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xnu-344.tar.gz
[apple/xnu.git] / bsd / netinet / ip_dummynet.c
index 4788dc56a2b7bbaa3f32648b0506b3fd9c28dc1d..0979e45d3fb0e94057e7d0b316586a7c6bf07772 100644 (file)
  * 
  * @APPLE_LICENSE_HEADER_END@
  */
-/*
- * Copyright (c) 1998 Luigi Rizzo
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- * Redistribution and use in source forms, with and without modification,
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+ * Copyright (c) 1998-2001 Luigi Rizzo, Universita` di Pisa
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+ * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
+ * SUCH DAMAGE.
  *
+ * $FreeBSD: src/sys/netinet/ip_dummynet.c,v 1.24.2.11 2001/02/09 23:18:08 luigi Exp $
  */
 
+#define DEB(x)
+#define DDB(x) x
+
 /*
  * This module implements IP dummynet, a bandwidth limiter/delay emulator
  * used in conjunction with the ipfw package.
+ * Description of the data structures used is in ip_dummynet.h
+ * Here you mainly find the following blocks of code:
+ *  + variable declarations;
+ *  + heap management functions;
+ *  + scheduler and dummynet functions;
+ *  + configuration and initialization.
+ *
+ * NOTA BENE: critical sections are protected by splimp()/splx()
+ *    pairs. One would think that splnet() is enough as for most of
+ *    the netinet code, but it is not so because when used with
+ *    bridging, dummynet is invoked at splimp().
  *
- * Changes:
+ * Most important Changes:
  *
- * 980821: changed conventions in the queueing logic
- *     packets passed from dummynet to ip_in/out are prepended with
- *     a vestigial mbuf type MT_DUMMYNET which contains a pointer
- *     to the matching rule.
- *     ip_input/output will extract the parameters, free the vestigial mbuf,
- *     and do the processing.
- *     
- * 980519:     fixed behaviour when deleting rules.
- * 980518:     added splimp()/splx() to protect against races
+ * 010124: Fixed WF2Q behaviour
+ * 010122: Fixed spl protection.
+ * 000601: WF2Q support
+ * 000106: large rewrite, use heaps to handle very many pipes.
  * 980513:     initial release
+ *
+ * include files marked with XXX are probably not needed
  */
 
-/* include files marked with XXX are probably not needed */
-
 #include <sys/param.h>
 #include <sys/systm.h>
 #include <sys/malloc.h>
 #include <net/bridge.h>
 #endif
 
+/*
+ * We keep a private variable for the simulation time, but we could
+ * probably use an existing one ("softticks" in sys/kern/kern_timer.c)
+ */
+static dn_key curr_time = 0 ; /* current simulation time */
+
+static int dn_hash_size = 64 ; /* default hash size */
+
+/* statistics on number of queue searches and search steps */
+static int searches, search_steps ;
+static int pipe_expire = 1 ;   /* expire queue if empty */
+static int dn_max_ratio = 16 ; /* max queues/buckets ratio */
+
+static int red_lookup_depth = 256;     /* RED - default lookup table depth */
+static int red_avg_pkt_size = 512;      /* RED - default medium packet size */
+static int red_max_pkt_size = 1500;     /* RED - default max packet size */
+
+/*
+ * Three heaps contain queues and pipes that the scheduler handles:
+ *
+ * ready_heap contains all dn_flow_queue related to fixed-rate pipes.
+ *
+ * wfq_ready_heap contains the pipes associated with WF2Q flows
+ *
+ * extract_heap contains pipes associated with delay lines.
+ *
+ */
+static struct dn_heap ready_heap, extract_heap, wfq_ready_heap ;
+
+static int heap_init(struct dn_heap *h, int size) ;
+static int heap_insert (struct dn_heap *h, dn_key key1, void *p);
+static void heap_extract(struct dn_heap *h, void *obj);
+
+static void transmit_event(struct dn_pipe *pipe);
+static void ready_event(struct dn_flow_queue *q);
+
 static struct dn_pipe *all_pipes = NULL ;      /* list of all pipes */
+static struct dn_flow_set *all_flow_sets = NULL ;/* list of all flow_sets */
 
-static int dn_debug = 0 ;                      /* verbose */
-static int dn_calls = 0 ;                      /* number of calls */
-static int dn_idle = 1;
-#ifdef SYSCTL_NODE
-SYSCTL_NODE(_net_inet_ip, OID_AUTO, dummynet, CTLFLAG_RW, 0, "Dummynet");
-SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, debug, CTLFLAG_RW, &dn_debug, 0, "");
-SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, calls, CTLFLAG_RD, &dn_calls, 0, "");
-SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, idle, CTLFLAG_RD, &dn_idle, 0, "");
+#if SYSCTL_NODE
+SYSCTL_NODE(_net_inet_ip, OID_AUTO, dummynet,
+               CTLFLAG_RW, 0, "Dummynet");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, hash_size,
+           CTLFLAG_RW, &dn_hash_size, 0, "Default hash table size");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, curr_time,
+           CTLFLAG_RD, &curr_time, 0, "Current tick");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, ready_heap,
+           CTLFLAG_RD, &ready_heap.size, 0, "Size of ready heap");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, extract_heap,
+           CTLFLAG_RD, &extract_heap.size, 0, "Size of extract heap");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, searches,
+           CTLFLAG_RD, &searches, 0, "Number of queue searches");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, search_steps,
+           CTLFLAG_RD, &search_steps, 0, "Number of queue search steps");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, expire,
+           CTLFLAG_RW, &pipe_expire, 0, "Expire queue if empty");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, max_chain_len,
+           CTLFLAG_RW, &dn_max_ratio, 0, 
+       "Max ratio between dynamic queues and buckets");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_lookup_depth,
+       CTLFLAG_RD, &red_lookup_depth, 0, "Depth of RED lookup table");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_avg_pkt_size,
+       CTLFLAG_RD, &red_avg_pkt_size, 0, "RED Medium packet size");
+SYSCTL_INT(_net_inet_ip_dummynet, OID_AUTO, red_max_pkt_size,
+       CTLFLAG_RD, &red_max_pkt_size, 0, "RED Max packet size");
 #endif
 
+static int config_pipe(struct dn_pipe *p);
 static int ip_dn_ctl(struct sockopt *sopt);
 
 static void rt_unref(struct rtentry *);
 static void dummynet(void *);
-static void dn_restart(void);
-static void dn_move(struct dn_pipe *pipe, int immediate);
 static void dummynet_flush(void);
+void dummynet_drain(void);
+int if_tx_rdy(struct ifnet *ifp);
 
 /*
- * the following is needed when deleting a pipe, because rules can
+ * ip_fw_chain is used when deleting a pipe, because ipfw rules can
  * hold references to the pipe.
  */
-extern LIST_HEAD (ip_fw_head, ip_fw_chain) ip_fw_chain;
-
-/*
- * invoked to reschedule the periodic task if necessary.
- * Should only be called when dn_idle = 1 ;
- */
-static void
-dn_restart()
-{
-    struct dn_pipe *pipe;
-
-    if (!dn_idle)
-       return;
-       
-    for (pipe = all_pipes ; pipe ; pipe = pipe->next ) {
-       /* if there any pipe that needs work, restart */
-       if (pipe->r.head || pipe->p.head || pipe->numbytes < 0 ) {
-           dn_idle = 0;
-           timeout(dummynet, NULL, 1);
-           return ;
-       }
-    }
-}
+extern LIST_HEAD (ip_fw_head, ip_fw_chain) ip_fw_chain_head;
 
 static void
 rt_unref(struct rtentry *rt)
@@ -132,527 +189,1736 @@ rt_unref(struct rtentry *rt)
     if (rt == NULL)
        return ;
     if (rt->rt_refcnt <= 0)
-       printf("-- warning, refcnt now %d, decreasing\n", rt->rt_refcnt);
-    RTFREE(rt);
+       printf("-- warning, refcnt now %ld, decreasing\n", rt->rt_refcnt);
+    rtfree(rt);
+}
+
+/*
+ * Heap management functions.
+ *
+ * In the heap, first node is element 0. Children of i are 2i+1 and 2i+2.
+ * Some macros help finding parent/children so we can optimize them.
+ *
+ * heap_init() is called to expand the heap when needed.
+ * Increment size in blocks of 16 entries.
+ * XXX failure to allocate a new element is a pretty bad failure
+ * as we basically stall a whole queue forever!!
+ * Returns 1 on error, 0 on success
+ */
+#define HEAP_FATHER(x) ( ( (x) - 1 ) / 2 )
+#define HEAP_LEFT(x) ( 2*(x) + 1 )
+#define HEAP_IS_LEFT(x) ( (x) & 1 )
+#define HEAP_RIGHT(x) ( 2*(x) + 2 )
+#define        HEAP_SWAP(a, b, buffer) { buffer = a ; a = b ; b = buffer ; }
+#define HEAP_INCREMENT 15
+
+static int
+heap_init(struct dn_heap *h, int new_size)
+{       
+    struct dn_heap_entry *p;
+
+    if (h->size >= new_size ) {
+       printf("heap_init, Bogus call, have %d want %d\n",
+               h->size, new_size);
+       return 0 ;
+    }   
+    new_size = (new_size + HEAP_INCREMENT ) & ~HEAP_INCREMENT ;
+    p = _MALLOC(new_size * sizeof(*p), M_IPFW, M_DONTWAIT );
+    if (p == NULL) {
+       printf(" heap_init, resize %d failed\n", new_size );
+       return 1 ; /* error */
+    }
+    if (h->size > 0) {
+       bcopy(h->p, p, h->size * sizeof(*p) );
+       FREE(h->p, M_IPFW);
+    }
+    h->p = p ;
+    h->size = new_size ;
+    return 0 ;
+}
+
+/*
+ * Insert element in heap. Normally, p != NULL, we insert p in
+ * a new position and bubble up. If p == NULL, then the element is
+ * already in place, and key is the position where to start the
+ * bubble-up.
+ * Returns 1 on failure (cannot allocate new heap entry)
+ *
+ * If offset > 0 the position (index, int) of the element in the heap is
+ * also stored in the element itself at the given offset in bytes.
+ */
+#define SET_OFFSET(heap, node) \
+    if (heap->offset > 0) \
+           *((int *)((char *)(heap->p[node].object) + heap->offset)) = node ;
+/*
+ * RESET_OFFSET is used for sanity checks. It sets offset to an invalid value.
+ */
+#define RESET_OFFSET(heap, node) \
+    if (heap->offset > 0) \
+           *((int *)((char *)(heap->p[node].object) + heap->offset)) = -1 ;
+static int
+heap_insert(struct dn_heap *h, dn_key key1, void *p)
+{   
+    int son = h->elements ;
+
+    if (p == NULL)     /* data already there, set starting point */
+       son = key1 ;
+    else {             /* insert new element at the end, possibly resize */
+       son = h->elements ;
+       if (son == h->size) /* need resize... */
+           if (heap_init(h, h->elements+1) )
+               return 1 ; /* failure... */
+       h->p[son].object = p ;
+       h->p[son].key = key1 ;
+       h->elements++ ;
+    }
+    while (son > 0) {                          /* bubble up */
+       int father = HEAP_FATHER(son) ;
+       struct dn_heap_entry tmp  ;
+
+       if (DN_KEY_LT( h->p[father].key, h->p[son].key ) )
+           break ; /* found right position */ 
+       /* son smaller than father, swap and repeat */
+       HEAP_SWAP(h->p[son], h->p[father], tmp) ;
+       SET_OFFSET(h, son);
+       son = father ;
+    }
+    SET_OFFSET(h, son);
+    return 0 ;
 }
 
