]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - net/ipv4/fib_trie.c
Merge tag 'v3.11' into for_next
[karo-tx-linux.git] / net / ipv4 / fib_trie.c
1 /*
2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
9  *
10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
11  *     Agricultural Sciences.
12  *
13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
14  *
15  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
16  *
17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
19  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
20  *
21  *
22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
24  *
25  *
26  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
27  *
28  *
29  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
30  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
31  *              interface as the means of communication with the user level.
32  *
33  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
34  *
35  *
36  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
37  *
38  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
39  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
40  *              as published by the Free Software Foundation; either version
41  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
42  *
43  * Substantial contributions to this work comes from:
44  *
45  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
46  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
47  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
48  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
49  */
50
51 #define VERSION "0.409"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/export.h>
75 #include <net/net_namespace.h>
76 #include <net/ip.h>
77 #include <net/protocol.h>
78 #include <net/route.h>
79 #include <net/tcp.h>
80 #include <net/sock.h>
81 #include <net/ip_fib.h>
82 #include "fib_lookup.h"
83
84 #define MAX_STAT_DEPTH 32
85
86 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
87
88 typedef unsigned int t_key;
89
90 #define T_TNODE 0
91 #define T_LEAF  1
92 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
93 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
94
95 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
96 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
97
98 struct rt_trie_node {
99         unsigned long parent;
100         t_key key;
101 };
102
103 struct leaf {
104         unsigned long parent;
105         t_key key;
106         struct hlist_head list;
107         struct rcu_head rcu;
108 };
109
110 struct leaf_info {
111         struct hlist_node hlist;
112         int plen;
113         u32 mask_plen; /* ntohl(inet_make_mask(plen)) */
114         struct list_head falh;
115         struct rcu_head rcu;
116 };
117
118 struct tnode {
119         unsigned long parent;
120         t_key key;
121         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
122         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
123         unsigned int full_children;     /* KEYLENGTH bits needed */
124         unsigned int empty_children;    /* KEYLENGTH bits needed */
125         union {
126                 struct rcu_head rcu;
127                 struct tnode *tnode_free;
128         };
129         struct rt_trie_node __rcu *child[0];
130 };
131
132 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
133 struct trie_use_stats {
134         unsigned int gets;
135         unsigned int backtrack;
136         unsigned int semantic_match_passed;
137         unsigned int semantic_match_miss;
138         unsigned int null_node_hit;
139         unsigned int resize_node_skipped;
140 };
141 #endif
142
143 struct trie_stat {
144         unsigned int totdepth;
145         unsigned int maxdepth;
146         unsigned int tnodes;
147         unsigned int leaves;
148         unsigned int nullpointers;
149         unsigned int prefixes;
150         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
151 };
152
153 struct trie {
154         struct rt_trie_node __rcu *trie;
155 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
156         struct trie_use_stats stats;
157 #endif
158 };
159
160 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
161                                   int wasfull);
162 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
163 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
164 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
165 /* tnodes to free after resize(); protected by RTNL */
166 static struct tnode *tnode_free_head;
167 static size_t tnode_free_size;
168
169 /*
170  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
171  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
172  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
173  */
174 static const int sync_pages = 128;
175
176 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
177 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
178
179 /*
180  * caller must hold RTNL
181  */
182 static inline struct tnode *node_parent(const struct rt_trie_node *node)
183 {
184         unsigned long parent;
185
186         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, lockdep_rtnl_is_held());
187
188         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
189 }
190
191 /*
192  * caller must hold RCU read lock or RTNL
193  */
194 static inline struct tnode *node_parent_rcu(const struct rt_trie_node *node)
195 {
196         unsigned long parent;
197
198         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, rcu_read_lock_held() ||
199                                                            lockdep_rtnl_is_held());
200
201         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
202 }
203
204 /* Same as rcu_assign_pointer
205  * but that macro() assumes that value is a pointer.
206  */
207 static inline void node_set_parent(struct rt_trie_node *node, struct tnode *ptr)
208 {
209         smp_wmb();
210         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
211 }
212
213 /*
214  * caller must hold RTNL
215  */
216 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child(const struct tnode *tn, unsigned int i)
217 {
218         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
219
220         return rtnl_dereference(tn->child[i]);
221 }
222
223 /*
224  * caller must hold RCU read lock or RTNL
225  */
226 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child_rcu(const struct tnode *tn, unsigned int i)
227 {
228         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
229
230         return rcu_dereference_rtnl(tn->child[i]);
231 }
232
233 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
234 {
235         return 1 << tn->bits;
236 }
237
238 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned int l)
239 {
240         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
241 }
242
243 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, unsigned int offset, unsigned int bits)
244 {
245         if (offset < KEYLENGTH)
246                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
247         else
248                 return 0;
249 }
250
251 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
252 {
253         return a == b;
254 }
255
256 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
257 {
258         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
259                 return 1;
260         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
261         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
262 }
263
264 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
265 {
266         t_key diff = a ^ b;
267         int i = offset;
268
269         if (!diff)
270                 return 0;
271         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
272                 i++;
273         return i;
274 }
275
276 /*
277   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
278   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
279   all of the bits in that key are significant.
280
281   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
282
283   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
284   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
285   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
286   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
287   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
288   correct key path.
289
290   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
291   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
292   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
293   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
294   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
295   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
296
297   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
298   have many different meanings.
299
300   Example:
301   _________________________________________________________________
302   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
303   -----------------------------------------------------------------
304     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
305
306   _________________________________________________________________
307   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
308   -----------------------------------------------------------------
309    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
310
311   tp->pos = 7
312   tp->bits = 3
313   n->pos = 15
314   n->bits = 4
315
316   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
317   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
318   not use them for anything.
319
320   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
321   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
322   'n' among tp's children.
323
324   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
325   for the node n.
326
327   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
328   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
329
330   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
331   n's child array, and will of course be different for each child.
332
333
334   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
335   at this point.
