]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - net/ipv4/fib_trie.c
hlist: drop the node parameter from iterators
[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/prefetch.h>
75 #include <linux/export.h>
76 #include <net/net_namespace.h>
77 #include <net/ip.h>
78 #include <net/protocol.h>
79 #include <net/route.h>
80 #include <net/tcp.h>
81 #include <net/sock.h>
82 #include <net/ip_fib.h>
83 #include "fib_lookup.h"
84
85 #define MAX_STAT_DEPTH 32
86
87 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
88
89 typedef unsigned int t_key;
90
91 #define T_TNODE 0
92 #define T_LEAF  1
93 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
94 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
95
96 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
97 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
98
99 struct rt_trie_node {
100         unsigned long parent;
101         t_key key;
102 };
103
104 struct leaf {
105         unsigned long parent;
106         t_key key;
107         struct hlist_head list;
108         struct rcu_head rcu;
109 };
110
111 struct leaf_info {
112         struct hlist_node hlist;
113         int plen;
114         u32 mask_plen; /* ntohl(inet_make_mask(plen)) */
115         struct list_head falh;
116         struct rcu_head rcu;
117 };
118
119 struct tnode {
120         unsigned long parent;
121         t_key key;
122         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
123         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
124         unsigned int full_children;     /* KEYLENGTH bits needed */
125         unsigned int empty_children;    /* KEYLENGTH bits needed */
126         union {
127                 struct rcu_head rcu;
128                 struct work_struct work;
129                 struct tnode *tnode_free;
130         };
131         struct rt_trie_node __rcu *child[0];
132 };
133
134 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
135 struct trie_use_stats {
136         unsigned int gets;
137         unsigned int backtrack;
138         unsigned int semantic_match_passed;
139         unsigned int semantic_match_miss;
140         unsigned int null_node_hit;
141         unsigned int resize_node_skipped;
142 };
143 #endif
144
145 struct trie_stat {
146         unsigned int totdepth;
147         unsigned int maxdepth;
148         unsigned int tnodes;
149         unsigned int leaves;
150         unsigned int nullpointers;
151         unsigned int prefixes;
152         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
153 };
154
155 struct trie {
156         struct rt_trie_node __rcu *trie;
157 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
158         struct trie_use_stats stats;
159 #endif
160 };
161
162 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
163                                   int wasfull);
164 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
165 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
166 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
167 /* tnodes to free after resize(); protected by RTNL */
168 static struct tnode *tnode_free_head;
169 static size_t tnode_free_size;
170
171 /*
172  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
173  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
174  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
175  */
176 static const int sync_pages = 128;
177
178 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
179 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
180
181 /*
182  * caller must hold RTNL
183  */
184 static inline struct tnode *node_parent(const struct rt_trie_node *node)
185 {
186         unsigned long parent;
187
188         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, lockdep_rtnl_is_held());
189
190         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
191 }
192
193 /*
194  * caller must hold RCU read lock or RTNL
195  */
196 static inline struct tnode *node_parent_rcu(const struct rt_trie_node *node)
197 {
198         unsigned long parent;
199
200         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, rcu_read_lock_held() ||
201                                                            lockdep_rtnl_is_held());
202
203         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
204 }
205
206 /* Same as rcu_assign_pointer
207  * but that macro() assumes that value is a pointer.
208  */
209 static inline void node_set_parent(struct rt_trie_node *node, struct tnode *ptr)
210 {
211         smp_wmb();
212         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
213 }
214
215 /*
216  * caller must hold RTNL
217  */
218 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child(const struct tnode *tn, unsigned int i)
219 {
220         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
221
222         return rtnl_dereference(tn->child[i]);
223 }
224
225 /*
226  * caller must hold RCU read lock or RTNL
227  */
228 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child_rcu(const struct tnode *tn, unsigned int i)
229 {
230         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
231
232         return rcu_dereference_rtnl(tn->child[i]);
233 }
234
235 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
236 {
237         return 1 << tn->bits;
238 }
239
240 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned int l)
241 {
242         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
243 }
244
245 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, unsigned int offset, unsigned int bits)
246 {
247         if (offset < KEYLENGTH)
248                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
249         else
250                 return 0;
251 }
252
253 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
254 {
255         return a == b;
256 }
257
258 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
259 {
260         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
261                 return 1;
262         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
263         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
264 }
265
266 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
267 {
268         t_key diff = a ^ b;
269         int i = offset;
270
271         if (!diff)
272                 return 0;
273         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
274                 i++;
275         return i;
276 }
277
278 /*
279   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
280   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
281   all of the bits in that key are significant.
