Linux内核中流量控制(4)
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5.4 PRIO(priority)

PRIO是PFIFO_FAST算法的扩展，PFIFO_FAST中一共是3个队列, 而PRIO最多可设置16个带(band)，每
个带都相当于是一个PFIFO_FAST, 因此可以进行更细粒度地分类然后进行排队, 在
net/sched/sch_prio.c中定义。

5.4.1 操作结构定义
// 最大带数
#define TCQ_PRIO_BANDS 16
// 最小带数
#define TCQ_MIN_PRIO_BANDS 2

// PRIO私有数据结构
struct prio_sched_data
{
// 有效带数, 不超过16
 int bands;
// 协议过滤器链表
 struct tcf_proto *filter_list;
// 优先权转带值的转换数组, 数组是16个元素
 u8  prio2band[TC_PRIO_MAX+1];
// 16个qdisc指针的数组
 struct Qdisc *queues[TCQ_PRIO_BANDS];
};

// PRIO流控算法操作结构
static struct Qdisc_ops prio_qdisc_ops = {
 .next  = NULL,
 .cl_ops  = &prio_class_ops,
 .id  = "prio",
 .priv_size = sizeof(struct prio_sched_data),
 .enqueue = prio_enqueue,
 .dequeue = prio_dequeue,
 .requeue = prio_requeue,
 .drop  = prio_drop,
 .init  = prio_init,
 .reset  = prio_reset,
 .destroy = prio_destroy,
 .change  = prio_tune,
 .dump  = prio_dump,
 .owner  = THIS_MODULE,
};
// PRIO类别操作结构
static struct Qdisc_class_ops prio_class_ops = {
 .graft  = prio_graft,
 .leaf  = prio_leaf,
 .get  = prio_get,
 .put  = prio_put,
 .change  = prio_change,
 .delete  = prio_delete,
 .walk  = prio_walk,
 .tcf_chain = prio_find_tcf,
 .bind_tcf = prio_bind,
 .unbind_tcf = prio_put,
 .dump  = prio_dump_class,
};

5.4.2 初始化

static int prio_init(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
{
// PRIO私有数据
 struct prio_sched_data *q = qdisc_priv(sch);
 int i;
// 16个Qdisc都初始化为noop_qdisc
 for (i=0; i<TCQ_PRIO_BANDS; i++)
  q->queues[i] = &noop_qdisc;
 if (opt == NULL) {
  return -EINVAL;
 } else {
  int err;
// 根据参数选项设置PRIO算法内部参数
  if ((err= prio_tune(sch, opt)) != 0)
   return err;
 }
 return 0;
}

// 算法参数调整, 同时也是prio_qdisc_ops结构的change成员函数
// 指定有多少个带, 每个带对应一个pfifo_fast的流控节点
static int prio_tune(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt)
{
// PRIO私有数据
 struct prio_sched_data *q = qdisc_priv(sch);
// TC的PRIO的参数, 包括带数和优先权值到带值的转换数组
 struct tc_prio_qopt *qopt = RTA_DATA(opt);
 int i;
// 长度检查
 if (opt->rta_len < RTA_LENGTH(sizeof(*qopt)))
  return -EINVAL;
// 带数为2~16个
 if (qopt->bands > TCQ_PRIO_BANDS || qopt->bands < 2)
  return -EINVAL;
// 检查转换数组中的值是否都不超过带数, 否则非法
 for (i=0; i<=TC_PRIO_MAX; i++) {
  if (qopt->priomap[i] >= qopt->bands)
   return -EINVAL;
 }
 sch_tree_lock(sch);
// 有效带数
 q->bands = qopt->bands;
// 映射数组: 优先权值 -> 带值
 memcpy(q->prio2band, qopt->priomap, TC_PRIO_MAX+1);
// 将大于等于带值的的Qdisc数组项都释放掉, 指向noop_qdisc
 for (i=q->bands; i<TCQ_PRIO_BANDS; i++) {
  struct Qdisc *child = xchg(&q->queues[i], &noop_qdisc);
  if (child != &noop_qdisc)
   qdisc_destroy(child);
 }
 sch_tree_unlock(sch);
// 设置有效的Qdisc数组, 数量为指定的带数
 for (i=0; i<q->bands; i++) {
// 为noop_qdisc表示该qdisc数组项可用
  if (q->queues[i] == &noop_qdisc) {
   struct Qdisc *child;
// 创建一个pfifo_fast的Qdisc
   child = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops);
   if (child) {
    sch_tree_lock(sch);
// 将生成的PFIFO_FAST的Qdisc赋给PRIO的Qdisc中的一个数组元素
    child = xchg(&q->queues[i], child);
// 这个判断应该是unlikely的, 结果应该是假
    if (child != &noop_qdisc)
     qdisc_destroy(child);
    sch_tree_unlock(sch);
   }
  }
 }
 return 0;
}

值得注意的是在初始化赋值函数中没有设置过滤器链表q->filter_list, 应该是后续执行单独命令进
行绑定的。
 
5.4.3 入队

static int
prio_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *sch)
{
 struct Qdisc *qdisc;
 int ret;
// 根据skb数据包的优先权值(priority)确定带值, 返回该带值对应的Qdisc
 qdisc = prio_classify(skb, sch, &ret);
#ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
 if (qdisc == NULL) {
// 该处的qdisc为空, 丢包
  if (ret == NET_XMIT_BYPASS)
   sch->qstats.drops++;
  kfree_skb(skb);
  return ret;
 }
#endif
// 调用该qdisc的入队函数, 正常就是pfifo_fast流控算法的入队函数
 if ((ret = qdisc->enqueue(skb, qdisc)) == NET_XMIT_SUCCESS) {
// 入队成功, 统计值更新
  sch->bstats.bytes += skb->len;
  sch->bstats.packets++;
  sch->q.qlen++;
  return NET_XMIT_SUCCESS;
 }
 sch->qstats.drops++;
 return ret;
}

// PRIO分类操作
st