336
337 */
338
339 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
340 {
341         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
342 }
343
344 static const int halve_threshold = 25;
345 static const int inflate_threshold = 50;
346 static const int halve_threshold_root = 15;
347 static const int inflate_threshold_root = 30;
348
349 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
350 {
351         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
352         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
353 }
354
355 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
356 {
357         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
358 }
359
360 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
361 {
362         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
363         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
364 }
365
366 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
367 {
368         call_rcu(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
369 }
370
371 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
372 {
373         kfree_rcu(leaf, rcu);
374 }
375
376 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
377 {
378         if (size <= PAGE_SIZE)
379                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
380         else
381                 return vzalloc(size);
382 }
383
384 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
385 {
386         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
387         size_t size = sizeof(struct tnode) +
388                       (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
389
390         if (size <= PAGE_SIZE)
391                 kfree(tn);
392         else
393                 vfree(tn);
394 }
395
396 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
397 {
398         if (IS_LEAF(tn))
399                 free_leaf((struct leaf *) tn);
400         else
401                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
402 }
403
404 static void tnode_free_safe(struct tnode *tn)
405 {
406         BUG_ON(IS_LEAF(tn));
407         tn->tnode_free = tnode_free_head;
408         tnode_free_head = tn;
409         tnode_free_size += sizeof(struct tnode) +
410                            (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
411 }
412
413 static void tnode_free_flush(void)
414 {
415         struct tnode *tn;
416
417         while ((tn = tnode_free_head)) {
418                 tnode_free_head = tn->tnode_free;
419                 tn->tnode_free = NULL;
420                 tnode_free(tn);
421         }
422
423         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
424                 tnode_free_size = 0;
425                 synchronize_rcu();
426         }
427 }
428
429 static struct leaf *leaf_new(void)
430 {
431         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
432         if (l) {
433                 l->parent = T_LEAF;
434                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
435         }
436         return l;
437 }
438
439 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
440 {
441         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
442         if (li) {
443                 li->plen = plen;
444                 li->mask_plen = ntohl(inet_make_mask(plen));
445                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
446         }
447         return li;
448 }
449
450 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
451 {
452         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
453         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
454
455         if (tn) {
456                 tn->parent = T_TNODE;
457                 tn->pos = pos;
458                 tn->bits = bits;
459                 tn->key = key;
460                 tn->full_children = 0;
461                 tn->empty_children = 1<<bits;
462         }
463
464         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tn, sizeof(struct tnode),
465                  sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
466         return tn;
467 }
468
469 /*
470  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
471  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
472  */
473
474 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct rt_trie_node *n)
475 {
476         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
477                 return 0;
478
479         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
480 }
481
482 static inline void put_child(struct tnode *tn, int i,
483                              struct rt_trie_node *n)
484 {
485         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
486 }
487
488  /*
489   * Add a child at position i overwriting the old value.
490   * Update the value of full_children and empty_children.
491   */
492
493 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
494                                   int wasfull)
495 {
496         struct rt_trie_node *chi = rtnl_dereference(tn->child[i]);
497         int isfull;
498
499         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
500
501         /* update emptyChildren */
502         if (n == NULL && chi != NULL)
503                 tn->empty_children++;
504         else if (n != NULL && chi == NULL)
505                 tn->empty_children--;
506
507         /* update fullChildren */
508         if (wasfull == -1)
509                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
510
511         isfull = tnode_full(tn, n);
512         if (wasfull && !isfull)
513                 tn->full_children--;
514         else if (!wasfull && isfull)
515                 tn->full_children++;
516
517         if (n)
518                 node_set_parent(n, tn);
519
520         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
521 }
522
523 #define MAX_WORK 10
524 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
525 {
526         int i;
527         struct tnode *old_tn;
528         int inflate_threshold_use;
529         int halve_threshold_use;
530         int max_work;
531
532         if (!tn)
533                 return NULL;
534
535         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
536                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
537
538         /* No children */
539         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
540                 tnode_free_safe(tn);
541                 return NULL;
542         }
543         /* One child */
544         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
545                 goto one_child;
546         /*
547          * Double as long as the resulting node has a number of
548          * nonempty nodes that are above the threshold.
549          */
550
551         /*
552          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
553          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
554          * Telecommunications, page 6:
555          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
556          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
557          *
558          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
559          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
560          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
561          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
562          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
563          * multiply the left-hand side by 50.
564          *
565          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
566          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
567          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
568          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
569          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
570          * we just count them one extra time here.
571          *
572          * A clearer way to write this would be:
573          *
574          * to_be_doubled = tn->full_children;
575          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
576          *     tn->full_children;
577          *
578          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
579          *
580          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
581          *      new_child_length;
582          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
583          *
584          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
585          *
586          * anyway,
587          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
588          *      inflate_threshold
589          *
590          * avoid a division:
591          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
592          *      inflate_threshold * new_child_length
593          *
594          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
595          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
596          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
597          *
598          * expand new_child_length:
599          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
600          *    tn->full_children) >=
601          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
602          *
603          * shorten again:
604          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
605          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
606          *    tnode_child_length(tn)
607          *
608          */
609
610         check_tnode(tn);
611
612         /* Keep root node larger  */
613
614         if (!node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) {
615                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
616                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
617         } else {
618                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
619                 halve_threshold_use = halve_threshold;
620         }
621
622         max_work = MAX_WORK;
623         while ((tn->full_children > 0 &&  max_work-- &&
624                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
625                       - tn->empty_children)
626                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
627
628                 old_tn = tn;
629                 tn = inflate(t, tn);
630
631                 if (IS_ERR(tn)) {
632                         tn = old_tn;
633 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
634                         t->stats.resize_node_skipped++;
635 #endif
636                         break;
637                 }
638         }
639
640         check_tnode(tn);
641
642         /* Return if at least one inflate is run */
643         if (max_work != MAX_WORK)
644                 return (struct rt_trie_node *) tn;
645
646         /*
647          * Halve as long as the number of empty children in this
648          * node is above threshold.
649          */
650
651         max_work = MAX_WORK;
652         while (tn->bits > 1 &&  max_work-- &&
653                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
654                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
655
656                 old_tn = tn;
657                 tn = halve(t, tn);
658                 if (IS_ERR(tn)) {
659                         tn = old_tn;
660 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
661                         t->stats.resize_node_skipped++;
662 #endif
663                         break;
664                 }
665         }
666
667
668         /* Only one child remains */
669         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1) {
670 one_child:
671                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
672                         struct rt_trie_node *n;
673
674                         n = rtnl_dereference(tn->child[i]);
675                         if (!n)
676                                 continue;
677
678                         /* compress one level */
679
680                         node_set_parent(n, NULL);
681                         tnode_free_safe(tn);
682                         return n;
683                 }
684         }
685         return (struct rt_trie_node *) tn;
686 }
687
688
689 static void tnode_clean_free(struct tnode *tn)
690 {
691         int i;
692         struct tnode *tofree;
693
694         for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
695                 tofree = (struct tnode *)rtnl_dereference(tn->child[i]);
696                 if (tofree)
697                         tnode_free(tofree);
698         }
699         tnode_free(tn);
700 }
701
702 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
703 {
704         struct tnode *oldtnode = tn;
705         int olen = tnode_child_length(tn);
706         int i;
707
708         pr_debug("In inflate\n");
709
710         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
711
712         if (!tn)
713                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
714
715         /*
716          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
717          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
718          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
719          * of tnode is ignored.