282
283   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
284
285   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
286   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
287   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
288   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
289   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
290   correct key path.
291
292   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
293   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
294   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
295   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
296   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
297   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
298
299   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
300   have many different meanings.
301
302   Example:
303   _________________________________________________________________
304   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
305   -----------------------------------------------------------------
306     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
307
308   _________________________________________________________________
309   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
310   -----------------------------------------------------------------
311    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
312
313   tp->pos = 7
314   tp->bits = 3
315   n->pos = 15
316   n->bits = 4
317
318   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
319   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
320   not use them for anything.
321
322   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
323   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
324   'n' among tp's children.
325
326   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
327   for the node n.
328
329   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
330   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
331
332   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
333   n's child array, and will of course be different for each child.
334
335
336   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
337   at this point.
338
339 */
340
341 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
342 {
343         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
344 }
345
346 static const int halve_threshold = 25;
347 static const int inflate_threshold = 50;
348 static const int halve_threshold_root = 15;
349 static const int inflate_threshold_root = 30;
350
351 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
352 {
353         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
354         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
355 }
356
357 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
358 {
359         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
360 }
361
362 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
363 {
364         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
365         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
366 }
367
368 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
369 {
370         call_rcu(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
371 }
372
373 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
374 {
375         kfree_rcu(leaf, rcu);
376 }
377
378 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
379 {
380         if (size <= PAGE_SIZE)
381                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
382         else
383                 return vzalloc(size);
384 }
385
386 static void __tnode_vfree(struct work_struct *arg)
387 {
388         struct tnode *tn = container_of(arg, struct tnode, work);
389         vfree(tn);
390 }
391
392 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
393 {
394         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
395         size_t size = sizeof(struct tnode) +
396                       (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
397
398         if (size <= PAGE_SIZE)
399                 kfree(tn);
400         else {
401                 INIT_WORK(&tn->work, __tnode_vfree);
402                 schedule_work(&tn->work);
403         }
404 }
405
406 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
407 {
408         if (IS_LEAF(tn))
409                 free_leaf((struct leaf *) tn);
410         else
411                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
412 }
413
414 static void tnode_free_safe(struct tnode *tn)
415 {
416         BUG_ON(IS_LEAF(tn));
417         tn->tnode_free = tnode_free_head;
418         tnode_free_head = tn;
419         tnode_free_size += sizeof(struct tnode) +
420                            (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
421 }
422
423 static void tnode_free_flush(void)
424 {
425         struct tnode *tn;
426
427         while ((tn = tnode_free_head)) {
428                 tnode_free_head = tn->tnode_free;
429                 tn->tnode_free = NULL;
430                 tnode_free(tn);
431         }
432
433         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
434                 tnode_free_size = 0;
435                 synchronize_rcu();
436         }
437 }
438
439 static struct leaf *leaf_new(void)
440 {
441         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
442         if (l) {
443                 l->parent = T_LEAF;
444                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
445         }
446         return l;
447 }
448
449 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
450 {
451         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
452         if (li) {
453                 li->plen = plen;
454                 li->mask_plen = ntohl(inet_make_mask(plen));
455                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
456         }
457         return li;
458 }
459
460 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
461 {
462         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
463         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
464
465         if (tn) {
466                 tn->parent = T_TNODE;
467                 tn->pos = pos;
468                 tn->bits = bits;
469                 tn->key = key;
470                 tn->full_children = 0;
471                 tn->empty_children = 1<<bits;
472         }
473
474         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tn, sizeof(struct tnode),
475                  sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
476         return tn;
477 }
478
479 /*
480  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
481  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
482  */
483
484 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct rt_trie_node *n)
485 {
486         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
487                 return 0;
488
489         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
490 }
491
492 static inline void put_child(struct tnode *tn, int i,
493                              struct rt_trie_node *n)
494 {
495         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
496 }
497
498  /*
499   * Add a child at position i overwriting the old value.
500   * Update the value of full_children and empty_children.