 /*
- * move packets from R-queue to P-queue
+ * remove top element from heap, or obj if obj != NULL
  */
 static void
-dn_move(struct dn_pipe *pipe, int immediate)
-{
-    struct dn_pkt *pkt;
-    /*
-     * consistency check, should catch new pipes which are
-     * not initialized properly.
-     */
-    if ( pipe->p.head == NULL &&
-               pipe->ticks_from_last_insert != pipe->delay) {
-       printf("Warning, empty pipe and delay %d (should be %d)\n",
-               pipe->ticks_from_last_insert, pipe->delay);
-       pipe->ticks_from_last_insert = pipe->delay;
-    }
-    /* this ought to go in dn_dequeue() */
-    if (!immediate && pipe->ticks_from_last_insert < pipe->delay)
-       pipe->ticks_from_last_insert++;
-    if ( pkt = pipe->r.head ) {
+heap_extract(struct dn_heap *h, void *obj)
+{  
+    int child, father, max = h->elements - 1 ;
+
+    if (max < 0) {
+       printf("warning, extract from empty heap 0x%p\n", h);
+       return ;
+    }
+    father = 0 ; /* default: move up smallest child */
+    if (obj != NULL) { /* extract specific element, index is at offset */
+       if (h->offset <= 0)
+           panic("*** heap_extract from middle not supported on this heap!!!\n");
+       father = *((int *)((char *)obj + h->offset)) ;
+       if (father < 0 || father >= h->elements) {
+           printf("dummynet: heap_extract, father %d out of bound 0..%d\n",
+               father, h->elements);
+           panic("heap_extract");
+       }
+    }
+    RESET_OFFSET(h, father);
+    child = HEAP_LEFT(father) ;                /* left child */
+    while (child <= max) {             /* valid entry */
+       if (child != max && DN_KEY_LT(h->p[child+1].key, h->p[child].key) )
+           child = child+1 ;           /* take right child, otherwise left */
+       h->p[father] = h->p[child] ;
+       SET_OFFSET(h, father);
+       father = child ;
+       child = HEAP_LEFT(child) ;   /* left child for next loop */
+    }   
+    h->elements-- ;
+    if (father != max) {
        /*
-        * Move at most numbytes bytes from src and move to dst.
-        * delay is set to ticks_from_last_insert, which
-        * is reset after the first insertion;
+        * Fill hole with last entry and bubble up, reusing the insert code
         */
-       while ( pkt ) {
-           struct ip *ip=mtod(pkt->dn_m, struct ip *);
+       h->p[father] = h->p[max] ;
+       heap_insert(h, father, NULL); /* this one cannot fail */
+    }
+}           
 
-           /*
-            * queue limitation: pass packets down if the len is
-            * such that the pkt would go out before the next tick.
-            */
-           if (pipe->bandwidth) {
-               if (pipe->numbytes < ip->ip_len)
-                   break;
-               pipe->numbytes -= ip->ip_len;
-           }
-           pipe->r_len--; /* elements in queue */
-           pipe->r_len_bytes -= ip->ip_len ;
+#if 0
+/*
+ * change object position and update references
+ * XXX this one is never used!
+ */
+static void
+heap_move(struct dn_heap *h, dn_key new_key, void *object)
+{
+    int temp;
+    int i ;
+    int max = h->elements-1 ;
+    struct dn_heap_entry buf ;
 
-           /*
-            * to add delay jitter, must act here. A lower value
-            * (bounded to 0) means lower delay.
-            */
-           pkt->delay = pipe->ticks_from_last_insert;
-           pipe->ticks_from_last_insert = 0;
-           /* compensate the decrement done next in dn_dequeue */
-           if (!immediate && pkt->delay >0 && pipe->p.head==NULL)
-               pkt->delay++;
-           if (pipe->p.head == NULL)
-               pipe->p.head = pkt;
-           else
-               (struct dn_pkt *)pipe->p.tail->dn_next = pkt;
-           pipe->p.tail = pkt;
-           pkt = (struct dn_pkt *)pkt->dn_next;
-           pipe->p.tail->dn_next = NULL;
+    if (h->offset <= 0)
+       panic("cannot move items on this heap");
+
+    i = *((int *)((char *)object + h->offset));
+    if (DN_KEY_LT(new_key, h->p[i].key) ) { /* must move up */
+       h->p[i].key = new_key ;
+       for (; i>0 && DN_KEY_LT(new_key, h->p[(temp = HEAP_FATHER(i))].key) ;
+                i = temp ) { /* bubble up */
+           HEAP_SWAP(h->p[i], h->p[temp], buf) ;
+           SET_OFFSET(h, i);
+       }
+    } else {           /* must move down */
+       h->p[i].key = new_key ;
+       while ( (temp = HEAP_LEFT(i)) <= max ) { /* found left child */
+           if ((temp != max) && DN_KEY_GT(h->p[temp].key, h->p[temp+1].key))
+               temp++ ; /* select child with min key */
+           if (DN_KEY_GT(new_key, h->p[temp].key)) { /* go down */
+               HEAP_SWAP(h->p[i], h->p[temp], buf) ;
+               SET_OFFSET(h, i);
+           } else
+               break ;
+           i = temp ;
        }
-       pipe->r.head = pkt;
-       /*** XXX just a sanity check */
-       if ( ( pkt == NULL && pipe->r_len != 0) ||
-            ( pkt != NULL && pipe->r_len == 0) )
-           printf("-- Warning, pipe head %p len %d\n",
-                   (void *)pkt, pipe->r_len);
     }
-    /*
-     * deliver packets downstream after the delay in the P-queue.
-     */
+    SET_OFFSET(h, i);
+}
+#endif /* heap_move, unused */
+
+/*
+ * heapify() will reorganize data inside an array to maintain the
+ * heap property. It is needed when we delete a bunch of entries.
+ */
+static void
+heapify(struct dn_heap *h)
+{
+    int i ;
+
+    for (i = 0 ; i < h->elements ; i++ )
+       heap_insert(h, i , NULL) ;
+}
+
+/*
+ * cleanup the heap and free data structure
+ */
+static void
+heap_free(struct dn_heap *h)
+{
+    if (h->size >0 )
+       FREE(h->p, M_IPFW);
+    bzero(h, sizeof(*h) );
+}
+
+/*
+ * --- end of heap management functions ---
+ */
+
+/*
+ * Scheduler functions:
+ *
+ * transmit_event() is called when the delay-line needs to enter
+ * the scheduler, either because of existing pkts getting ready,
+ * or new packets entering the queue. The event handled is the delivery
+ * time of the packet.
+ *
+ * ready_event() does something similar with fixed-rate queues, and the
+ * event handled is the finish time of the head pkt.
+ *
+ * wfq_ready_event() does something similar with WF2Q queues, and the
+ * event handled is the start time of the head pkt.
+ *
+ * In all cases, we make sure that the data structures are consistent
+ * before passing pkts out, because this might trigger recursive
+ * invocations of the procedures.
+ */
+static void
+transmit_event(struct dn_pipe *pipe)
+{
+    struct dn_pkt *pkt ;
 
-    if (pipe->p.head == NULL)
-       return;
-    if (!immediate)
-       pipe->p.head->delay--;
-    while ( (pkt = pipe->p.head) && pkt->delay < 1) {
+    while ( (pkt = pipe->head) && DN_KEY_LEQ(pkt->output_time, curr_time) ) {
        /*
-        * first unlink, then call procedures since ip_input()
-        * can result in a call to ip_output cnd viceversa,
-        * thus causing nested calls
+        * first unlink, then call procedures, since ip_input() can invoke
+        * ip_output() and viceversa, thus causing nested calls
         */
-       pipe->p.head = (struct dn_pkt *) pkt->dn_next ;
+       pipe->head = DN_NEXT(pkt) ;
 
        /*
-        * the trick to avoid flow-id settings here is to prepend a
-        * vestigial mbuf to the packet, with the following values:
-        * m_type = MT_DUMMYNET
-        * m_next = the actual mbuf to be processed by ip_input/output
-        * m_data = the matching rule
-        * The vestigial element is the same memory area used by
-        * the dn_pkt, and IS FREED IN ip_input/ip_output. IT IS
-        * NOT A REAL MBUF, just a block of memory acquired with malloc().
+        * The actual mbuf is preceded by a struct dn_pkt, resembling an mbuf
+        * (NOT A REAL one, just a small block of malloc'ed memory) with
+        *     m_type = MT_DUMMYNET
+        *     m_next = actual mbuf to be processed by ip_input/output
+        *     m_data = the matching rule
+        * and some other fields.
+        * The block IS FREED HERE because it contains parameters passed
+        * to the called routine.
         */
        switch (pkt->dn_dir) {
-       case DN_TO_IP_OUT: {
-           struct rtentry *tmp_rt = pkt->ro.ro_rt ;
-
-           (void)ip_output((struct mbuf *)pkt, (struct mbuf *)pkt->ifp,
-                       &(pkt->ro), pkt->dn_hlen, NULL);
-           rt_unref (tmp_rt) ;
-           }
+       case DN_TO_IP_OUT:
+           (void)ip_output((struct mbuf *)pkt, NULL, NULL, 0, NULL);
+           rt_unref (pkt->ro.ro_rt) ;
            break ;
+
        case DN_TO_IP_IN :
            ip_input((struct mbuf *)pkt) ;
            break ;
+
 #if BRIDGE
-       case DN_TO_BDG_FWD :
-           bdg_forward((struct mbuf **)&pkt, pkt->ifp);
+       case DN_TO_BDG_FWD : {
+           struct mbuf *m = (struct mbuf *)pkt ;
+           struct ether_header *eh;
+
+           if (pkt->dn_m->m_len < ETHER_HDR_LEN
+             && (pkt->dn_m = m_pullup(pkt->dn_m, ETHER_HDR_LEN)) == NULL) {
+               printf("dummynet/bridge: pullup fail, dropping pkt\n");
+               break;
+           }
+           /*
+            * same as ether_input, make eh be a pointer into the mbuf
+            */
+           eh = mtod(pkt->dn_m, struct ether_header *);
+           m_adj(pkt->dn_m, ETHER_HDR_LEN);
+           /*
+            * bdg_forward() wants a pointer to the pseudo-mbuf-header, but
+            * on return it will supply the pointer to the actual packet
+            * (originally pkt->dn_m, but could be something else now) if
+            * it has not consumed it.
+            */
+           m = bdg_forward(m, eh, pkt->ifp);
+           if (m)
+               m_freem(m);
+           }
            break ;
 #endif
+
        default:
            printf("dummynet: bad switch %d!\n", pkt->dn_dir);
            m_freem(pkt->dn_m);
-           FREE(pkt, M_IPFW);
            break ;
        }
+       FREE(pkt, M_IPFW);
     }
+    /* if there are leftover packets, put into the heap for next event */
+    if ( (pkt = pipe->head) )
+         heap_insert(&extract_heap, pkt->output_time, pipe ) ;
+    /* XXX should check errors on heap_insert, by draining the
+     * whole pipe p and hoping in the future we are more successful
+     */
 }
+
 /*
- * this is the periodic task that moves packets between the R-
- * and the P- queue
+ * the following macro computes how many ticks we have to wait
+ * before being able to transmit a packet. The credit is taken from
+ * either a pipe (WF2Q) or a flow_queue (per-flow queueing)
  */
-/*ARGSUSED*/
-void
-dummynet(void * __unused unused)
+#define SET_TICKS(pkt, q, p)   \
+    (pkt->dn_m->m_pkthdr.len*8*hz - (q)->numbytes + p->bandwidth - 1 ) / \
+           p->bandwidth ;
+
+/*
+ * extract pkt from queue, compute output time (could be now)
+ * and put into delay line (p_queue)
+ */
+static void
+move_pkt(struct dn_pkt *pkt, struct dn_flow_queue *q,
+       struct dn_pipe *p, int len)
 {
-    struct dn_pipe *p ;
-    int s ;
-    boolean_t  funnel_state;
+    q->head = DN_NEXT(pkt) ;
+    q->len-- ;
+    q->len_bytes -= len ;
 