720          */
721
722         for (i = 0; i < olen; i++) {
723                 struct tnode *inode;
724
725                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
726                 if (inode &&
727                     IS_TNODE(inode) &&
728                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
729                     inode->bits > 1) {
730                         struct tnode *left, *right;
731                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
732
733                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
734                                          inode->bits - 1);
735                         if (!left)
736                                 goto nomem;
737
738                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
739                                           inode->bits - 1);
740
741                         if (!right) {
742                                 tnode_free(left);
743                                 goto nomem;
744                         }
745
746                         put_child(tn, 2*i, (struct rt_trie_node *) left);
747                         put_child(tn, 2*i+1, (struct rt_trie_node *) right);
748                 }
749         }
750
751         for (i = 0; i < olen; i++) {
752                 struct tnode *inode;
753                 struct rt_trie_node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
754                 struct tnode *left, *right;
755                 int size, j;
756
757                 /* An empty child */
758                 if (node == NULL)
759                         continue;
760
761                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
762
763                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
764                    tn->pos + tn->bits - 1) {
765                         if (tkey_extract_bits(node->key,
766                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
767                                               1) == 0)
768                                 put_child(tn, 2*i, node);
769                         else
770                                 put_child(tn, 2*i+1, node);
771                         continue;
772                 }
773
774                 /* An internal node with two children */
775                 inode = (struct tnode *) node;
776
777                 if (inode->bits == 1) {
778                         put_child(tn, 2*i, rtnl_dereference(inode->child[0]));
779                         put_child(tn, 2*i+1, rtnl_dereference(inode->child[1]));
780
781                         tnode_free_safe(inode);
782                         continue;
783                 }
784
785                 /* An internal node with more than two children */
786
787                 /* We will replace this node 'inode' with two new
788                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
789                  * original children. The two new nodes will have
790                  * a position one bit further down the key and this
791                  * means that the "significant" part of their keys
792                  * (see the discussion near the top of this file)
793                  * will differ by one bit, which will be "0" in
794                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
795                  * moving the key position by one step, the bit that
796                  * we are moving away from - the bit at position
797                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
798                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
799                  * two  new keys.
800                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
801                  * the position (inode->pos)
802                  */
803
804                 /* Use the old key, but set the new significant
805                  *   bit to zero.
806                  */
807
808                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
809                 put_child(tn, 2*i, NULL);
810
811                 BUG_ON(!left);
812
813                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
814                 put_child(tn, 2*i+1, NULL);
815
816                 BUG_ON(!right);
817
818                 size = tnode_child_length(left);
819                 for (j = 0; j < size; j++) {
820                         put_child(left, j, rtnl_dereference(inode->child[j]));
821                         put_child(right, j, rtnl_dereference(inode->child[j + size]));
822                 }
823                 put_child(tn, 2*i, resize(t, left));
824                 put_child(tn, 2*i+1, resize(t, right));
825
826                 tnode_free_safe(inode);
827         }
828         tnode_free_safe(oldtnode);
829         return tn;
830 nomem:
831         tnode_clean_free(tn);
832         return ERR_PTR(-ENOMEM);
833 }
834
835 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
836 {
837         struct tnode *oldtnode = tn;
838         struct rt_trie_node *left, *right;
839         int i;
840         int olen = tnode_child_length(tn);
841
842         pr_debug("In halve\n");
843
844         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
845
846         if (!tn)
847                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
848
849         /*
850          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
851          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
852          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
853          * of tnode is ignored.
854          */
855
856         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
857                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
858                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
859
860                 /* Two nonempty children */
861                 if (left && right) {
862                         struct tnode *newn;
863
864                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
865
866                         if (!newn)
867                                 goto nomem;
868
869                         put_child(tn, i/2, (struct rt_trie_node *)newn);
870                 }
871
872         }
873
874         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
875                 struct tnode *newBinNode;
876
877                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
878                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
879
880                 /* At least one of the children is empty */
881                 if (left == NULL) {
882                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
883                                 continue;
884                         put_child(tn, i/2, right);
885                         continue;
886                 }
887
888                 if (right == NULL) {
889                         put_child(tn, i/2, left);
890                         continue;
891                 }
892
893                 /* Two nonempty children */
894                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
895                 put_child(tn, i/2, NULL);
896                 put_child(newBinNode, 0, left);
897                 put_child(newBinNode, 1, right);
898                 put_child(tn, i/2, resize(t, newBinNode));
899         }
900         tnode_free_safe(oldtnode);
901         return tn;
902 nomem:
903         tnode_clean_free(tn);
904         return ERR_PTR(-ENOMEM);
905 }
906
907 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
908  via get_fa_head and dump */
909
910 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
911 {
912         struct hlist_head *head = &l->list;
913         struct leaf_info *li;
914
915         hlist_for_each_entry_rcu(li, head, hlist)
916                 if (li->plen == plen)
917                         return li;
918
919         return NULL;
920 }
921
922 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
923 {
924         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
925
926         if (!li)
927                 return NULL;
928
929         return &li->falh;
930 }
931
932 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
933 {
934         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
935
936         if (hlist_empty(head)) {
937                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
938         } else {
939                 hlist_for_each_entry(li, head, hlist) {
940                         if (new->plen > li->plen)
941                                 break;
942
943                         last = li;
944                 }
945                 if (last)
946                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
947                 else
948                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
949         }
950 }
951
952 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
953
954 static struct leaf *
955 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
956 {
957         int pos;
958         struct tnode *tn;
959         struct rt_trie_node *n;
960
961         pos = 0;
962         n = rcu_dereference_rtnl(t->trie);
963
964         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
965                 tn = (struct tnode *) n;
966
967                 check_tnode(tn);
968
969                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
970                         pos = tn->pos + tn->bits;
971                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
972                                                 tkey_extract_bits(key,
973                                                                   tn->pos,
974                                                                   tn->bits));
975                 } else
976                         break;
977         }
978         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
979
980         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
981                 return (struct leaf *)n;
982
983         return NULL;
984 }
985
986 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
987 {
988         int wasfull;
989         t_key cindex, key;
990         struct tnode *tp;
991
992         key = tn->key;
993
994         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) != NULL) {
995                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
996                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
997                 tn = (struct tnode *)resize(t, tn);
998
999                 tnode_put_child_reorg(tp, cindex,
1000                                       (struct rt_trie_node *)tn, wasfull);
1001
1002                 tp = node_parent((struct rt_trie_node *) tn);
1003                 if (!tp)
1004                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1005
1006                 tnode_free_flush();
1007                 if (!tp)
1008                         break;
1009                 tn = tp;
1010         }
1011
1012         /* Handle last (top) tnode */
1013         if (IS_TNODE(tn))
1014                 tn = (struct tnode *)resize(t, tn);
1015
1016         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1017         tnode_free_flush();
1018 }
1019
1020 /* only used from updater-side */
1021
1022 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1023 {
1024         int pos, newpos;
1025         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1026         struct rt_trie_node *n;
1027         struct leaf *l;
1028         int missbit;
1029         struct list_head *fa_head = NULL;
1030         struct leaf_info *li;
1031         t_key cindex;
1032
1033         pos = 0;
1034         n = rtnl_dereference(t->trie);
1035
1036         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1037          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1038          * and we should just put our new leaf in that.