501   */
502
503 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
504                                   int wasfull)
505 {
506         struct rt_trie_node *chi = rtnl_dereference(tn->child[i]);
507         int isfull;
508
509         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
510
511         /* update emptyChildren */
512         if (n == NULL && chi != NULL)
513                 tn->empty_children++;
514         else if (n != NULL && chi == NULL)
515                 tn->empty_children--;
516
517         /* update fullChildren */
518         if (wasfull == -1)
519                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
520
521         isfull = tnode_full(tn, n);
522         if (wasfull && !isfull)
523                 tn->full_children--;
524         else if (!wasfull && isfull)
525                 tn->full_children++;
526
527         if (n)
528                 node_set_parent(n, tn);
529
530         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
531 }
532
533 #define MAX_WORK 10
534 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
535 {
536         int i;
537         struct tnode *old_tn;
538         int inflate_threshold_use;
539         int halve_threshold_use;
540         int max_work;
541
542         if (!tn)
543                 return NULL;
544
545         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
546                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
547
548         /* No children */
549         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
550                 tnode_free_safe(tn);
551                 return NULL;
552         }
553         /* One child */
554         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
555                 goto one_child;
556         /*
557          * Double as long as the resulting node has a number of
558          * nonempty nodes that are above the threshold.
559          */
560
561         /*
562          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
563          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
564          * Telecommunications, page 6:
565          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
566          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
567          *
568          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
569          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
570          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
571          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
572          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
573          * multiply the left-hand side by 50.
574          *
575          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
576          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
577          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
578          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
579          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
580          * we just count them one extra time here.
581          *
582          * A clearer way to write this would be:
583          *
584          * to_be_doubled = tn->full_children;
585          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
586          *     tn->full_children;
587          *
588          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
589          *
590          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
591          *      new_child_length;
592          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
593          *
594          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
595          *
596          * anyway,
597          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
598          *      inflate_threshold
599          *
600          * avoid a division:
601          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
602          *      inflate_threshold * new_child_length
603          *
604          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
605          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
606          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
607          *
608          * expand new_child_length:
609          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
610          *    tn->full_children) >=
611          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
612          *
613          * shorten again:
614          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
615          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
616          *    tnode_child_length(tn)
617          *
618          */
619
620         check_tnode(tn);
621
622         /* Keep root node larger  */
623
624         if (!node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) {
625                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
626                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
627         } else {
628                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
629                 halve_threshold_use = halve_threshold;
630         }
631
632         max_work = MAX_WORK;
633         while ((tn->full_children > 0 &&  max_work-- &&
634                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
635                       - tn->empty_children)
636                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
637
638                 old_tn = tn;
639                 tn = inflate(t, tn);
640
641                 if (IS_ERR(tn)) {
642                         tn = old_tn;
643 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
644                         t->stats.resize_node_skipped++;
645 #endif
646                         break;
647                 }
648         }
649
650         check_tnode(tn);
651
652         /* Return if at least one inflate is run */
653         if (max_work != MAX_WORK)
654                 return (struct rt_trie_node *) tn;
655
656         /*
657          * Halve as long as the number of empty children in this
658          * node is above threshold.
659          */
660
661         max_work = MAX_WORK;
662         while (tn->bits > 1 &&  max_work-- &&
663                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
664                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
665
666                 old_tn = tn;
667                 tn = halve(t, tn);
668                 if (IS_ERR(tn)) {
669                         tn = old_tn;
670 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
671                         t->stats.resize_node_skipped++;
672 #endif
673                         break;
674                 }
675         }
676
677
678         /* Only one child remains */
679         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1) {
680 one_child:
681                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
682                         struct rt_trie_node *n;
683
684                         n = rtnl_dereference(tn->child[i]);
685                         if (!n)
686                                 continue;
687
688                         /* compress one level */
689
690                         node_set_parent(n, NULL);
691                         tnode_free_safe(tn);
692                         return n;
693                 }
694         }
695         return (struct rt_trie_node *) tn;
696 }
697
698
699 static void tnode_clean_free(struct tnode *tn)
700 {
701         int i;
702         struct tnode *tofree;
703
704         for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
705                 tofree = (struct tnode *)rtnl_dereference(tn->child[i]);
706                 if (tofree)
707                         tnode_free(tofree);
708         }
709         tnode_free(tn);
710 }
711
712 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
713 {
714         struct tnode *oldtnode = tn;
715         int olen = tnode_child_length(tn);
716         int i;
717
718         pr_debug("In inflate\n");
719
720         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
721
722         if (!tn)
723                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
724
725         /*
726          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
727          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
728          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
729          * of tnode is ignored.