-    funnel_state = thread_funnel_set(network_flock, TRUE);
-    dn_calls++ ;
-    for (p = all_pipes ; p ; p = p->next ) {
-       /*
-        * Increment the amount of data that can be sent. However,
-        * don't do that if the channel is idle
-        * (r.head == NULL && numbytes >= bandwidth).
-        * This bug fix is from tim shepard (shep@bbn.com)
-        */
-        s = splimp();
-       if (p->r.head != NULL || p->numbytes < p->bandwidth )
-               p->numbytes += p->bandwidth ;
-       dn_move(p, 0); /* is it really 0 (also below) ? */
-       splx(s);
-    }
-    /*
-     * finally, if some queue has data, restart the timer.
-     */
-    dn_idle = 1;
-    dn_restart();
-    (void) thread_funnel_set(network_flock, funnel_state);
+    pkt->output_time = curr_time + p->delay ;
 
+    if (p->head == NULL)
+       p->head = pkt;
+    else
+       DN_NEXT(p->tail) = pkt;
+    p->tail = pkt;
+    DN_NEXT(p->tail) = NULL;
 }
 
 /*
- * dummynet hook for packets.
- * input and output use the same code, so i use bit 16 in the pipe
- * number to chose the direction: 1 for output packets, 0 for input.
- * for input, only m is significant. For output, also the others.
+ * ready_event() is invoked every time the queue must enter the
+ * scheduler, either because the first packet arrives, or because
+ * a previously scheduled event fired.
+ * On invokation, drain as many pkts as possible (could be 0) and then
+ * if there are leftover packets reinsert the pkt in the scheduler.
  */
-int
-dummynet_io(int pipe_nr, int dir,
-       struct mbuf *m, struct ifnet *ifp, struct route *ro, int hlen,
-       struct ip_fw_chain *rule)
+static void
+ready_event(struct dn_flow_queue *q)
 {
     struct dn_pkt *pkt;
-    struct dn_pipe *pipe;
-    struct ip *ip=mtod(m, struct ip *);
+    struct dn_pipe *p = q->fs->pipe ;
+    int p_was_empty ;
 
-    int s=splimp();
+    if (p == NULL) {
+       printf("ready_event- pipe is gone\n");
+       return ;
+    }
+    p_was_empty = (p->head == NULL) ;
 
-    pipe_nr &= 0xffff ;
     /*
-     * locate pipe. First time is expensive, next have direct access.
+     * schedule fixed-rate queues linked to this pipe:
+     * Account for the bw accumulated since last scheduling, then
+     * drain as many pkts as allowed by q->numbytes and move to
+     * the delay line (in p) computing output time.
+     * bandwidth==0 (no limit) means we can drain the whole queue,
+     * setting len_scaled = 0 does the job.
+     */
+    q->numbytes += ( curr_time - q->sched_time ) * p->bandwidth;
+    while ( (pkt = q->head) != NULL ) {
+       int len = pkt->dn_m->m_pkthdr.len;
+       int len_scaled = p->bandwidth ? len*8*hz : 0 ;
+       if (len_scaled > q->numbytes )
+           break ;
+       q->numbytes -= len_scaled ;
+       move_pkt(pkt, q, p, len);
+    }
+    /*
+     * If we have more packets queued, schedule next ready event
+     * (can only occur when bandwidth != 0, otherwise we would have
+     * flushed the whole queue in the previous loop).
+     * To this purpose we record the current time and compute how many
+     * ticks to go for the finish time of the packet.
+     */
+    if ( (pkt = q->head) != NULL ) { /* this implies bandwidth != 0 */
+       dn_key t = SET_TICKS(pkt, q, p); /* ticks i have to wait */
+       q->sched_time = curr_time ;
+       heap_insert(&ready_heap, curr_time + t, (void *)q );
+       /* XXX should check errors on heap_insert, and drain the whole
+        * queue on error hoping next time we are luckier.
+        */
+    } else     /* RED needs to know when the queue becomes empty */
+       q->q_time = curr_time;
+    /*
+     * If the delay line was empty call transmit_event(p) now.
+     * Otherwise, the scheduler will take care of it.
      */
+    if (p_was_empty)
+       transmit_event(p);
+}
 
-    if ( (pipe = rule->rule->pipe_ptr) == NULL ) {
-       for (pipe=all_pipes; pipe && pipe->pipe_nr !=pipe_nr; pipe=pipe->next)
-           ;
-       if (pipe == NULL) {
-           splx(s);
-           if (dn_debug)
-               printf("warning, pkt for no pipe %d\n", pipe_nr);
-           m_freem(m);
-           return 0 ;
-       } else
-           rule->rule->pipe_ptr = pipe ;
+/*
+ * Called when we can transmit packets on WF2Q queues. Take pkts out of
+ * the queues at their start time, and enqueue into the delay line.
+ * Packets are drained until p->numbytes < 0. As long as
+ * len_scaled >= p->numbytes, the packet goes into the delay line
+ * with a deadline p->delay. For the last packet, if p->numbytes<0,
+ * there is an additional delay.
+ */
+static void
+ready_event_wfq(struct dn_pipe *p)
+{
+    int p_was_empty = (p->head == NULL) ;
+    struct dn_heap *sch = &(p->scheduler_heap);
+    struct dn_heap *neh = &(p->not_eligible_heap) ;
+
+    if (p->if_name[0] == 0) /* tx clock is simulated */
+       p->numbytes += ( curr_time - p->sched_time ) * p->bandwidth;
+    else { /* tx clock is for real, the ifq must be empty or this is a NOP */
+       if (p->ifp && p->ifp->if_snd.ifq_head != NULL)
+           return ;
+       else {
+           DEB(printf("pipe %d ready from %s --\n",
+               p->pipe_nr, p->if_name);)
+       }
     }
+
     /*
-     * should i drop ?
-     * This section implements random packet drop.
+     * While we have backlogged traffic AND credit, we need to do
+     * something on the queue.
      */
-    if ( (pipe->plr && random() < pipe->plr) ||
-         (pipe->queue_size && pipe->r_len >= pipe->queue_size) ||
-         (pipe->queue_size_bytes &&
-           ip->ip_len + pipe->r_len_bytes > pipe->queue_size_bytes) ||
-               (pkt = (struct dn_pkt *) _MALLOC(sizeof (*pkt),
-                       M_IPFW, M_NOWAIT) ) == NULL ) {
-       splx(s);
-       if (dn_debug)
-           printf("-- dummynet: drop from pipe %d, have %d pks, %d bytes\n",
-               pipe_nr,  pipe->r_len, pipe->r_len_bytes);
-       pipe->r_drops++ ;
-       m_freem(m);
-       return 0 ; /* XXX error */
-    }
-    bzero(pkt, sizeof(*pkt) );
-    /* build and enqueue packet */
-    pkt->hdr.mh_type = MT_DUMMYNET ;
-    (struct ip_fw_chain *)pkt->hdr.mh_data = rule ;
-    pkt->dn_next = NULL;
-    pkt->dn_m = m;
-    pkt->dn_dir = dir ;
-    pkt->delay = 0;
+    while ( p->numbytes >=0 && (sch->elements>0 || neh->elements >0) ) {
+       if (sch->elements > 0) { /* have some eligible pkts to send out */
+           struct dn_flow_queue *q = sch->p[0].object ;
+           struct dn_pkt *pkt = q->head;  
+           struct dn_flow_set *fs = q->fs;   
+           u_int64_t len = pkt->dn_m->m_pkthdr.len;
+           int len_scaled = p->bandwidth ? len*8*hz : 0 ;
 
-    pkt->ifp = ifp;
-    if (dir == DN_TO_IP_OUT) {
-       pkt->ro = *ro; /* XXX copied! */
-       if (ro->ro_rt)
-           ro->ro_rt->rt_refcnt++ ; /* XXX */
+           heap_extract(sch, NULL); /* remove queue from heap */
+           p->numbytes -= len_scaled ;
+           move_pkt(pkt, q, p, len);
+
+           p->V += (len<<MY_M) / p->sum ; /* update V */
+           q->S = q->F ; /* update start time */
+           if (q->len == 0) { /* Flow not backlogged any more */
+               fs->backlogged-- ;
+               heap_insert(&(p->idle_heap), q->F, q);
+           } else { /* still backlogged */
+               /*
+                * update F and position in backlogged queue, then
+                * put flow in not_eligible_heap (we will fix this later).
+                */
+               len = (q->head)->dn_m->m_pkthdr.len;
+               q->F += (len<<MY_M)/(u_int64_t) fs->weight ;
+               if (DN_KEY_LEQ(q->S, p->V))
+                   heap_insert(neh, q->S, q);
+               else
+                   heap_insert(sch, q->F, q);
+           }
+       }
+       /*
+        * now compute V = max(V, min(S_i)). Remember that all elements in sch
+        * have by definition S_i <= V so if sch is not empty, V is surely
+        * the max and we must not update it. Conversely, if sch is empty
+        * we only need to look at neh.
+        */
+       if (sch->elements == 0 && neh->elements > 0)
+           p->V = MAX64 ( p->V, neh->p[0].key );
+       /* move from neh to sch any packets that have become eligible */
+       while (neh->elements > 0 && DN_KEY_LEQ(neh->p[0].key, p->V) ) {
+           struct dn_flow_queue *q = neh->p[0].object ;
+           heap_extract(neh, NULL);
+           heap_insert(sch, q->F, q);
+       }
+
+       if (p->if_name[0] != '\0') {/* tx clock is from a real thing */
+           p->numbytes = -1 ; /* mark not ready for I/O */
+           break ;
+       }
     }
-    pkt->dn_hlen = hlen;
-    if (pipe->r.head == NULL)
-       pipe->r.head = pkt;
-    else
-       (struct dn_pkt *)pipe->r.tail->dn_next = pkt;
-    pipe->r.tail = pkt;
-    pipe->r_len++;
-    pipe->r_len_bytes += ip->ip_len ;
+    if (sch->elements == 0 && neh->elements == 0 && p->numbytes >= 0
+           && p->idle_heap.elements > 0) {
+       /*
+        * no traffic and no events scheduled. We can get rid of idle-heap.
+        */
+       int i ;
+
+       for (i = 0 ; i < p->idle_heap.elements ; i++) {
+           struct dn_flow_queue *q = p->idle_heap.p[i].object ;
 