1039          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1040          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1041          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1042          *
1043          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1044          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1045          *
1046          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1047          *
1048          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1049          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1050          * value, and return it.
1051          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1052          */
1053
1054         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1055                 tn = (struct tnode *) n;
1056
1057                 check_tnode(tn);
1058
1059                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1060                         tp = tn;
1061                         pos = tn->pos + tn->bits;
1062                         n = tnode_get_child(tn,
1063                                             tkey_extract_bits(key,
1064                                                               tn->pos,
1065                                                               tn->bits));
1066
1067                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1068                 } else
1069                         break;
1070         }
1071
1072         /*
1073          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1074          *
1075          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1076          */
1077
1078         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1079
1080         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1081
1082         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1083                 l = (struct leaf *) n;
1084                 li = leaf_info_new(plen);
1085
1086                 if (!li)
1087                         return NULL;
1088
1089                 fa_head = &li->falh;
1090                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1091                 goto done;
1092         }
1093         l = leaf_new();
1094
1095         if (!l)
1096                 return NULL;
1097
1098         l->key = key;
1099         li = leaf_info_new(plen);
1100
1101         if (!li) {
1102                 free_leaf(l);
1103                 return NULL;
1104         }
1105
1106         fa_head = &li->falh;
1107         insert_leaf_info(&l->list, li);
1108
1109         if (t->trie && n == NULL) {
1110                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1111
1112                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)l, tp);
1113
1114                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1115                 put_child(tp, cindex, (struct rt_trie_node *)l);
1116         } else {
1117                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1118                 /*
1119                  *  Add a new tnode here
1120                  *  first tnode need some special handling
1121                  */
1122
1123                 if (tp)
1124                         pos = tp->pos+tp->bits;
1125                 else
1126                         pos = 0;
1127
1128                 if (n) {
1129                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1130                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1131                 } else {
1132                         newpos = 0;
1133                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1134                 }
1135
1136                 if (!tn) {
1137                         free_leaf_info(li);
1138                         free_leaf(l);
1139                         return NULL;
1140                 }
1141
1142                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)tn, tp);
1143
1144                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1145                 put_child(tn, missbit, (struct rt_trie_node *)l);
1146                 put_child(tn, 1-missbit, n);
1147
1148                 if (tp) {
1149                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1150                         put_child(tp, cindex, (struct rt_trie_node *)tn);
1151                 } else {
1152                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1153                         tp = tn;
1154                 }
1155         }
1156
1157         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1158                 pr_warn("fib_trie tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1159                         tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1160
1161         /* Rebalance the trie */
1162
1163         trie_rebalance(t, tp);
1164 done:
1165         return fa_head;
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Caller must hold RTNL.
1170  */
1171 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1172 {
1173         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1174         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1175         struct list_head *fa_head = NULL;
1176         struct fib_info *fi;
1177         int plen = cfg->fc_dst_len;
1178         u8 tos = cfg->fc_tos;
1179         u32 key, mask;
1180         int err;
1181         struct leaf *l;
1182
1183         if (plen > 32)
1184                 return -EINVAL;
1185
1186         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1187
1188         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1189
1190         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1191
1192         if (key & ~mask)
1193                 return -EINVAL;
1194
1195         key = key & mask;
1196
1197         fi = fib_create_info(cfg);
1198         if (IS_ERR(fi)) {
1199                 err = PTR_ERR(fi);
1200                 goto err;
1201         }
1202
1203         l = fib_find_node(t, key);
1204         fa = NULL;
1205
1206         if (l) {
1207                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1208                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1209         }
1210
1211         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1212          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1213          * exists or to the node before which we will insert new one.
1214          *
1215          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1216          * insert to the head of f.
1217          *
1218          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1219          * and we need to allocate a new one of those as well.
1220          */
1221
1222         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1223             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1224                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1225
1226                 err = -EEXIST;
1227                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1228                         goto out;
1229
1230                 /* We have 2 goals:
1231                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1232                  * duplicate routes
1233                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1234                  */
1235                 fa_match = NULL;
1236                 fa_first = fa;
1237                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1238                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1239                         if (fa->fa_tos != tos)
1240                                 break;
1241                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1242                                 break;
1243                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1244                             fa->fa_info == fi) {
1245                                 fa_match = fa;
1246                                 break;
1247                         }
1248                 }
1249
1250                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1251                         struct fib_info *fi_drop;
1252                         u8 state;
1253
1254                         fa = fa_first;
1255                         if (fa_match) {
1256                                 if (fa == fa_match)
1257                                         err = 0;
1258                                 goto out;
1259                         }
1260                         err = -ENOBUFS;
1261                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1262                         if (new_fa == NULL)
1263                                 goto out;
1264
1265                         fi_drop = fa->fa_info;
1266                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1267                         new_fa->fa_info = fi;
1268                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1269                         state = fa->fa_state;
1270                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1271
1272                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1273                         alias_free_mem_rcu(fa);
1274
1275                         fib_release_info(fi_drop);
1276                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1277                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1278                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1279                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1280
1281                         goto succeeded;
1282                 }
1283                 /* Error if we find a perfect match which
1284                  * uses the same scope, type, and nexthop
1285                  * information.
1286                  */
1287                 if (fa_match)
1288                         goto out;
1289
1290                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1291                         fa = fa_first;
1292         }
1293         err = -ENOENT;
1294         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1295                 goto out;
1296
1297         err = -ENOBUFS;
1298         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1299         if (new_fa == NULL)
1300                 goto out;
1301
1302         new_fa->fa_info = fi;
1303         new_fa->fa_tos = tos;
1304         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1305         new_fa->fa_state = 0;
1306         /*
1307          * Insert new entry to the list.