730          */
731
732         for (i = 0; i < olen; i++) {
733                 struct tnode *inode;
734
735                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
736                 if (inode &&
737                     IS_TNODE(inode) &&
738                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
739                     inode->bits > 1) {
740                         struct tnode *left, *right;
741                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
742
743                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
744                                          inode->bits - 1);
745                         if (!left)
746                                 goto nomem;
747
748                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
749                                           inode->bits - 1);
750
751                         if (!right) {
752                                 tnode_free(left);
753                                 goto nomem;
754                         }
755
756                         put_child(tn, 2*i, (struct rt_trie_node *) left);
757                         put_child(tn, 2*i+1, (struct rt_trie_node *) right);
758                 }
759         }
760
761         for (i = 0; i < olen; i++) {
762                 struct tnode *inode;
763                 struct rt_trie_node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
764                 struct tnode *left, *right;
765                 int size, j;
766
767                 /* An empty child */
768                 if (node == NULL)
769                         continue;
770
771                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
772
773                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
774                    tn->pos + tn->bits - 1) {
775                         if (tkey_extract_bits(node->key,
776                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
777                                               1) == 0)
778                                 put_child(tn, 2*i, node);
779                         else
780                                 put_child(tn, 2*i+1, node);
781                         continue;
782                 }
783
784                 /* An internal node with two children */
785                 inode = (struct tnode *) node;
786
787                 if (inode->bits == 1) {
788                         put_child(tn, 2*i, rtnl_dereference(inode->child[0]));
789                         put_child(tn, 2*i+1, rtnl_dereference(inode->child[1]));
790
791                         tnode_free_safe(inode);
792                         continue;
793                 }
794
795                 /* An internal node with more than two children */
796
797                 /* We will replace this node 'inode' with two new
798                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
799                  * original children. The two new nodes will have
800                  * a position one bit further down the key and this
801                  * means that the "significant" part of their keys
802                  * (see the discussion near the top of this file)
803                  * will differ by one bit, which will be "0" in
804                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
805                  * moving the key position by one step, the bit that
806                  * we are moving away from - the bit at position
807                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
808                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
809                  * two  new keys.
810                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
811                  * the position (inode->pos)
812                  */
813
814                 /* Use the old key, but set the new significant
815                  *   bit to zero.
816                  */
817
818                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
819                 put_child(tn, 2*i, NULL);
820
821                 BUG_ON(!left);
822
823                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
824                 put_child(tn, 2*i+1, NULL);
825
826                 BUG_ON(!right);
827
828                 size = tnode_child_length(left);
829                 for (j = 0; j < size; j++) {
830                         put_child(left, j, rtnl_dereference(inode->child[j]));
831                         put_child(right, j, rtnl_dereference(inode->child[j + size]));
832                 }
833                 put_child(tn, 2*i, resize(t, left));
834                 put_child(tn, 2*i+1, resize(t, right));
835
836                 tnode_free_safe(inode);
837         }
838         tnode_free_safe(oldtnode);
839         return tn;
840 nomem:
841         tnode_clean_free(tn);
842         return ERR_PTR(-ENOMEM);
843 }
844
845 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
846 {
847         struct tnode *oldtnode = tn;
848         struct rt_trie_node *left, *right;
849         int i;
850         int olen = tnode_child_length(tn);
851
852         pr_debug("In halve\n");
853
854         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
855
856         if (!tn)
857                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
858
859         /*
860          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
861          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
862          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
863          * of tnode is ignored.