-    /* 
-     * here we could implement RED if we like to
+           q->F = 0 ;
+           q->S = q->F + 1 ;
+       }
+       p->sum = 0 ;
+       p->V = 0 ;
+       p->idle_heap.elements = 0 ;
+    }
+    /*
+     * If we are getting clocks from dummynet (not a real interface) and
+     * If we are under credit, schedule the next ready event.
+     * Also fix the delivery time of the last packet.
      */
+    if (p->if_name[0]==0 && p->numbytes < 0) { /* this implies bandwidth >0 */
+       dn_key t=0 ; /* number of ticks i have to wait */
 
-    if (pipe->r.head == pkt) {       /* process immediately */
-        dn_move(pipe, 1);
+       if (p->bandwidth > 0)
+           t = ( p->bandwidth -1 - p->numbytes) / p->bandwidth ;
+       p->tail->output_time += t ;
+       p->sched_time = curr_time ;
+       heap_insert(&wfq_ready_heap, curr_time + t, (void *)p);
+       /* XXX should check errors on heap_insert, and drain the whole
+        * queue on error hoping next time we are luckier.
+        */
     }
-    splx(s);
-    if (dn_idle)
-       dn_restart();
-    return 0;
+    /*
+     * If the delay line was empty call transmit_event(p) now.
+     * Otherwise, the scheduler will take care of it.
+     */
+    if (p_was_empty)
+       transmit_event(p);
 }
 
 /*
- * dispose all packets queued on a pipe
+ * This is called once per tick, or HZ times per second. It is used to
+ * increment the current tick counter and schedule expired events.
  */
 static void
-purge_pipe(struct dn_pipe *pipe)
+dummynet(void * __unused unused)
 {
-    struct dn_pkt *pkt, *n ;
-    struct rtentry *tmp_rt ;
+    void *p ; /* generic parameter to handler */
+    struct dn_heap *h ;
+    int s ;
+    struct dn_heap *heaps[3];
+    int i;
+    struct dn_pipe *pe ;
 
-    for (pkt = pipe->r.head ; pkt ; ) {
-       rt_unref (tmp_rt = pkt->ro.ro_rt ) ;
-       m_freem(pkt->dn_m);
-       n = pkt ;
-       pkt = (struct dn_pkt *)pkt->dn_next ;
-       FREE(n, M_IPFW) ;
-    }
-    for (pkt = pipe->p.head ; pkt ; ) {
-       rt_unref (tmp_rt = pkt->ro.ro_rt ) ;
-       m_freem(pkt->dn_m);
-       n = pkt ;
-       pkt = (struct dn_pkt *)pkt->dn_next ;
-       FREE(n, M_IPFW) ;
+    heaps[0] = &ready_heap ;           /* fixed-rate queues */
+    heaps[1] = &wfq_ready_heap ;       /* wfq queues */
+    heaps[2] = &extract_heap ;         /* delay line */
+    s = splimp(); /* see note on top, splnet() is not enough */
+    curr_time++ ;
+    for (i=0; i < 3 ; i++) {
+       h = heaps[i];
+       while (h->elements > 0 && DN_KEY_LEQ(h->p[0].key, curr_time) ) {
+           DDB(if (h->p[0].key > curr_time)
+               printf("-- dummynet: warning, heap %d is %d ticks late\n",
+                   i, (int)(curr_time - h->p[0].key));)
+           p = h->p[0].object ; /* store a copy before heap_extract */
+           heap_extract(h, NULL); /* need to extract before processing */
+           if (i == 0)
+               ready_event(p) ;
+           else if (i == 1) {
+               struct dn_pipe *pipe = p;
+               if (pipe->if_name[0] != '\0')
+                   printf("*** bad ready_event_wfq for pipe %s\n",
+                       pipe->if_name);
+               else
+                   ready_event_wfq(p) ;
+           } else
+               transmit_event(p);
+       }
     }
-}
+    /* sweep pipes trying to expire idle flow_queues */
+    for (pe = all_pipes; pe ; pe = pe->next )
+       if (pe->idle_heap.elements > 0 &&
+               DN_KEY_LT(pe->idle_heap.p[0].key, pe->V) ) {
+           struct dn_flow_queue *q = pe->idle_heap.p[0].object ;
 
+           heap_extract(&(pe->idle_heap), NULL);
+           q->S = q->F + 1 ; /* mark timestamp as invalid */
+           pe->sum -= q->fs->weight ;
+       }
+    splx(s);
+    timeout(dummynet, NULL, 1);
+}
 /*
- * delete all pipes returning memory
+ * called by an interface when tx_rdy occurs.
  */
-static void
-dummynet_flush()
+int
+if_tx_rdy(struct ifnet *ifp)
 {
-    struct dn_pipe *q, *p = all_pipes ;
-    int s = splnet() ;
+    struct dn_pipe *p;
 
-    all_pipes = NULL ;
-    splx(s) ;
-    /*
-     * purge all queued pkts and delete all pipes
-     */
-    for ( ; p ; ) {
-       purge_pipe(p);
-       q = p ;
-       p = p->next ;   
-       FREE(q, M_IPFW);
+    for (p = all_pipes; p ; p = p->next )
+       if (p->ifp == ifp)
+           break ;
+    if (p == NULL) {
+       char buf[32];
+       sprintf(buf, "%s%d",ifp->if_name, ifp->if_unit);
+       for (p = all_pipes; p ; p = p->next )
+           if (!strcmp(p->if_name, buf) ) {
+               p->ifp = ifp ;
+               DEB(printf("++ tx rdy from %s (now found)\n", buf);)
+               break ;
+           }
+    }
+    if (p != NULL) {
+       DEB(printf("++ tx rdy from %s%d - qlen %d\n", ifp->if_name,
+               ifp->if_unit, ifp->if_snd.ifq_len);)
+       p->numbytes = 0 ; /* mark ready for I/O */
+       ready_event_wfq(p);
     }
+    return 0;
 }
 
-extern struct ip_fw_chain *ip_fw_default_rule ;
 /*
- * when a firewall rule is deleted, scan all pipes and remove the flow-id
- * from packets matching this rule.
+ * Unconditionally expire empty queues in case of shortage.
+ * Returns the number of queues freed.
  */
-void
-dn_rule_delete(void *r)
+static int
+expire_queues(struct dn_flow_set *fs)
 {
-    struct dn_pipe *p ;
-    int matches = 0 ;
+    struct dn_flow_queue *q, *prev ;
+    int i, initial_elements = fs->rq_elements ;
 
-    for ( p = all_pipes ; p ; p = p->next ) {
-       struct dn_pkt *x ;
-       for (x = p->r.head ; x ; x = (struct dn_pkt *)x->dn_next )
-           if (x->hdr.mh_data == r) {
-               matches++ ;
-               x->hdr.mh_data = (void *)ip_fw_default_rule ;
-           }
-       for (x = p->p.head ; x ; x = (struct dn_pkt *)x->dn_next )
-           if (x->hdr.mh_data == r) {
-               matches++ ;
-               x->hdr.mh_data = (void *)ip_fw_default_rule ;
+    if (fs->last_expired == time_second)
+       return 0 ;
+    fs->last_expired = time_second ;
+    for (i = 0 ; i <= fs->rq_size ; i++) /* last one is overflow */
+       for (prev=NULL, q = fs->rq[i] ; q != NULL ; )
+           if (q->head != NULL || q->S != q->F+1) {
+               prev = q ;
+               q = q->next ;
+           } else { /* entry is idle, expire it */
+               struct dn_flow_queue *old_q = q ;
+
+               if (prev != NULL)
+                   prev->next = q = q->next ;
+               else
+                   fs->rq[i] = q = q->next ;
+               fs->rq_elements-- ;
+               FREE(old_q, M_IPFW);
            }
-    }
-    printf("dn_rule_delete, r %p, default %p%s, %d matches\n",
-           (void *)r, (void *)ip_fw_default_rule,
-           r == ip_fw_default_rule ? "  AARGH!":"",  matches);
+    return initial_elements - fs->rq_elements ;
 }
 
 /*
- * handler for the various dummynet socket options
- * (get, flush, config, del)
+ * If room, create a new queue and put at head of slot i;
+ * otherwise, create or use the default queue.
  */
-static int
-ip_dn_ctl(struct sockopt *sopt)
+static struct dn_flow_queue *
+create_queue(struct dn_flow_set *fs, int i)
 {
-    int error = 0 ;
-    size_t size ;
-    char *buf, *bp ;
-    struct dn_pipe *p, tmp_pipe ;
+    struct dn_flow_queue *q ;
 
-    struct dn_pipe *x, *a, *b ;
+    if (fs->rq_elements > fs->rq_size * dn_max_ratio &&
+           expire_queues(fs) == 0) {
+       /*
+        * No way to get room, use or create overflow queue.
+        */
+       i = fs->rq_size ;
+       if ( fs->rq[i] != NULL )
+           return fs->rq[i] ;
+    }
+    q = _MALLOC(sizeof(*q), M_IPFW, M_DONTWAIT) ;
+    if (q == NULL) {
+       printf("sorry, cannot allocate queue for new flow\n");
+       return NULL ;
+    }
+    bzero(q, sizeof(*q) );     /* needed */
+    q->fs = fs ;
+    q->hash_slot = i ;
+    q->next = fs->rq[i] ;
+    q->S = q->F + 1;   /* hack - mark timestamp as invalid */
+    fs->rq[i] = q ;
+    fs->rq_elements++ ;
+    return q ;
+}
 
-    /* Disallow sets in really-really secure mode. */
-    if (sopt->sopt_dir == SOPT_SET && securelevel >= 3)
-       return (EPERM);
+/*
+ * Given a flow_set and a pkt in last_pkt, find a matching queue
+ * after appropriate masking. The queue is moved to front
+ * so that further searches take less time.
+ */
+static struct dn_flow_queue *
+find_queue(struct dn_flow_set *fs)
+{
+    int i = 0 ; /* we need i and q for new allocations */
+    struct dn_flow_queue *q, *prev;
 
-    switch (sopt->sopt_name) {
-    default :
-       panic("ip_dn_ctl -- unknown option");
+    if ( !(fs->flags_fs & DN_HAVE_FLOW_MASK) )
+       q = fs->rq[0] ;
+    else {
+       /* first, do the masking */
+       last_pkt.dst_ip &= fs->flow_mask.dst_ip ;
+       last_pkt.src_ip &= fs->flow_mask.src_ip ;
+       last_pkt.dst_port &= fs->flow_mask.dst_port ;
+       last_pkt.src_port &= fs->flow_mask.src_port ;
+       last_pkt.proto &= fs->flow_mask.proto ;
+       last_pkt.flags = 0 ; /* we don't care about this one */
+       /* then, hash function */
+       i = ( (last_pkt.dst_ip) & 0xffff ) ^
+           ( (last_pkt.dst_ip >> 15) & 0xffff ) ^
+           ( (last_pkt.src_ip << 1) & 0xffff ) ^
+           ( (last_pkt.src_ip >> 16 ) & 0xffff ) ^
+           (last_pkt.dst_port << 1) ^ (last_pkt.src_port) ^
+           (last_pkt.proto );
+       i = i % fs->rq_size ;
+       /* finally, scan the current list for a match */
+       searches++ ;
+       for (prev=NULL, q = fs->rq[i] ; q ; ) {
+           search_steps++;
+           if (bcmp(&last_pkt, &(q->id), sizeof(q->id) ) == 0)
+               break ; /* found */
+           else if (pipe_expire && q->head == NULL && q->S == q->F+1 ) {
+               /* entry is idle and not in any heap, expire it */
+               struct dn_flow_queue *old_q = q ;
 