1308          */
1309
1310         if (!fa_head) {
1311                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1312                 if (unlikely(!fa_head)) {
1313                         err = -ENOMEM;
1314                         goto out_free_new_fa;
1315                 }
1316         }
1317
1318         if (!plen)
1319                 tb->tb_num_default++;
1320
1321         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1322                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1323
1324         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1325         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1326                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1327 succeeded:
1328         return 0;
1329
1330 out_free_new_fa:
1331         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1332 out:
1333         fib_release_info(fi);
1334 err:
1335         return err;
1336 }
1337
1338 /* should be called with rcu_read_lock */
1339 static int check_leaf(struct fib_table *tb, struct trie *t, struct leaf *l,
1340                       t_key key,  const struct flowi4 *flp,
1341                       struct fib_result *res, int fib_flags)
1342 {
1343         struct leaf_info *li;
1344         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1345
1346         hlist_for_each_entry_rcu(li, hhead, hlist) {
1347                 struct fib_alias *fa;
1348
1349                 if (l->key != (key & li->mask_plen))
1350                         continue;
1351
1352                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
1353                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1354                         int nhsel, err;
1355
1356                         if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1357                                 continue;
1358                         if (fi->fib_dead)
1359                                 continue;
1360                         if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1361                                 continue;
1362                         fib_alias_accessed(fa);
1363                         err = fib_props[fa->fa_type].error;
1364                         if (err) {
1365 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1366                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1367 #endif
1368                                 return err;
1369                         }
1370                         if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1371                                 continue;
1372                         for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1373                                 const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1374
1375                                 if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1376                                         continue;
1377                                 if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1378                                         continue;
1379
1380 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1381                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1382 #endif
1383                                 res->prefixlen = li->plen;
1384                                 res->nh_sel = nhsel;
1385                                 res->type = fa->fa_type;
1386                                 res->scope = fa->fa_info->fib_scope;
1387                                 res->fi = fi;
1388                                 res->table = tb;
1389                                 res->fa_head = &li->falh;
1390                                 if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1391                                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1392                                 return 0;
1393                         }
1394                 }
1395
1396 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1397                 t->stats.semantic_match_miss++;
1398 #endif
1399         }
1400
1401         return 1;
1402 }
1403
1404 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1405                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1406 {
1407         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1408         int ret;
1409         struct rt_trie_node *n;
1410         struct tnode *pn;
1411         unsigned int pos, bits;
1412         t_key key = ntohl(flp->daddr);
1413         unsigned int chopped_off;
1414         t_key cindex = 0;
1415         unsigned int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1416         struct tnode *cn;
1417         t_key pref_mismatch;
1418
1419         rcu_read_lock();
1420
1421         n = rcu_dereference(t->trie);
1422         if (!n)
1423                 goto failed;
1424
1425 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1426         t->stats.gets++;
1427 #endif
1428
1429         /* Just a leaf? */
1430         if (IS_LEAF(n)) {
1431                 ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1432                 goto found;
1433         }
1434
1435         pn = (struct tnode *) n;
1436         chopped_off = 0;
1437
1438         while (pn) {
1439                 pos = pn->pos;
1440                 bits = pn->bits;
1441
1442                 if (!chopped_off)
1443                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1444                                                    pos, bits);
1445
1446                 n = tnode_get_child_rcu(pn, cindex);
1447
1448                 if (n == NULL) {
1449 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1450                         t->stats.null_node_hit++;
1451 #endif
1452                         goto backtrace;
1453                 }
1454
1455                 if (IS_LEAF(n)) {
1456                         ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1457                         if (ret > 0)
1458                                 goto backtrace;
1459                         goto found;
1460                 }
1461
1462                 cn = (struct tnode *)n;
1463
1464                 /*
1465                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1466                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1467                  * This tnode is in the parent's child array at index
1468                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1469                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1470                  * subprefix, padded with zero at the end.
1471                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1472                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1473                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1474                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1475                  * considered unknown.
1476                  *
1477                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1478                  */
1479
1480                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1481                  * actual prefix  matching, which means everything from
1482                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1483                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1484                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1485                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1486                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1487                  * *are* zero.
1488                  */
1489
1490                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1491                    for the new node here */
1492
1493                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1494                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1495                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1496                             || !(cn->child[0]))
1497                                 goto backtrace;
1498                 }
1499
1500                 /*
1501                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1502                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1503                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1504                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1505                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1506                  * because if we do, we would like to have some way of
1507                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1508                  */
1509
1510                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1511                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1512                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1513                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1514                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1515                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1516                  * new tnode's key.
1517                  */
1518
1519                 /*
1520                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1521                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1522                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1523                  * aren't checked since these are by definition
1524                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1525                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1526                  * state, and in that case verify that the skipped
1527                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1528                  * zero, as they have to be if we are to find a
1529                  * matching prefix.
1530                  */
1531
1532                 pref_mismatch = mask_pfx(cn->key ^ key, cn->pos);
1533
1534                 /*
1535                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1536                  * the search key, enter the "prefix matching"
1537                  * state.directly.
1538                  */
1539                 if (pref_mismatch) {
1540                         /* fls(x) = __fls(x) + 1 */
1541                         int mp = KEYLENGTH - __fls(pref_mismatch) - 1;
1542
1543                         if (tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos - mp) != 0)
1544                                 goto backtrace;
1545
1546                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1547                                 current_prefix_length = mp;
1548                 }
1549
1550                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1551                 chopped_off = 0;
1552                 continue;
1553
1554 backtrace:
1555                 chopped_off++;
1556
1557                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1558                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1559                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1560                         chopped_off++;
1561
1562                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1563                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1564                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1565                                 - chopped_off;
1566
1567                 /*
1568                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1569                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1570                  */
1571
1572                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1573                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1574                 } else {
1575                         struct tnode *parent = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *) pn);
1576                         if (!parent)
1577                                 goto failed;
1578
1579                         /* Get Child's index */
1580                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1581                         pn = parent;
1582                         chopped_off = 0;
1583
1584 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1585                         t->stats.backtrack++;
1586 #endif
1587                         goto backtrace;
1588                 }
1589         }
1590 failed:
1591         ret = 1;
1592 found:
1593         rcu_read_unlock();
1594         return ret;
1595 }
1596 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1597
1598 /*
1599  * Remove the leaf and return parent.
1600  */
1601 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1602 {
1603         struct tnode *tp = node_parent((struct rt_trie_node *) l);
1604
1605         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1606
1607         if (tp) {
1608                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1609                 put_child(tp, cindex, NULL);
1610                 trie_rebalance(t, tp);
1611         } else
1612                 RCU_INIT_POINTER(t->trie, NULL);
1613
1614         free_leaf(l);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Caller must hold RTNL.