864          */
865
866         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
867                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
868                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
869
870                 /* Two nonempty children */
871                 if (left && right) {
872                         struct tnode *newn;
873
874                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
875
876                         if (!newn)
877                                 goto nomem;
878
879                         put_child(tn, i/2, (struct rt_trie_node *)newn);
880                 }
881
882         }
883
884         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
885                 struct tnode *newBinNode;
886
887                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
888                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
889
890                 /* At least one of the children is empty */
891                 if (left == NULL) {
892                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
893                                 continue;
894                         put_child(tn, i/2, right);
895                         continue;
896                 }
897
898                 if (right == NULL) {
899                         put_child(tn, i/2, left);
900                         continue;
901                 }
902
903                 /* Two nonempty children */
904                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
905                 put_child(tn, i/2, NULL);
906                 put_child(newBinNode, 0, left);
907                 put_child(newBinNode, 1, right);
908                 put_child(tn, i/2, resize(t, newBinNode));
909         }
910         tnode_free_safe(oldtnode);
911         return tn;
912 nomem:
913         tnode_clean_free(tn);
914         return ERR_PTR(-ENOMEM);
915 }
916
917 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
918  via get_fa_head and dump */
919
920 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
921 {
922         struct hlist_head *head = &l->list;
923         struct leaf_info *li;
924
925         hlist_for_each_entry_rcu(li, head, hlist)
926                 if (li->plen == plen)
927                         return li;
928
929         return NULL;
930 }
931
932 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
933 {
934         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
935
936         if (!li)
937                 return NULL;
938
939         return &li->falh;
940 }
941
942 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
943 {
944         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
945
946         if (hlist_empty(head)) {
947                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
948         } else {
949                 hlist_for_each_entry(li, head, hlist) {
950                         if (new->plen > li->plen)
951                                 break;
952
953                         last = li;
954                 }
955                 if (last)
956                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
957                 else
958                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
959         }
960 }
961
962 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
963
964 static struct leaf *
965 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
966 {
967         int pos;
968         struct tnode *tn;
969         struct rt_trie_node *n;
970
971         pos = 0;
972         n = rcu_dereference_rtnl(t->trie);
973
974         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
975                 tn = (struct tnode *) n;
976
977                 check_tnode(tn);
978
979                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
980                         pos = tn->pos + tn->bits;
981                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
982                                                 tkey_extract_bits(key,
983                                                                   tn->pos,
984                                                                   tn->bits));
985                 } else
986                         break;
987         }
988         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
989
990         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
991                 return (struct leaf *)n;
992
993         return NULL;
994 }
995
996 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
997 {
998         int wasfull;
999         t_key cindex, key;
1000         struct tnode *tp;
1001
1002         key = tn->key;
1003
1004         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) != NULL) {
1005                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1006                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
1007                 tn = (struct tnode *)resize(t, tn);
1008
1009                 tnode_put_child_reorg(tp, cindex,
1010                                       (struct rt_trie_node *)tn, wasfull);
1011
1012                 tp = node_parent((struct rt_trie_node *) tn);
1013                 if (!tp)
1014                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1015
1016                 tnode_free_flush();
1017                 if (!tp)
1018                         break;
1019                 tn = tp;
1020         }
1021
1022         /* Handle last (top) tnode */
1023         if (IS_TNODE(tn))
1024                 tn = (struct tnode *)resize(t, tn);
1025
1026         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1027         tnode_free_flush();
1028 }
1029
1030 /* only used from updater-side */
1031
1032 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1033 {
1034         int pos, newpos;
1035         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1036         struct rt_trie_node *n;
1037         struct leaf *l;
1038         int missbit;
1039         struct list_head *fa_head = NULL;
1040         struct leaf_info *li;
1041         t_key cindex;
1042
1043         pos = 0;
1044         n = rtnl_dereference(t->trie);
1045
1046         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1047          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1048          * and we should just put our new leaf in that.
1049          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1050          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1051          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1052          *
1053          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1054          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1055          *
1056          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1057          *
1058          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1059          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1060          * value, and return it.