-    case IP_DUMMYNET_GET :
-       for (p = all_pipes, size = 0 ; p ; p = p->next )
-           size += sizeof( *p ) ;
-       buf = _MALLOC(size, M_TEMP, M_WAITOK);
-       if (buf == 0) {
-           error = ENOBUFS ;
-           break ;
+               if (prev != NULL)
+                   prev->next = q = q->next ;
+               else
+                   fs->rq[i] = q = q->next ;
+               fs->rq_elements-- ;
+               FREE(old_q, M_IPFW);
+               continue ;
+           }
+           prev = q ;
+           q = q->next ;
        }
-       for (p = all_pipes, bp = buf ; p ; p = p->next ) {
-           struct dn_pipe *q = (struct dn_pipe *)bp ;
-
-           bcopy(p, bp, sizeof( *p ) );
-               /*
-                * return bw and delay in bits/s and ms, respectively
-                */
-               q->bandwidth *= (8*hz) ;
-               q->delay = (q->delay * 1000) / hz ;
-           bp += sizeof( *p ) ;
+       if (q && prev != NULL) { /* found and not in front */
+           prev->next = q->next ;
+           q->next = fs->rq[i] ;
+           fs->rq[i] = q ;
        }
-       error = sooptcopyout(sopt, buf, size);
-       FREE(buf, M_TEMP);
-       break ;
-    case IP_DUMMYNET_FLUSH :
-           dummynet_flush() ;
-       break ;
-    case IP_DUMMYNET_CONFIGURE :
-       p = &tmp_pipe ;
-       error = sooptcopyin(sopt, p, sizeof *p, sizeof *p);
-       if (error)
-           break ;
+    }
+    if (q == NULL) { /* no match, need to allocate a new entry */
+       q = create_queue(fs, i);
+       if (q != NULL)
+       q->id = last_pkt ;
+    }
+    return q ;
+}
+
+static int
+red_drops(struct dn_flow_set *fs, struct dn_flow_queue *q, int len)
+{
+    /*
+     * RED algorithm
+     * 
+     * RED calculates the average queue size (avg) using a low-pass filter
+     * with an exponential weighted (w_q) moving average:
+     *         avg  <-  (1-w_q) * avg + w_q * q_size
+     * where q_size is the queue length (measured in bytes or * packets).
+     * 
+     * If q_size == 0, we compute the idle time for the link, and set
+     * avg = (1 - w_q)^(idle/s)
+     * where s is the time needed for transmitting a medium-sized packet.
+     * 
+     * Now, if avg < min_th the packet is enqueued.
+     * If avg > max_th the packet is dropped. Otherwise, the packet is
+     * dropped with probability P function of avg.
+     * 
+     */
+
+    int64_t p_b = 0;
+    /* queue in bytes or packets ? */
+    u_int q_size = (fs->flags_fs & DN_QSIZE_IS_BYTES) ? q->len_bytes : q->len;
+
+    DEB(printf("\n%d q: %2u ", (int) curr_time, q_size);)
+
+    /* average queue size estimation */
+    if (q_size != 0) {
+       /*
+        * queue is not empty, avg <- avg + (q_size - avg) * w_q
+        */
+       int diff = SCALE(q_size) - q->avg;
+       int64_t v = SCALE_MUL((int64_t) diff, (int64_t) fs->w_q);
+
+       q->avg += (int) v;
+    } else {
+       /*
+        * queue is empty, find for how long the queue has been
+        * empty and use a lookup table for computing
+        * (1 - * w_q)^(idle_time/s) where s is the time to send a
+        * (small) packet.
+        * XXX check wraps...
+        */
+       if (q->avg) {
+           u_int t = (curr_time - q->q_time) / fs->lookup_step;
+
+           q->avg = (t < fs->lookup_depth) ?
+                   SCALE_MUL(q->avg, fs->w_q_lookup[t]) : 0;
+       }
+    }
+    DEB(printf("avg: %u ", SCALE_VAL(q->avg));)
+
+    /* should i drop ? */
+
+    if (q->avg < fs->min_th) {
+       q->count = -1;
+       return 0; /* accept packet ; */
+    }
+    if (q->avg >= fs->max_th) { /* average queue >=  max threshold */
+       if (fs->flags_fs & DN_IS_GENTLE_RED) {
            /*
-            * The config program passes parameters as follows:
-            * bandwidth = bits/second (0 = no limits);
-            *    must be translated in bytes/tick.
-            * delay = ms
-            *    must be translated in ticks.
-            * queue_size = slots (0 = no limit)
-            * queue_size_bytes = bytes (0 = no limit)
-            *    only one can be set, must be bound-checked
+            * According to Gentle-RED, if avg is greater than max_th the
+            * packet is dropped with a probability
+            *  p_b = c_3 * avg - c_4
+            * where c_3 = (1 - max_p) / max_th, and c_4 = 1 - 2 * max_p
             */
-           if ( p->bandwidth > 0 ) {
-               p->bandwidth = p->bandwidth / 8 / hz ;
-               if (p->bandwidth == 0)  /* too little does not make sense! */
-                       p->bandwidth = 10 ;
+           p_b = SCALE_MUL((int64_t) fs->c_3, (int64_t) q->avg) - fs->c_4;
+       } else {
+           q->count = -1;
+           printf("- drop");
+           return 1 ;
+       }
+    } else if (q->avg > fs->min_th) {
+       /*
+        * we compute p_b using the linear dropping function p_b = c_1 *
+        * avg - c_2, where c_1 = max_p / (max_th - min_th), and c_2 =
+        * max_p * min_th / (max_th - min_th)
+        */
+       p_b = SCALE_MUL((int64_t) fs->c_1, (int64_t) q->avg) - fs->c_2;
+    }
+    if (fs->flags_fs & DN_QSIZE_IS_BYTES)
+       p_b = (p_b * len) / fs->max_pkt_size;
+    if (++q->count == 0)
+       q->random = random() & 0xffff;
+    else {
+       /*
+        * q->count counts packets arrived since last drop, so a greater
+        * value of q->count means a greater packet drop probability.
+        */
+       if (SCALE_MUL(p_b, SCALE((int64_t) q->count)) > q->random) {
+           q->count = 0;
+           DEB(printf("- red drop");)
+           /* after a drop we calculate a new random value */
+           q->random = random() & 0xffff;
+           return 1;    /* drop */
+       }
+    }
+    /* end of RED algorithm */
+    return 0 ; /* accept */
+}
+
+static __inline
+struct dn_flow_set *
+locate_flowset(int pipe_nr, struct ip_fw_chain *rule)
+{
+    struct dn_flow_set *fs = NULL ;
+
+    if ( (rule->rule->fw_flg & IP_FW_F_COMMAND) == IP_FW_F_QUEUE )
+       for (fs=all_flow_sets; fs && fs->fs_nr != pipe_nr; fs=fs->next)
+           ;
+    else {
+       struct dn_pipe *p1;
+       for (p1 = all_pipes; p1 && p1->pipe_nr != pipe_nr; p1 = p1->next)
+           ;
+       if (p1 != NULL)
+           fs = &(p1->fs) ;
+    }
+    if (fs != NULL)
+       rule->rule->pipe_ptr = fs ; /* record for the future */
+    return fs ;
+}
+
+/*
+ * dummynet hook for packets. Below 'pipe' is a pipe or a queue
+ * depending on whether WF2Q or fixed bw is used.
+ */
+int
+dummynet_io(int pipe_nr, int dir,      /* pipe_nr can also be a fs_nr */
+       struct mbuf *m, struct ifnet *ifp, struct route *ro,
+       struct sockaddr_in *dst,
+       struct ip_fw_chain *rule, int flags)
+{
+    struct dn_pkt *pkt;
+    struct dn_flow_set *fs;
+    struct dn_pipe *pipe ;
+    u_int64_t len = m->m_pkthdr.len ;
+    struct dn_flow_queue *q = NULL ;
+    int s ;
+
+    s = splimp();
+
+    pipe_nr &= 0xffff ;
+
+    if ( (fs = rule->rule->pipe_ptr) == NULL ) {
+       fs = locate_flowset(pipe_nr, rule);
+       if (fs == NULL)
+           goto dropit ;       /* this queue/pipe does not exist! */
+    }
+    pipe = fs->pipe ;
+    if (pipe == NULL) { /* must be a queue, try find a matching pipe */
+       for (pipe = all_pipes; pipe && pipe->pipe_nr != fs->parent_nr;
+                pipe = pipe->next)
+           ;
+       if (pipe != NULL)
+           fs->pipe = pipe ;
+       else {
+           printf("No pipe %d for queue %d, drop pkt\n",
+               fs->parent_nr, fs->fs_nr);
+           goto dropit ;
+       }
+    }
+    q = find_queue(fs);
+    if ( q == NULL )
+       goto dropit ;           /* cannot allocate queue                */
+    /*
+     * update statistics, then check reasons to drop pkt
+     */
+    q->tot_bytes += len ;
+    q->tot_pkts++ ;
+    if ( fs->plr && random() < fs->plr )
+       goto dropit ;           /* random pkt drop                      */
+    if ( fs->flags_fs & DN_QSIZE_IS_BYTES) {
+       if (q->len_bytes > fs->qsize)
+           goto dropit ;       /* queue size overflow                  */
+    } else {
+       if (q->len >= fs->qsize)
+           goto dropit ;       /* queue count overflow                 */
+    }
+    if ( fs->flags_fs & DN_IS_RED && red_drops(fs, q, len) )
+       goto dropit ;
+
+    pkt = (struct dn_pkt *)_MALLOC(sizeof (*pkt), M_IPFW, M_NOWAIT) ;
+    if ( pkt == NULL )
+       goto dropit ;           /* cannot allocate packet header        */
+    /* ok, i can handle the pkt now... */
+    bzero(pkt, sizeof(*pkt) ); /* XXX expensive, see if we can remove it*/
+    /* build and enqueue packet + parameters */
+    pkt->hdr.mh_type = MT_DUMMYNET ;
+    (struct ip_fw_chain *)pkt->hdr.mh_data = rule ;
+    DN_NEXT(pkt) = NULL;
+    pkt->dn_m = m;
+    pkt->dn_dir = dir ;
+
+    pkt->ifp = ifp;
+    if (dir == DN_TO_IP_OUT) {
+       /*
+        * We need to copy *ro because for ICMP pkts (and maybe others)
+        * the caller passed a pointer into the stack; dst might also be
+        * a pointer into *ro so it needs to be updated.
+        */
+       pkt->ro = *ro;
+       if (ro->ro_rt)
+           rtref(ro->ro_rt);
+       if (dst == (struct sockaddr_in *)&ro->ro_dst) /* dst points into ro */
+           dst = (struct sockaddr_in *)&(pkt->ro.ro_dst) ;
+
+       pkt->dn_dst = dst;
+       pkt->flags = flags ;
+    }
+    if (q->head == NULL)
+       q->head = pkt;
+    else
+       DN_NEXT(q->tail) = pkt;
+    q->tail = pkt;
+    q->len++;
+    q->len_bytes += len ;
+
+    if ( q->head != pkt )      /* flow was not idle, we are done */
+       goto done;
+    /*
+     * If we reach this point the flow was previously idle, so we need
+     * to schedule it. This involves different actions for fixed-rate or
+     * WF2Q queues.
+     */
+    if ( (rule->rule->fw_flg & IP_FW_F_COMMAND) == IP_FW_F_PIPE ) {
+       /*
+        * Fixed-rate queue: just insert into the ready_heap.
+        */
+       dn_key t = 0 ;
+       if (pipe->bandwidth) 
+           t = SET_TICKS(pkt, q, pipe);
+       q->sched_time = curr_time ;
+       if (t == 0)     /* must process it now */
+           ready_event( q );
+       else
+           heap_insert(&ready_heap, curr_time + t , q );
+    } else {
+       /*
+        * WF2Q. First, compute start time S: if the flow was idle (S=F+1)
+        * set S to the virtual time V for the controlling pipe, and update
+        * the sum of weights for the pipe; otherwise, remove flow from
+        * idle_heap and set S to max(F,V).
+        * Second, compute finish time F = S + len/weight.
+        * Third, if pipe was idle, update V=max(S, V).
+        * Fourth, count one more backlogged flow.
+        */
+       if (DN_KEY_GT(q->S, q->F)) { /* means timestamps are invalid */
+           q->S = pipe->V ;
+           pipe->sum += fs->weight ; /* add weight of new queue */
+       } else {
+           heap_extract(&(pipe->idle_heap), q);
+           q->S = MAX64(q->F, pipe->V ) ;
+       }
+       q->F = q->S + ( len<<MY_M )/(u_int64_t) fs->weight;
+
+       if (pipe->not_eligible_heap.elements == 0 &&
+               pipe->scheduler_heap.elements == 0)
+           pipe->V = MAX64 ( q->S, pipe->V );
+       fs->backlogged++ ;
+       /*
+        * Look at eligibility. A flow is not eligibile if S>V (when
+        * this happens, it means that there is some other flow already
+        * scheduled for the same pipe, so the scheduler_heap cannot be
+        * empty). If the flow is not eligible we just store it in the
+        * not_eligible_heap. Otherwise, we store in the scheduler_heap
+        * and possibly invoke ready_event_wfq() right now if there is
+        * leftover credit.
+        * Note that for all flows in scheduler_heap (SCH), S_i <= V,
+        * and for all flows in not_eligible_heap (NEH), S_i > V .
+        * So when we need to compute max( V, min(S_i) ) forall i in SCH+NEH,