1619  */
1620 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1621 {
1622         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1623         u32 key, mask;
1624         int plen = cfg->fc_dst_len;
1625         u8 tos = cfg->fc_tos;
1626         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1627         struct list_head *fa_head;
1628         struct leaf *l;
1629         struct leaf_info *li;
1630
1631         if (plen > 32)
1632                 return -EINVAL;
1633
1634         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1635         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1636
1637         if (key & ~mask)
1638                 return -EINVAL;
1639
1640         key = key & mask;
1641         l = fib_find_node(t, key);
1642
1643         if (!l)
1644                 return -ESRCH;
1645
1646         li = find_leaf_info(l, plen);
1647
1648         if (!li)
1649                 return -ESRCH;
1650
1651         fa_head = &li->falh;
1652         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1653
1654         if (!fa)
1655                 return -ESRCH;
1656
1657         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1658
1659         fa_to_delete = NULL;
1660         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1661         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1662                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1663
1664                 if (fa->fa_tos != tos)
1665                         break;
1666
1667                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1668                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1669                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1670                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1671                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1672                     (!cfg->fc_protocol ||
1673                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1674                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1675                         fa_to_delete = fa;
1676                         break;
1677                 }
1678         }
1679
1680         if (!fa_to_delete)
1681                 return -ESRCH;
1682
1683         fa = fa_to_delete;
1684         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1685                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1686
1687         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1688
1689         if (!plen)
1690                 tb->tb_num_default--;
1691
1692         if (list_empty(fa_head)) {
1693                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1694                 free_leaf_info(li);
1695         }
1696
1697         if (hlist_empty(&l->list))
1698                 trie_leaf_remove(t, l);
1699
1700         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1701                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1702
1703         fib_release_info(fa->fa_info);
1704         alias_free_mem_rcu(fa);
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1709 {
1710         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1711         int found = 0;
1712
1713         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1714                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1715
1716                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1717                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1718                         fib_release_info(fa->fa_info);
1719                         alias_free_mem_rcu(fa);
1720                         found++;
1721                 }
1722         }
1723         return found;
1724 }
1725
1726 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1727 {
1728         int found = 0;
1729         struct hlist_head *lih = &l->list;
1730         struct hlist_node *tmp;
1731         struct leaf_info *li = NULL;
1732
1733         hlist_for_each_entry_safe(li, tmp, lih, hlist) {
1734                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1735
1736                 if (list_empty(&li->falh)) {
1737                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1738                         free_leaf_info(li);
1739                 }
1740         }
1741         return found;
1742 }
1743
1744 /*
1745  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1746  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1747  */
1748 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct rt_trie_node *c)
1749 {
1750         do {
1751                 t_key idx;
1752
1753                 if (c)
1754                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1755                 else
1756                         idx = 0;
1757
1758                 while (idx < 1u << p->bits) {
1759                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1760                         if (!c)
1761                                 continue;
1762
1763                         if (IS_LEAF(c))
1764                                 return (struct leaf *) c;
1765
1766                         /* Rescan start scanning in new node */
1767                         p = (struct tnode *) c;
1768                         idx = 0;
1769                 }
1770
1771                 /* Node empty, walk back up to parent */
1772                 c = (struct rt_trie_node *) p;
1773         } while ((p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1774
1775         return NULL; /* Root of trie */
1776 }
1777
1778 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1779 {
1780         struct tnode *n = (struct tnode *)rcu_dereference_rtnl(t->trie);
1781
1782         if (!n)
1783                 return NULL;
1784
1785         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1786                 return (struct leaf *) n;
1787
1788         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1789 }
1790
1791 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1792 {
1793         struct rt_trie_node *c = (struct rt_trie_node *) l;
1794         struct tnode *p = node_parent_rcu(c);
1795
1796         if (!p)
1797                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1798
1799         return leaf_walk_rcu(p, c);
1800 }
1801
1802 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1803 {
1804         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1805
1806         while (l && index-- > 0)
1807                 l = trie_nextleaf(l);
1808
1809         return l;
1810 }
1811
1812
1813 /*
1814  * Caller must hold RTNL.
1815  */
1816 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1817 {
1818         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1819         struct leaf *l, *ll = NULL;
1820         int found = 0;
1821
1822         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1823                 found += trie_flush_leaf(l);
1824
1825                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1826                         trie_leaf_remove(t, ll);
1827                 ll = l;
1828         }
1829
1830         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1831                 trie_leaf_remove(t, ll);
1832
1833         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1834         return found;
1835 }
1836
1837 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1838 {
1839         kfree(tb);
1840 }
1841
1842 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1843                            struct fib_table *tb,
1844                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1845 {
1846         int i, s_i;
1847         struct fib_alias *fa;
1848         __be32 xkey = htonl(key);
1849
1850         s_i = cb->args[5];
1851         i = 0;
1852
1853         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1854
1855         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1856                 if (i < s_i) {
1857                         i++;
1858                         continue;
1859                 }
1860
1861                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1862                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1863                                   RTM_NEWROUTE,
1864                                   tb->tb_id,
1865                                   fa->fa_type,
1866                                   xkey,
1867                                   plen,
1868                                   fa->fa_tos,
1869                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1870                         cb->args[5] = i;
1871                         return -1;
1872                 }
1873                 i++;
1874         }
1875         cb->args[5] = i;
1876         return skb->len;
1877 }
1878
1879 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1880                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1881 {
1882         struct leaf_info *li;
1883         int i, s_i;
1884
1885         s_i = cb->args[4];
1886         i = 0;
1887
1888         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1889         hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist) {
1890                 if (i < s_i) {
1891                         i++;
1892                         continue;
1893                 }
1894
1895                 if (i > s_i)
1896                         cb->args[5] = 0;
1897
1898                 if (list_empty(&li->falh))
1899                         continue;
1900
1901                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1902                         cb->args[4] = i;
1903                         return -1;
1904                 }
1905                 i++;
1906         }
1907
1908         cb->args[4] = i;
1909         return skb->len;
1910 }
1911
1912 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1913                    struct netlink_callback *cb)
1914 {
1915         struct leaf *l;
1916         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1917         t_key key = cb->args[2];
1918         int count = cb->args[3];
1919
1920         rcu_read_lock();
1921         /* Dump starting at last key.