1061          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1062          */
1063
1064         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1065                 tn = (struct tnode *) n;
1066
1067                 check_tnode(tn);
1068
1069                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1070                         tp = tn;
1071                         pos = tn->pos + tn->bits;
1072                         n = tnode_get_child(tn,
1073                                             tkey_extract_bits(key,
1074                                                               tn->pos,
1075                                                               tn->bits));
1076
1077                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1078                 } else
1079                         break;
1080         }
1081
1082         /*
1083          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1084          *
1085          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1086          */
1087
1088         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1089
1090         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1091
1092         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1093                 l = (struct leaf *) n;
1094                 li = leaf_info_new(plen);
1095
1096                 if (!li)
1097                         return NULL;
1098
1099                 fa_head = &li->falh;
1100                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1101                 goto done;
1102         }
1103         l = leaf_new();
1104
1105         if (!l)
1106                 return NULL;
1107
1108         l->key = key;
1109         li = leaf_info_new(plen);
1110
1111         if (!li) {
1112                 free_leaf(l);
1113                 return NULL;
1114         }
1115
1116         fa_head = &li->falh;
1117         insert_leaf_info(&l->list, li);
1118
1119         if (t->trie && n == NULL) {
1120                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1121
1122                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)l, tp);
1123
1124                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1125                 put_child(tp, cindex, (struct rt_trie_node *)l);
1126         } else {
1127                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1128                 /*
1129                  *  Add a new tnode here
1130                  *  first tnode need some special handling
1131                  */
1132
1133                 if (tp)
1134                         pos = tp->pos+tp->bits;
1135                 else
1136                         pos = 0;
1137
1138                 if (n) {
1139                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1140                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1141                 } else {
1142                         newpos = 0;
1143                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1144                 }
1145
1146                 if (!tn) {
1147                         free_leaf_info(li);
1148                         free_leaf(l);
1149                         return NULL;
1150                 }
1151
1152                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)tn, tp);
1153
1154                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1155                 put_child(tn, missbit, (struct rt_trie_node *)l);
1156                 put_child(tn, 1-missbit, n);
1157
1158                 if (tp) {
1159                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1160                         put_child(tp, cindex, (struct rt_trie_node *)tn);
1161                 } else {
1162                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1163                         tp = tn;
1164                 }
1165         }
1166
1167         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1168                 pr_warn("fib_trie tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1169                         tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1170
1171         /* Rebalance the trie */
1172
1173         trie_rebalance(t, tp);
1174 done:
1175         return fa_head;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Caller must hold RTNL.
1180  */
1181 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1182 {
1183         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1184         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1185         struct list_head *fa_head = NULL;
1186         struct fib_info *fi;
1187         int plen = cfg->fc_dst_len;
1188         u8 tos = cfg->fc_tos;
1189         u32 key, mask;
1190         int err;
1191         struct leaf *l;
1192
1193         if (plen > 32)
1194                 return -EINVAL;
1195
1196         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1197
1198         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1199
1200         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1201
1202         if (key & ~mask)
1203                 return -EINVAL;
1204
1205         key = key & mask;
1206
1207         fi = fib_create_info(cfg);
1208         if (IS_ERR(fi)) {
1209                 err = PTR_ERR(fi);
1210                 goto err;
1211         }
1212
1213         l = fib_find_node(t, key);
1214         fa = NULL;
1215
1216         if (l) {
1217                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1218                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1219         }
1220
1221         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1222          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1223          * exists or to the node before which we will insert new one.
1224          *
1225          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1226          * insert to the head of f.
1227          *
1228          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1229          * and we need to allocate a new one of those as well.
1230          */
1231
1232         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1233             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1234                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1235
1236                 err = -EEXIST;
1237                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1238                         goto out;
1239
1240                 /* We have 2 goals:
1241                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1242                  * duplicate routes
1243                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1244                  */
1245                 fa_match = NULL;
1246                 fa_first = fa;
1247                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1248                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1249                         if (fa->fa_tos != tos)
1250                                 break;
1251                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1252                                 break;
1253                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1254                             fa->fa_info == fi) {
1255                                 fa_match = fa;
1256                                 break;
1257                         }
1258                 }
1259
1260                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1261                         struct fib_info *fi_drop;
1262                         u8 state;
1263
1264                         fa = fa_first;
1265                         if (fa_match) {
1266                                 if (fa == fa_match)
1267                                         err = 0;
1268                                 goto out;
1269                         }
1270                         err = -ENOBUFS;
1271                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1272                         if (new_fa == NULL)
1273                                 goto out;
1274
1275                         fi_drop = fa->fa_info;
1276                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1277                         new_fa->fa_info = fi;
1278                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1279                         state = fa->fa_state;
1280                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1281
1282                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1283                         alias_free_mem_rcu(fa);
1284
1285                         fib_release_info(fi_drop);
1286                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1287                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1288                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1289                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1290
1291                         goto succeeded;
1292                 }
1293                 /* Error if we find a perfect match which
1294                  * uses the same scope, type, and nexthop
1295                  * information.
