
 757                 goto done; /* already active, nothing to do */
 758         }
 759
 760         /* compute the initial allowance */
 761         {
 762             struct dn_link *p = &fs->sched->link;
 763             si->credit = dn_cfg.io_fast ? p->bandwidth : 0;
 764             if (p->burst) {
 765                 uint64_t burst = (dn_cfg.curr_time - si->idle_time) * p->bandwidth;
 766                 if (burst > p->burst)
 767                         burst = p->burst;
 768                 si->credit += burst;
 769             }
 770         }
 771         /* pass through scheduler and delay line */
 772         m = serve_sched(NULL, si, dn_cfg.curr_time);
 773
 774         /* optimization -- pass it back to ipfw for immediate send */
 775         /* XXX Don't call dummynet_send() if scheduler return the packet
 776          *     just enqueued. This avoid a lock order reversal.
 777          *
 778          */
 779         if (/*dn_cfg.io_fast &&*/ m == *m0 && (dir & PROTO_LAYER2) == 0 ) {
 780                 /* fast io, rename the tag * to carry reinject info. */
 781                 struct m_tag *tag = m_tag_first(m);
 782
 783                 tag->m_tag_cookie = MTAG_IPFW_RULE;
 784                 tag->m_tag_id = 0;
 785                 io_pkt_fast++;
 786                 if (m->m_nextpkt != NULL) {
 787                         printf("dummynet: fast io: pkt chain detected!\n");
 788                         m->m_nextpkt = NULL;
 789                 }
 790                 m = NULL;
 791         } else {
 792                 *m0 = NULL;
 793         }
 794 done:
 795         DN_BH_WUNLOCK();
 796         if (m)
 797                 dummynet_send(m);
 798         return 0;
 799
 800 dropit:
 801         io_pkt_drop++;
 802         DN_BH_WUNLOCK();
 803         if (m)
 804                 FREE_PKT(m);
 805         *m0 = NULL;
 806         return (fs && (fs->fs.flags & DN_NOERROR)) ? 0 : ENOBUFS;
 807 }