1922          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1923          */
1924         if (count == 0)
1925                 l = trie_firstleaf(t);
1926         else {
1927                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1928                  * fallback to using slow rescan
1929                  */
1930                 l = fib_find_node(t, key);
1931                 if (!l)
1932                         l = trie_leafindex(t, count);
1933         }
1934
1935         while (l) {
1936                 cb->args[2] = l->key;
1937                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1938                         cb->args[3] = count;
1939                         rcu_read_unlock();
1940                         return -1;
1941                 }
1942
1943                 ++count;
1944                 l = trie_nextleaf(l);
1945                 memset(&cb->args[4], 0,
1946                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1947         }
1948         cb->args[3] = count;
1949         rcu_read_unlock();
1950
1951         return skb->len;
1952 }
1953
1954 void __init fib_trie_init(void)
1955 {
1956         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1957                                           sizeof(struct fib_alias),
1958                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1959
1960         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1961                                            max(sizeof(struct leaf),
1962                                                sizeof(struct leaf_info)),
1963                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1964 }
1965
1966
1967 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id)
1968 {
1969         struct fib_table *tb;
1970         struct trie *t;
1971
1972         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1973                      GFP_KERNEL);
1974         if (tb == NULL)
1975                 return NULL;
1976
1977         tb->tb_id = id;
1978         tb->tb_default = -1;
1979         tb->tb_num_default = 0;
1980
1981         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1982         memset(t, 0, sizeof(*t));
1983
1984         return tb;
1985 }
1986
1987 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1988 /* Depth first Trie walk iterator */
1989 struct fib_trie_iter {
1990         struct seq_net_private p;
1991         struct fib_table *tb;
1992         struct tnode *tnode;
1993         unsigned int index;
1994         unsigned int depth;
1995 };
1996
1997 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
1998 {
1999         struct tnode *tn = iter->tnode;
2000         unsigned int cindex = iter->index;
2001         struct tnode *p;
2002
2003         /* A single entry routing table */
2004         if (!tn)
2005                 return NULL;
2006
2007         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2008                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2009 rescan:
2010         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2011                 struct rt_trie_node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2012
2013                 if (n) {
2014                         if (IS_LEAF(n)) {
2015                                 iter->tnode = tn;
2016                                 iter->index = cindex + 1;
2017                         } else {
2018                                 /* push down one level */
2019                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2020                                 iter->index = 0;
2021                                 ++iter->depth;
2022                         }
2023                         return n;
2024                 }
2025
2026                 ++cindex;
2027         }
2028
2029         /* Current node exhausted, pop back up */
2030         p = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *)tn);
2031         if (p) {
2032                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2033                 tn = p;
2034                 --iter->depth;
2035                 goto rescan;
2036         }
2037
2038         /* got root? */
2039         return NULL;
2040 }
2041
2042 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2043                                        struct trie *t)
2044 {
2045         struct rt_trie_node *n;
2046
2047         if (!t)
2048                 return NULL;
2049
2050         n = rcu_dereference(t->trie);
2051         if (!n)
2052                 return NULL;
2053
2054         if (IS_TNODE(n)) {
2055                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2056                 iter->index = 0;
2057                 iter->depth = 1;
2058         } else {
2059                 iter->tnode = NULL;
2060                 iter->index = 0;
2061                 iter->depth = 0;
2062         }
2063
2064         return n;
2065 }
2066
2067 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2068 {
2069         struct rt_trie_node *n;
2070         struct fib_trie_iter iter;
2071
2072         memset(s, 0, sizeof(*s));
2073
2074         rcu_read_lock();
2075         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2076                 if (IS_LEAF(n)) {
2077                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2078                         struct leaf_info *li;
2079
2080                         s->leaves++;
2081                         s->totdepth += iter.depth;
2082                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2083                                 s->maxdepth = iter.depth;
2084
2085                         hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist)
2086                                 ++s->prefixes;
2087                 } else {
2088                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2089                         int i;
2090
2091                         s->tnodes++;
2092                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2093                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2094
2095                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2096                                 if (!tn->child[i])
2097                                         s->nullpointers++;
2098                 }
2099         }
2100         rcu_read_unlock();
2101 }
2102
2103 /*
2104  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2105  */
2106 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2107 {
2108         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2109
2110         if (stat->leaves)
2111                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2112         else
2113                 avdepth = 0;
2114
2115         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2116                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2117         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2118
2119         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2120         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2121
2122         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2123         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2124
2125         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2126         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2127
2128         max = MAX_STAT_DEPTH;
2129         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2130                 max--;
2131
2132         pointers = 0;
2133         for (i = 1; i < max; i++)
2134                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2135                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2136                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2137                 }
2138         seq_putc(seq, '\n');
2139         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2140
2141         bytes += sizeof(struct rt_trie_node *) * pointers;
2142         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2143         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2144 }
2145
2146 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2147 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2148                             const struct trie_use_stats *stats)
2149 {
2150         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2151         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2152         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2153         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2154                    stats->semantic_match_passed);
2155         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2156                    stats->semantic_match_miss);
2157         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2158         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2159                    stats->resize_node_skipped);
2160 }
2161 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2162
2163 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2164 {
2165         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2166                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2167         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2168                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2169         else
2170                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2171 }
2172
2173
2174 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2175 {
2176         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2177         unsigned int h;
2178
2179         seq_printf(seq,
2180                    "Basic info: size of leaf:"
2181                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2182                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2183
2184         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2185                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2186                 struct fib_table *tb;
2187
2188                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2189                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2190                         struct trie_stat stat;
2191
2192                         if (!t)
2193                                 continue;
2194
2195                         fib_table_print(seq, tb);
2196
2197                         trie_collect_stats(t, &stat);
2198                         trie_show_stats(seq, &stat);
2199 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2200                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2201 #endif
2202                 }
2203         }
2204
2205         return 0;
2206 }
2207
2208 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2209 {
2210         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2211 }
2212
2213 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2214         .owner  = THIS_MODULE,
2215         .open   = fib_triestat_seq_open,
2216         .read   = seq_read,
2217         .llseek = seq_lseek,
2218         .release = single_release_net,
2219 };
2220
2221 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2222 {
2223         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2224         struct net *net = seq_file_net(seq);
2225         loff_t idx = 0;
2226         unsigned int h;
2227
2228         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2229                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2230                 struct fib_table *tb;
2231
2232                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2233                         struct rt_trie_node *n;
2234
2235                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2236                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2237                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2238                                 if (pos == idx++) {
2239                                         iter->tb = tb;
2240                                         return n;
2241                                 }
2242                 }
2243         }
2244
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2249         __acquires(RCU)
2250 {
2251         rcu_read_lock();
2252         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2253 }
2254
2255 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2256 {
2257         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2258         struct net *net = seq_file_net(seq);
2259         struct fib_table *tb = iter->tb;
2260         struct hlist_node *tb_node;
2261         unsigned int h;
2262         struct rt_trie_node *n;
2263
2264         ++*pos;
2265         /* next node in same table */
2266         n = fib_trie_get_next(iter);
2267         if (n)
2268                 return n;
2269
2270         /* walk rest of this hash chain */