+        * we only need to look into NEH.
+        */
+       if (DN_KEY_GT(q->S, pipe->V) ) { /* not eligible */
+           if (pipe->scheduler_heap.elements == 0)
+               printf("++ ouch! not eligible but empty scheduler!\n");
+           heap_insert(&(pipe->not_eligible_heap), q->S, q);
+       } else {
+           heap_insert(&(pipe->scheduler_heap), q->F, q);
+           if (pipe->numbytes >= 0) { /* pipe is idle */
+               if (pipe->scheduler_heap.elements != 1)
+                   printf("*** OUCH! pipe should have been idle!\n");
+               DEB(printf("Waking up pipe %d at %d\n",
+                       pipe->pipe_nr, (int)(q->F >> MY_M)); )
+               pipe->sched_time = curr_time ;
+               ready_event_wfq(pipe);
            }
-           p->delay = ( p->delay * hz ) / 1000 ;
-           if (p->queue_size == 0 && p->queue_size_bytes == 0)
-               p->queue_size = 100 ;
-           if (p->queue_size != 0 )    /* buffers are prevailing */
-               p->queue_size_bytes = 0 ;
-           if (p->queue_size > 100)
-               p->queue_size = 100 ;
-           if (p->queue_size_bytes > 1024*1024)
-               p->queue_size_bytes = 1024*1024 ;
-#if 0
-           printf("ip_dn: config pipe %d %d bit/s %d ms %d bufs\n",
-               p->pipe_nr,
-               p->bandwidth * 8 * hz ,
-               p->delay * 1000 / hz , p->queue_size);
-#endif
-           for (a = NULL , b = all_pipes ; b && b->pipe_nr < p->pipe_nr ;
+       }
+    }
+done:
+    splx(s);
+    return 0;
+
+dropit:
+    splx(s);
+    if (q)
+       q->drops++ ;
+    m_freem(m);
+    return ENOBUFS ;
+}
+
+/*
+ * Below, the rt_unref is only needed when (pkt->dn_dir == DN_TO_IP_OUT)
+ * Doing this would probably save us the initial bzero of dn_pkt
+ */
+#define DN_FREE_PKT(pkt)       {               \
+       struct dn_pkt *n = pkt ;                \
+       rt_unref ( n->ro.ro_rt ) ;              \
+       m_freem(n->dn_m);                       \
+       pkt = DN_NEXT(n) ;                      \
+       FREE(n, M_IPFW) ;       }
+
+/*
+ * Dispose all packets and flow_queues on a flow_set.
+ * If all=1, also remove red lookup table and other storage,
+ * including the descriptor itself.
+ * For the one in dn_pipe MUST also cleanup ready_heap...
+ */
+static void
+purge_flow_set(struct dn_flow_set *fs, int all)
+{
+    struct dn_pkt *pkt ;
+    struct dn_flow_queue *q, *qn ;
+    int i ;
+
+    for (i = 0 ; i <= fs->rq_size ; i++ ) {
+       for (q = fs->rq[i] ; q ; q = qn ) {
+           for (pkt = q->head ; pkt ; )
+               DN_FREE_PKT(pkt) ;
+           qn = q->next ;
+           FREE(q, M_IPFW);
+       }
+       fs->rq[i] = NULL ;
+    }
+    fs->rq_elements = 0 ;
+    if (all) {
+       /* RED - free lookup table */
+       if (fs->w_q_lookup)
+           FREE(fs->w_q_lookup, M_IPFW);
+       if (fs->rq)
+           FREE(fs->rq, M_IPFW);
+       /* if this fs is not part of a pipe, free it */
+       if (fs->pipe && fs != &(fs->pipe->fs) )
+           FREE(fs, M_IPFW);
+    }
+}
+
+/*
+ * Dispose all packets queued on a pipe (not a flow_set).
+ * Also free all resources associated to a pipe, which is about
+ * to be deleted.
+ */
+static void
+purge_pipe(struct dn_pipe *pipe)
+{
+    struct dn_pkt *pkt ;
+
+    purge_flow_set( &(pipe->fs), 1 );
+
+    for (pkt = pipe->head ; pkt ; )
+       DN_FREE_PKT(pkt) ;
+
+    heap_free( &(pipe->scheduler_heap) );
+    heap_free( &(pipe->not_eligible_heap) );
+    heap_free( &(pipe->idle_heap) );
+}
+
+/*
+ * Delete all pipes and heaps returning memory. Must also
+ * remove references from all ipfw rules to all pipes.
+ */
+static void
+dummynet_flush()
+{
+    struct dn_pipe *curr_p, *p ;
+    struct ip_fw_chain *chain ;
+    struct dn_flow_set *fs, *curr_fs;
+    int s ;
+
+    s = splimp() ;
+
+    /* remove all references to pipes ...*/
+    LIST_FOREACH(chain, &ip_fw_chain_head, next)
+       chain->rule->pipe_ptr = NULL ;
+    /* prevent future matches... */
+    p = all_pipes ;
+    all_pipes = NULL ; 
+    fs = all_flow_sets ;
+    all_flow_sets = NULL ;
+    /* and free heaps so we don't have unwanted events */
+    heap_free(&ready_heap);
+    heap_free(&wfq_ready_heap);
+    heap_free(&extract_heap);
+    splx(s) ;
+    /*
+     * Now purge all queued pkts and delete all pipes
+     */
+    /* scan and purge all flow_sets. */
+    for ( ; fs ; ) {
+       curr_fs = fs ;
+       fs = fs->next ;
+       purge_flow_set(curr_fs, 1);
+    }
+    for ( ; p ; ) {
+       purge_pipe(p);
+       curr_p = p ;
+       p = p->next ;   
+       FREE(q, M_IPFW);
+    }
+}
+
+
+extern struct ip_fw_chain *ip_fw_default_rule ;
+static void
+dn_rule_delete_fs(struct dn_flow_set *fs, void *r)
+{
+    int i ;
+    struct dn_flow_queue *q ;
+    struct dn_pkt *pkt ;
+
+    for (i = 0 ; i <= fs->rq_size ; i++) /* last one is ovflow */
+       for (q = fs->rq[i] ; q ; q = q->next )
+           for (pkt = q->head ; pkt ; pkt = DN_NEXT(pkt) )
+               if (pkt->hdr.mh_data == r)
+                   pkt->hdr.mh_data = (void *)ip_fw_default_rule ;
+}
+/*
+ * when a firewall rule is deleted, scan all queues and remove the flow-id
+ * from packets matching this rule.
+ */
+void
+dn_rule_delete(void *r)
+{
+    struct dn_pipe *p ;
+    struct dn_pkt *pkt ;
+    struct dn_flow_set *fs ;
+
+    /*
+     * If the rule references a queue (dn_flow_set), then scan
+     * the flow set, otherwise scan pipes. Should do either, but doing
+     * both does not harm.
+     */
+    for ( fs = all_flow_sets ; fs ; fs = fs->next )
+       dn_rule_delete_fs(fs, r);
+    for ( p = all_pipes ; p ; p = p->next ) {
+       fs = &(p->fs) ;
+       dn_rule_delete_fs(fs, r);
+       for (pkt = p->head ; pkt ; pkt = DN_NEXT(pkt) )
+           if (pkt->hdr.mh_data == r)
+               pkt->hdr.mh_data = (void *)ip_fw_default_rule ;
+    }
+}
+
+/*
+ * setup RED parameters
+ */
+static int
+config_red(struct dn_flow_set *p, struct dn_flow_set * x) 
+{
+    int i;
+
+    x->w_q = p->w_q;
+    x->min_th = SCALE(p->min_th);
+    x->max_th = SCALE(p->max_th);
+    x->max_p = p->max_p;
+
+    x->c_1 = p->max_p / (p->max_th - p->min_th);
+    x->c_2 = SCALE_MUL(x->c_1, SCALE(p->min_th));
+    if (x->flags_fs & DN_IS_GENTLE_RED) {
+       x->c_3 = (SCALE(1) - p->max_p) / p->max_th;
+       x->c_4 = (SCALE(1) - 2 * p->max_p);
+    }
+
+    /* if the lookup table already exist, free and create it again */
+    if (x->w_q_lookup)
+       FREE(x->w_q_lookup, M_IPFW);
+    if (red_lookup_depth == 0) {
+       printf("\nnet.inet.ip.dummynet.red_lookup_depth must be > 0");
+       FREE(x, M_IPFW);
+       return EINVAL;
+    }
+    x->lookup_depth = red_lookup_depth;
+    x->w_q_lookup = (u_int *) _MALLOC(x->lookup_depth * sizeof(int),
+           M_IPFW, M_DONTWAIT);
+    if (x->w_q_lookup == NULL) {
+       printf("sorry, cannot allocate red lookup table\n");
+       FREE(x, M_IPFW);
+       return ENOSPC;
+    }
+
+    /* fill the lookup table with (1 - w_q)^x */
+    x->lookup_step = p->lookup_step ;
+    x->lookup_weight = p->lookup_weight ;
+    x->w_q_lookup[0] = SCALE(1) - x->w_q;
+    for (i = 1; i < x->lookup_depth; i++)
+       x->w_q_lookup[i] = SCALE_MUL(x->w_q_lookup[i - 1], x->lookup_weight);
+    if (red_avg_pkt_size < 1)
+       red_avg_pkt_size = 512 ;
+    x->avg_pkt_size = red_avg_pkt_size ;
+    if (red_max_pkt_size < 1)
+       red_max_pkt_size = 1500 ;
+    x->max_pkt_size = red_max_pkt_size ;
+    return 0 ;
+}
+
+static int
+alloc_hash(struct dn_flow_set *x, struct dn_flow_set *pfs)
+{
+    if (x->flags_fs & DN_HAVE_FLOW_MASK) {     /* allocate some slots */
+       int l = pfs->rq_size;
+
+       if (l == 0)
+           l = dn_hash_size;
+       if (l < 4)
+           l = 4;
+       else if (l > 1024)
+           l = 1024;
+       x->rq_size = l;
+    } else                  /* one is enough for null mask */
+       x->rq_size = 1;
+    x->rq = _MALLOC((1 + x->rq_size) * sizeof(struct dn_flow_queue *),
+           M_IPFW, M_DONTWAIT);
+    if (x->rq == NULL) {
+       printf("sorry, cannot allocate queue\n");
+       return ENOSPC;
+    }
+    bzero(x->rq, (1+x->rq_size) * sizeof(struct dn_flow_queue *));
+    x->rq_elements = 0;
+    return 0 ;
+}
+
+static void
+set_fs_parms(struct dn_flow_set *x, struct dn_flow_set *src)
+{
+    x->flags_fs = src->flags_fs;
+    x->qsize = src->qsize;
+    x->plr = src->plr;
+    x->flow_mask = src->flow_mask;
+    if (x->flags_fs & DN_QSIZE_IS_BYTES) {
+       if (x->qsize > 1024*1024)
+           x->qsize = 1024*1024 ;
+    } else {
+       if (x->qsize == 0)
+           x->qsize = 50 ;
+       if (x->qsize > 100)
+           x->qsize = 50 ;
+    }
+    /* configuring RED */
+    if ( x->flags_fs & DN_IS_RED )
+       config_red(src, x) ;    /* XXX should check errors */
+}
+
+/*
+ * setup pipe or queue parameters.
+ */
+
+static int 
+config_pipe(struct dn_pipe *p)
+{
+    int s ;
+    struct dn_flow_set *pfs = &(p->fs);
+
+       /*
+        * The config program passes parameters as follows:
+     * bw = bits/second (0 means no limits),
+     * delay = ms, must be translated into ticks.
+     * qsize = slots/bytes
+        */
+       p->delay = ( p->delay * hz ) / 1000 ;
+    /* We need either a pipe number or a flow_set number */
+    if (p->pipe_nr == 0 && pfs->fs_nr == 0)
+       return EINVAL ;
+    if (p->pipe_nr != 0 && pfs->fs_nr != 0)
+       return EINVAL ;
+    if (p->pipe_nr != 0) { /* this is a pipe */
+       struct dn_pipe *x, *a, *b;
+       /* locate pipe */
+       for (a = NULL , b = all_pipes ; b && b->pipe_nr < p->pipe_nr ;
                 a = b , b = b->next) ;
-           if (b && b->pipe_nr == p->pipe_nr) {
-               /* XXX should spl and flush old pipe... */
-               b->bandwidth = p->bandwidth ;
-               b->delay = p->delay ;
-               b->ticks_from_last_insert = p->delay ;
-               b->queue_size = p->queue_size ;
-               b->queue_size_bytes = p->queue_size_bytes ;
-               b->plr = p->plr ;
-           } else {
-               int s ;
-               x = _MALLOC(sizeof(struct dn_pipe), M_IPFW, M_DONTWAIT) ;
-               if (x == NULL) {
-                   printf("ip_dummynet.c: sorry no memory\n");
-               error = ENOSPC ;
-               break ;
-               }
-               bzero(x, sizeof(*x) );
-               x->bandwidth = p->bandwidth ;
-               x->delay = p->delay ;
-               x->ticks_from_last_insert = p->delay ;
-               x->pipe_nr = p->pipe_nr ;
-               x->queue_size = p->queue_size ;
-               x->queue_size_bytes = p->queue_size_bytes ;
-               x->plr = p->plr ;
-
-               s = splnet() ;
-               x->next = b ;
-               if (a == NULL)
-                   all_pipes = x ;
-               else
-                   a->next = x ;
-               splx(s);
+
+       if (b == NULL || b->pipe_nr != p->pipe_nr) { /* new pipe */
+           x = _MALLOC(sizeof(struct dn_pipe), M_IPFW, M_DONTWAIT) ;
+           if (x == NULL) {
+               printf("ip_dummynet.c: no memory for new pipe\n");
+               return ENOSPC;
            }
-       break ;
+           bzero(x, sizeof(struct dn_pipe));
+           x->pipe_nr = p->pipe_nr;
+           x->fs.pipe = x ;
+           /* idle_heap is the only one from which we extract from the middle.
+            */
+           x->idle_heap.size = x->idle_heap.elements = 0 ;
+           x->idle_heap.offset=OFFSET_OF(struct dn_flow_queue, heap_pos);
+       } else
+           x = b;
+
+           x->bandwidth = p->bandwidth ;
+       x->numbytes = 0; /* just in case... */
+       bcopy(p->if_name, x->if_name, sizeof(p->if_name) );
+       x->ifp = NULL ; /* reset interface ptr */
+           x->delay = p->delay ;
+       set_fs_parms(&(x->fs), pfs);
 