1296                  */
1297                 if (fa_match)
1298                         goto out;
1299
1300                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1301                         fa = fa_first;
1302         }
1303         err = -ENOENT;
1304         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1305                 goto out;
1306
1307         err = -ENOBUFS;
1308         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1309         if (new_fa == NULL)
1310                 goto out;
1311
1312         new_fa->fa_info = fi;
1313         new_fa->fa_tos = tos;
1314         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1315         new_fa->fa_state = 0;
1316         /*
1317          * Insert new entry to the list.
1318          */
1319
1320         if (!fa_head) {
1321                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1322                 if (unlikely(!fa_head)) {
1323                         err = -ENOMEM;
1324                         goto out_free_new_fa;
1325                 }
1326         }
1327
1328         if (!plen)
1329                 tb->tb_num_default++;
1330
1331         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1332                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1333
1334         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1335         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1336                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1337 succeeded:
1338         return 0;
1339
1340 out_free_new_fa:
1341         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1342 out:
1343         fib_release_info(fi);
1344 err:
1345         return err;
1346 }
1347
1348 /* should be called with rcu_read_lock */
1349 static int check_leaf(struct fib_table *tb, struct trie *t, struct leaf *l,
1350                       t_key key,  const struct flowi4 *flp,
1351                       struct fib_result *res, int fib_flags)
1352 {
1353         struct leaf_info *li;
1354         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1355
1356         hlist_for_each_entry_rcu(li, hhead, hlist) {
1357                 struct fib_alias *fa;
1358
1359                 if (l->key != (key & li->mask_plen))
1360                         continue;
1361
1362                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
1363                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1364                         int nhsel, err;
1365
1366                         if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1367                                 continue;
1368                         if (fi->fib_dead)
1369                                 continue;
1370                         if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1371                                 continue;
1372                         fib_alias_accessed(fa);
1373                         err = fib_props[fa->fa_type].error;
1374                         if (err) {
1375 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1376                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1377 #endif
1378                                 return err;
1379                         }
1380                         if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1381                                 continue;
1382                         for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1383                                 const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1384
1385                                 if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1386                                         continue;
1387                                 if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1388                                         continue;
1389
1390 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1391                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1392 #endif
1393                                 res->prefixlen = li->plen;
1394                                 res->nh_sel = nhsel;
1395                                 res->type = fa->fa_type;
1396                                 res->scope = fa->fa_info->fib_scope;
1397                                 res->fi = fi;
1398                                 res->table = tb;
1399                                 res->fa_head = &li->falh;
1400                                 if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1401                                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1402                                 return 0;
1403                         }
1404                 }
1405
1406 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1407                 t->stats.semantic_match_miss++;
1408 #endif
1409         }
1410
1411         return 1;
1412 }
1413
1414 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1415                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1416 {
1417         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1418         int ret;
1419         struct rt_trie_node *n;
1420         struct tnode *pn;
1421         unsigned int pos, bits;
1422         t_key key = ntohl(flp->daddr);
1423         unsigned int chopped_off;
1424         t_key cindex = 0;
1425         unsigned int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1426         struct tnode *cn;
1427         t_key pref_mismatch;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430
1431         n = rcu_dereference(t->trie);
1432         if (!n)
1433                 goto failed;
1434
1435 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1436         t->stats.gets++;
1437 #endif
1438
1439         /* Just a leaf? */
1440         if (IS_LEAF(n)) {
1441                 ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1442                 goto found;
1443         }
1444
1445         pn = (struct tnode *) n;
1446         chopped_off = 0;
1447
1448         while (pn) {
1449                 pos = pn->pos;
1450                 bits = pn->bits;
1451
1452                 if (!chopped_off)
1453                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1454                                                    pos, bits);
1455
1456                 n = tnode_get_child_rcu(pn, cindex);
1457
1458                 if (n == NULL) {
1459 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1460                         t->stats.null_node_hit++;
1461 #endif
1462                         goto backtrace;
1463                 }
1464
1465                 if (IS_LEAF(n)) {
1466                         ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1467                         if (ret > 0)
1468                                 goto backtrace;
1469                         goto found;
1470                 }
1471
1472                 cn = (struct tnode *)n;
1473
1474                 /*
1475                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1476                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1477                  * This tnode is in the parent's child array at index
1478                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1479                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1480                  * subprefix, padded with zero at the end.
1481                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1482                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1483                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1484                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1485                  * considered unknown.