2271         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2272         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2273                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2274                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2275                 if (n)
2276                         goto found;
2277         }
2278
2279         /* new hash chain */
2280         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2281                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2282                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2283                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2284                         if (n)
2285                                 goto found;
2286                 }
2287         }
2288         return NULL;
2289
2290 found:
2291         iter->tb = tb;
2292         return n;
2293 }
2294
2295 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2296         __releases(RCU)
2297 {
2298         rcu_read_unlock();
2299 }
2300
2301 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2302 {
2303         while (n-- > 0)
2304                 seq_puts(seq, "   ");
2305 }
2306
2307 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2308 {
2309         switch (s) {
2310         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2311         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2312         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2313         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2314         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2315         default:
2316                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2317                 return buf;
2318         }
2319 }
2320
2321 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2322         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2323         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2324         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2325         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2326         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2327         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2328         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2329         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2330         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2331         [RTN_THROW] = "THROW",
2332         [RTN_NAT] = "NAT",
2333         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2334 };
2335
2336 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2337 {
2338         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2339                 return rtn_type_names[t];
2340         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2341         return buf;
2342 }
2343
2344 /* Pretty print the trie */
2345 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2346 {
2347         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2348         struct rt_trie_node *n = v;
2349
2350         if (!node_parent_rcu(n))
2351                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2352
2353         if (IS_TNODE(n)) {
2354                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2355                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2356
2357                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2358                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2359                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2360                            tn->empty_children);
2361
2362         } else {
2363                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2364                 struct leaf_info *li;
2365                 __be32 val = htonl(l->key);
2366
2367                 seq_indent(seq, iter->depth);
2368                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2369
2370                 hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist) {
2371                         struct fib_alias *fa;
2372
2373                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2374                                 char buf1[32], buf2[32];
2375
2376                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2377                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2378                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2379                                                      fa->fa_info->fib_scope),
2380                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2381                                                     fa->fa_type));
2382                                 if (fa->fa_tos)
2383                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2384                                 seq_putc(seq, '\n');
2385                         }
2386                 }
2387         }
2388
2389         return 0;
2390 }
2391
2392 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2393         .start  = fib_trie_seq_start,
2394         .next   = fib_trie_seq_next,
2395         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2396         .show   = fib_trie_seq_show,
2397 };
2398
2399 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2400 {
2401         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2402                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2403 }
2404
2405 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2406         .owner  = THIS_MODULE,
2407         .open   = fib_trie_seq_open,
2408         .read   = seq_read,
2409         .llseek = seq_lseek,
2410         .release = seq_release_net,
2411 };
2412
2413 struct fib_route_iter {
2414         struct seq_net_private p;
2415         struct trie *main_trie;
2416         loff_t  pos;
2417         t_key   key;
2418 };
2419
2420 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2421 {
2422         struct leaf *l = NULL;
2423         struct trie *t = iter->main_trie;
2424
2425         /* use cache location of last found key */
2426         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2427                 pos -= iter->pos;
2428         else {
2429                 iter->pos = 0;
2430                 l = trie_firstleaf(t);
2431         }
2432
2433         while (l && pos-- > 0) {
2434                 iter->pos++;
2435                 l = trie_nextleaf(l);
2436         }
2437
2438         if (l)
2439                 iter->key = pos;        /* remember it */
2440         else
2441                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2442
2443         return l;
2444 }
2445
2446 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2447         __acquires(RCU)
2448 {
2449         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2450         struct fib_table *tb;
2451
2452         rcu_read_lock();
2453         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2454         if (!tb)
2455                 return NULL;
2456
2457         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2458         if (*pos == 0)
2459                 return SEQ_START_TOKEN;
2460         else
2461                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2462 }
2463
2464 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2465 {
2466         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2467         struct leaf *l = v;
2468
2469         ++*pos;
2470         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2471                 iter->pos = 0;
2472                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2473         } else {
2474                 iter->pos++;
2475                 l = trie_nextleaf(l);
2476         }
2477
2478         if (l)
2479                 iter->key = l->key;
2480         else
2481                 iter->pos = 0;
2482         return l;
2483 }
2484
2485 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2486         __releases(RCU)
2487 {
2488         rcu_read_unlock();
2489 }
2490
2491 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2492 {
2493         unsigned int flags = 0;
2494
2495         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2496                 flags = RTF_REJECT;
2497         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2498                 flags |= RTF_GATEWAY;
2499         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2500                 flags |= RTF_HOST;
2501         flags |= RTF_UP;
2502         return flags;
2503 }
2504
2505 /*
2506  *      This outputs /proc/net/route.
2507  *      The format of the file is not supposed to be changed
2508  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2509  *      legacy utilities
2510  */
2511 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2512 {
2513         struct leaf *l = v;
2514         struct leaf_info *li;
2515
2516         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2517                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2518                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2519                            "\tWindow\tIRTT");
2520                 return 0;
2521         }
2522
2523         hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist) {
2524                 struct fib_alias *fa;
2525                 __be32 mask, prefix;
2526
2527                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2528                 prefix = htonl(l->key);
2529
2530                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2531                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2532                         unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2533                         int len;
2534
2535                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2536                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2537                                 continue;
2538
2539                         if (fi)
2540                                 seq_printf(seq,
2541                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2542                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2543                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2544                                          prefix,
2545                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2546                                          fi->fib_priority,
2547                                          mask,
2548                                          (fi->fib_advmss ?
2549                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2550                                          fi->fib_window,
2551                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2552                         else
2553                                 seq_printf(seq,
2554                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2555                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2556                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2557                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2558
2559                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2560                 }
2561         }
2562
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2567         .start  = fib_route_seq_start,
2568         .next   = fib_route_seq_next,
2569         .stop   = fib_route_seq_stop,
2570         .show   = fib_route_seq_show,
2571 };
2572
2573 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2574 {
2575         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2576                             sizeof(struct fib_route_iter));
2577 }
2578
2579 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2580         .owner  = THIS_MODULE,
2581         .open   = fib_route_seq_open,
2582         .read   = seq_read,
2583         .llseek = seq_lseek,
2584         .release = seq_release_net,
2585 };
2586
2587 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2588 {
2589         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2590                 goto out1;
2591
2592         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2593                          &fib_triestat_fops))
2594                 goto out2;
2595
2596         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2597                 goto out3;
2598
2599         return 0;
2600
2601 out3:
2602         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2603 out2:
2604         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2605 out1:
2606         return -ENOMEM;
2607 }
2608
2609 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2610 {
2611         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2612         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2613         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2614 }
2615
2616 #endif /* CONFIG_PROC_FS */