-    case IP_DUMMYNET_DEL :
-       p = &tmp_pipe ;
-       error = sooptcopyin(sopt, p, sizeof *p, sizeof *p);
-       if (error)
-           break ;
 
-           for (a = NULL , b = all_pipes ; b && b->pipe_nr < p->pipe_nr ;
+       if ( x->fs.rq == NULL ) { /* a new pipe */
+           s = alloc_hash(&(x->fs), pfs) ;
+           if (s) {
+               FREE(x, M_IPFW);
+               return s ;
+           }
+           s = splimp() ;
+           x->next = b ;
+           if (a == NULL)
+               all_pipes = x ;
+           else
+               a->next = x ;
+           splx(s);
+       }
+    } else { /* config queue */
+       struct dn_flow_set *x, *a, *b ;
+
+       /* locate flow_set */
+       for (a=NULL, b=all_flow_sets ; b && b->fs_nr < pfs->fs_nr ;
                 a = b , b = b->next) ;
-           if (b && b->pipe_nr == p->pipe_nr) {        /* found pipe */
-               int s = splnet() ;
-               struct ip_fw_chain *chain = ip_fw_chain.lh_first;
 
-               if (a == NULL)
-                   all_pipes = b->next ;
-               else
-                   a->next = b->next ;
-               /*
-                * remove references to this pipe from the ip_fw rules.
-                */
-               for (; chain; chain = chain->chain.le_next) {
-                   register struct ip_fw *const f = chain->rule;
-                   if (f->pipe_ptr == b)
-                       f->pipe_ptr = NULL ;
-               }
-               splx(s);
-               purge_pipe(b);  /* remove pkts from here */
-               FREE(b, M_IPFW);
+       if (b == NULL || b->fs_nr != pfs->fs_nr) { /* new  */
+           if (pfs->parent_nr == 0)    /* need link to a pipe */
+               return EINVAL ;
+           x = _MALLOC(sizeof(struct dn_flow_set), M_IPFW, M_DONTWAIT);
+           if (x == NULL) {
+               printf("ip_dummynet.c: no memory for new flow_set\n");
+               return ENOSPC;
            }
-       break ;
+           bzero(x, sizeof(struct dn_flow_set));
+           x->fs_nr = pfs->fs_nr;
+           x->parent_nr = pfs->parent_nr;
+           x->weight = pfs->weight ;
+           if (x->weight == 0)
+               x->weight = 1 ;
+           else if (x->weight > 100)
+               x->weight = 100 ;
+       } else {
+           /* Change parent pipe not allowed; must delete and recreate */
+           if (pfs->parent_nr != 0 && b->parent_nr != pfs->parent_nr)
+               return EINVAL ;
+           x = b;
        }
-    return error ;
+       set_fs_parms(x, pfs);
+
+       if ( x->rq == NULL ) { /* a new flow_set */
+           s = alloc_hash(x, pfs) ;
+           if (s) {
+               FREE(x, M_IPFW);
+               return s ;
+           }
+           s = splimp() ;
+           x->next = b;
+           if (a == NULL)
+               all_flow_sets = x;
+           else
+               a->next = x;
+           splx(s);
+       }
+    }
+    return 0 ;
+}
+
+/*
+ * Helper function to remove from a heap queues which are linked to
+ * a flow_set about to be deleted.
+ */
+static void
+fs_remove_from_heap(struct dn_heap *h, struct dn_flow_set *fs)
+{
+    int i = 0, found = 0 ;
+    for (; i < h->elements ;)
+       if ( ((struct dn_flow_queue *)h->p[i].object)->fs == fs) {
+           h->elements-- ;
+           h->p[i] = h->p[h->elements] ;
+           found++ ;
+       } else
+           i++ ;
+    if (found)
+       heapify(h);
 }
 
+/*
+ * helper function to remove a pipe from a heap (can be there at most once)
+ */
+static void
+pipe_remove_from_heap(struct dn_heap *h, struct dn_pipe *p)
+{
+    if (h->elements > 0) {
+       int i = 0 ;
+       for (i=0; i < h->elements ; i++ ) {
+           if (h->p[i].object == p) { /* found it */
+               h->elements-- ;
+               h->p[i] = h->p[h->elements] ;
+               heapify(h);
+               break ;
+           }
+       }
+    }
+}
+
+/*
+ * drain all queues. Called in case of severe mbuf shortage.
+ */
 void
-ip_dn_init(void)
+dummynet_drain()
 {
-    printf("DUMMYNET initialized (980901) -- size dn_pkt %d\n",
-       sizeof(struct dn_pkt));
-    all_pipes = NULL ;
-    ip_dn_ctl_ptr = ip_dn_ctl;
+    struct dn_flow_set *fs;
+    struct dn_pipe *p;
+    struct dn_pkt *pkt;
+
+    heap_free(&ready_heap);
+    heap_free(&wfq_ready_heap);
+    heap_free(&extract_heap);
+    /* remove all references to this pipe from flow_sets */
+    for (fs = all_flow_sets; fs; fs= fs->next )
+       purge_flow_set(fs, 0);
+
+    for (p = all_pipes; p; p= p->next ) {
+       purge_flow_set(&(p->fs), 0);
+       for (pkt = p->head ; pkt ; )
+           DN_FREE_PKT(pkt) ;
+       p->head = p->tail = NULL ;
+    }
 }
 
-#if DUMMYNET_MODULE
+/*
+ * Fully delete a pipe or a queue, cleaning up associated info.
+ */
+static int 
+delete_pipe(struct dn_pipe *p)
+{
+    int s ;
+    struct ip_fw_chain *chain ;
+
+    if (p->pipe_nr == 0 && p->fs.fs_nr == 0)
+       return EINVAL ;
+    if (p->pipe_nr != 0 && p->fs.fs_nr != 0)
+       return EINVAL ;
+    if (p->pipe_nr != 0) { /* this is an old-style pipe */
+       struct dn_pipe *a, *b;
+       struct dn_flow_set *fs;
 
-#include <sys/exec.h>
-#include <sys/sysent.h>
-#include <sys/lkm.h>
+       /* locate pipe */
+       for (a = NULL , b = all_pipes ; b && b->pipe_nr < p->pipe_nr ;
+                a = b , b = b->next) ;
+       if (b == NULL || (b->pipe_nr != p->pipe_nr) )
+           return EINVAL ; /* not found */
 
-MOD_MISC(dummynet);
+       s = splimp() ;
 
-static ip_dn_ctl_t *old_dn_ctl_ptr ;
+       /* unlink from list of pipes */
+       if (a == NULL)
+           all_pipes = b->next ;
+       else
+           a->next = b->next ;
+       /* remove references to this pipe from the ip_fw rules. */
+       LIST_FOREACH(chain, &ip_fw_chain_head, next)
+           if (chain->rule->pipe_ptr == &(b->fs))
+               chain->rule->pipe_ptr = NULL ;
+
+       /* remove all references to this pipe from flow_sets */
+       for (fs = all_flow_sets; fs; fs= fs->next )
+           if (fs->pipe == b) {
+               printf("++ ref to pipe %d from fs %d\n",
+                       p->pipe_nr, fs->fs_nr);
+               fs->pipe = NULL ;
+               purge_flow_set(fs, 0);
+           }
+       fs_remove_from_heap(&ready_heap, &(b->fs));
+       purge_pipe(b);  /* remove all data associated to this pipe */
+       /* remove reference to here from extract_heap and wfq_ready_heap */
+       pipe_remove_from_heap(&extract_heap, b);
+       pipe_remove_from_heap(&wfq_ready_heap, b);
+       splx(s);
+       FREE(b, M_IPFW);
+    } else { /* this is a WF2Q queue (dn_flow_set) */
+       struct dn_flow_set *a, *b;
+
+       /* locate set */
+       for (a = NULL, b = all_flow_sets ; b && b->fs_nr < p->fs.fs_nr ;
+                a = b , b = b->next) ;
+       if (b == NULL || (b->fs_nr != p->fs.fs_nr) )
+           return EINVAL ; /* not found */
+
+       s = splimp() ;
+       if (a == NULL)
+           all_flow_sets = b->next ;
+       else
+           a->next = b->next ;
+       /* remove references to this flow_set from the ip_fw rules. */
+       LIST_FOREACH(chain, &ip_fw_chain_head, next)
+           if (chain->rule->pipe_ptr == b)
+               chain->rule->pipe_ptr = NULL ;
+
+       if (b->pipe != NULL) {
+           /* Update total weight on parent pipe and cleanup parent heaps */
+           b->pipe->sum -= b->weight * b->backlogged ;
+           fs_remove_from_heap(&(b->pipe->not_eligible_heap), b);
+           fs_remove_from_heap(&(b->pipe->scheduler_heap), b);
+#if 1  /* XXX should i remove from idle_heap as well ? */
+           fs_remove_from_heap(&(b->pipe->idle_heap), b);
+#endif
+       }
+       purge_flow_set(b, 1);
+       splx(s);
+    }
+    return 0 ;
+}
+
+/*
+ * helper function used to copy data from kernel in DUMMYNET_GET
+ */
+static char *
+dn_copy_set(struct dn_flow_set *set, char *bp)
+{
+    int i, copied = 0 ;
+    struct dn_flow_queue *q, *qp = (struct dn_flow_queue *)bp;
+
+    for (i = 0 ; i <= set->rq_size ; i++)
+       for (q = set->rq[i] ; q ; q = q->next, qp++ ) {
+           if (q->hash_slot != i)
+               printf("++ at %d: wrong slot (have %d, "
+                   "should be %d)\n", copied, q->hash_slot, i);
+           if (q->fs != set)
+               printf("++ at %d: wrong fs ptr (have %p, should be %p)\n",
+                       i, q->fs, set);
+           copied++ ;
+           bcopy(q, qp, sizeof( *q ) );
+           /* cleanup pointers */
+           qp->next = NULL ;
+           qp->head = qp->tail = NULL ;
+           qp->fs = NULL ;
+       }
+    if (copied != set->rq_elements)
+       printf("++ wrong count, have %d should be %d\n",
+           copied, set->rq_elements);
+    return (char *)qp ;
+}
 
 static int
-dummynet_load(struct lkm_table *lkmtp, int cmd)
+dummynet_get(struct sockopt *sopt)
 {
-       int s=splnet();
-       old_dn_ctl_ptr = ip_dn_ctl_ptr;
-       ip_dn_init();
+    char *buf, *bp ; /* bp is the "copy-pointer" */
+    size_t size ;
+    struct dn_flow_set *set ;
+    struct dn_pipe *p ;
+    int s, error=0 ;
+
+    s = splimp();
+    /*
+     * compute size of data structures: list of pipes and flow_sets.
+     */
+    for (p = all_pipes, size = 0 ; p ; p = p->next )
+       size += sizeof( *p ) +
+           p->fs.rq_elements * sizeof(struct dn_flow_queue);
+    for (set = all_flow_sets ; set ; set = set->next )
+       size += sizeof ( *set ) +
+           set->rq_elements * sizeof(struct dn_flow_queue);
+    buf = _MALLOC(size, M_TEMP, M_DONTWAIT);
+    if (buf == 0) {
        splx(s);
-       return 0;
+       return ENOBUFS ;
+    }
+    for (p = all_pipes, bp = buf ; p ; p = p->next ) {
+       struct dn_pipe *pipe_bp = (struct dn_pipe *)bp ;
+
+       /*
+        * copy pipe descriptor into *bp, convert delay back to ms,
+        * then copy the flow_set descriptor(s) one at a time.
+        * After each flow_set, copy the queue descriptor it owns.
+        */
+       bcopy(p, bp, sizeof( *p ) );
+       pipe_bp->delay = (pipe_bp->delay * 1000) / hz ;
+       /*
+        * XXX the following is a hack based on ->next being the
+        * first field in dn_pipe and dn_flow_set. The correct
+        * solution would be to move the dn_flow_set to the beginning
+        * of struct dn_pipe.
+        */
+       pipe_bp->next = (struct dn_pipe *)DN_IS_PIPE ;
+       /* clean pointers */
+       pipe_bp->head = pipe_bp->tail = NULL ;
+       pipe_bp->fs.next = NULL ;
+       pipe_bp->fs.pipe = NULL ;
+       pipe_bp->fs.rq = NULL ;
+
+       bp += sizeof( *p ) ;
+       bp = dn_copy_set( &(p->fs), bp );
+    }
+    for (set = all_flow_sets ; set ; set = set->next ) {
+       struct dn_flow_set *fs_bp = (struct dn_flow_set *)bp ;
+       bcopy(set, bp, sizeof( *set ) );
+       /* XXX same hack as above */
+       fs_bp->next = (struct dn_flow_set *)DN_IS_QUEUE ;
+       fs_bp->pipe = NULL ;
+       fs_bp->rq = NULL ;
+       bp += sizeof( *set ) ;
+       bp = dn_copy_set( set, bp );
+    }
+    splx(s);
+    error = sooptcopyout(sopt, buf, size);
+    FREE(buf, M_TEMP);
+    return error ;
 }
 
+/*
+ * Handler for the various dummynet socket options (get, flush, config, del)
+ */
 static int
-dummynet_unload(struct lkm_table *lkmtp, int cmd)
+ip_dn_ctl(struct sockopt *sopt)
 {
-       int s=splnet();
-       ip_dn_ctl_ptr =  old_dn_ctl_ptr;
-       splx(s);
-       dummynet_flush();
-       printf("DUMMYNET unloaded\n");
-       return 0;
+    int error = 0 ;
+    struct dn_pipe *p, tmp_pipe;
+
+    /* Disallow sets in really-really secure mode. */
+    if (sopt->sopt_dir == SOPT_SET && securelevel >= 3)
+       return (EPERM);
+
+    switch (sopt->sopt_name) {
+    default :
+       printf("ip_dn_ctl -- unknown option %d", sopt->sopt_name);
+       return EINVAL ;
+
+    case IP_DUMMYNET_GET :
+       error = dummynet_get(sopt);
+       break ;
+
+    case IP_DUMMYNET_FLUSH :
+       dummynet_flush() ;
+       break ;
+    case IP_DUMMYNET_CONFIGURE :
+       p = &tmp_pipe ;
+       error = sooptcopyin(sopt, p, sizeof *p, sizeof *p);
+       if (error)
+           break ;
+       error = config_pipe(p);
+       break ;
+
+    case IP_DUMMYNET_DEL :     /* remove a pipe or queue */
+       p = &tmp_pipe ;
+       error = sooptcopyin(sopt, p, sizeof *p, sizeof *p);
+       if (error)
+           break ;
+
+       error = delete_pipe(p);
+       break ;
+    }
+    return error ;
 }
 
-int
-dummynet_mod(struct lkm_table *lkmtp, int cmd, int ver)
+static void
+ip_dn_init(void)
 {
-    DISPATCH(lkmtp, cmd, ver, dummynet_load, dummynet_unload, lkm_nullcmd);
+    printf("DUMMYNET initialized (010124)\n");
+    all_pipes = NULL ;
+    all_flow_sets = NULL ;
+    ready_heap.size = ready_heap.elements = 0 ;
+    ready_heap.offset = 0 ;
+
+    wfq_ready_heap.size = wfq_ready_heap.elements = 0 ;
+    wfq_ready_heap.offset = 0 ;
+
+    extract_heap.size = extract_heap.elements = 0 ;
+    extract_heap.offset = 0 ;
+    ip_dn_ctl_ptr = ip_dn_ctl;
+    timeout(dummynet, NULL, 1);
 }
-#endif
+
+static ip_dn_ctl_t *old_dn_ctl_ptr ;
+
+static int
+dummynet_modevent(module_t mod, int type, void *data)
+{
+       int s ;
+       switch (type) {
+       case MOD_LOAD:
+               s = splimp();
+               old_dn_ctl_ptr = ip_dn_ctl_ptr;
+               ip_dn_init();
+               splx(s);
+               break;
+       case MOD_UNLOAD:
+               s = splimp();
+               ip_dn_ctl_ptr =  old_dn_ctl_ptr;
+               splx(s);
+               dummynet_flush();
+               break ;
+       default:
+               break ;
+       }
+       return 0 ;
+}
+
+static moduledata_t dummynet_mod = {
+       "dummynet",
+       dummynet_modevent,
+       NULL
+} ;
+DECLARE_MODULE(dummynet, dummynet_mod, SI_SUB_PSEUDO, SI_ORDER_ANY);