1486                  *
1487                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1488                  */
1489
1490                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1491                  * actual prefix  matching, which means everything from
1492                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1493                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1494                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1495                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1496                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1497                  * *are* zero.
1498                  */
1499
1500                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1501                    for the new node here */
1502
1503                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1504                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1505                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1506                             || !(cn->child[0]))
1507                                 goto backtrace;
1508                 }
1509
1510                 /*
1511                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1512                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1513                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1514                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1515                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1516                  * because if we do, we would like to have some way of
1517                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1518                  */
1519
1520                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1521                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1522                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1523                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1524                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1525                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1526                  * new tnode's key.
1527                  */
1528
1529                 /*
1530                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1531                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1532                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1533                  * aren't checked since these are by definition
1534                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1535                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1536                  * state, and in that case verify that the skipped
1537                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1538                  * zero, as they have to be if we are to find a
1539                  * matching prefix.
1540                  */
1541
1542                 pref_mismatch = mask_pfx(cn->key ^ key, cn->pos);
1543
1544                 /*
1545                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1546                  * the search key, enter the "prefix matching"
1547                  * state.directly.
1548                  */
1549                 if (pref_mismatch) {
1550                         /* fls(x) = __fls(x) + 1 */
1551                         int mp = KEYLENGTH - __fls(pref_mismatch) - 1;
1552
1553                         if (tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos - mp) != 0)
1554                                 goto backtrace;
1555
1556                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1557                                 current_prefix_length = mp;
1558                 }
1559
1560                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1561                 chopped_off = 0;
1562                 continue;
1563
1564 backtrace:
1565                 chopped_off++;
1566
1567                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1568                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1569                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1570                         chopped_off++;
1571
1572                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1573                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1574                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1575                                 - chopped_off;
1576
1577                 /*
1578                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1579                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1580                  */
1581
1582                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1583                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1584                 } else {
1585                         struct tnode *parent = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *) pn);
1586                         if (!parent)
1587                                 goto failed;
1588
1589                         /* Get Child's index */
1590                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1591                         pn = parent;
1592                         chopped_off = 0;
1593
1594 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1595                         t->stats.backtrack++;
1596 #endif
1597                         goto backtrace;
1598                 }
1599         }
1600 failed:
1601         ret = 1;
1602 found:
1603         rcu_read_unlock();
1604         return ret;
1605 }
1606 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1607
1608 /*
1609  * Remove the leaf and return parent.
1610  */
1611 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1612 {
1613         struct tnode *tp = node_parent((struct rt_trie_node *) l);
1614
1615         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1616
1617         if (tp) {
1618                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1619                 put_child(tp, cindex, NULL);
1620                 trie_rebalance(t, tp);
1621         } else
1622                 RCU_INIT_POINTER(t->trie, NULL);
1623
1624         free_leaf(l);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Caller must hold RTNL.
1629  */
1630 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1631 {
1632         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1633         u32 key, mask;
1634         int plen = cfg->fc_dst_len;
1635         u8 tos = cfg->fc_tos;
1636         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1637         struct list_head *fa_head;
1638         struct leaf *l;
1639         struct leaf_info *li;
1640
1641         if (plen > 32)
1642                 return -EINVAL;
1643
1644         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1645         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1646
1647         if (key & ~mask)
1648                 return -EINVAL;
1649
1650         key = key & mask;
1651         l = fib_find_node(t, key);
1652
1653         if (!l)
1654                 return -ESRCH;
1655
1656         li = find_leaf_info(l, plen);
1657
1658         if (!li)
1659                 return -ESRCH;
1660
1661         fa_head = &li->falh;
1662         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1663
1664         if (!fa)
1665                 return -ESRCH;
1666
1667         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1668
1669         fa_to_delete = NULL;
1670         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1671         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1672                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1673
1674                 if (fa->fa_tos != tos)
1675                         break;
1676
1677                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1678                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1679                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1680                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1681                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1682                     (!cfg->fc_protocol ||
1683                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1684                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1685                         fa_to_delete = fa;
1686                         break;
1687                 }
1688         }
1689
1690         if (!fa_to_delete)
1691                 return -ESRCH;
1692
1693         fa = fa_to_delete;
1694         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1695                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1696
1697         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1698
1699         if (!plen)
1700                 tb->tb_num_default--;
1701
1702         if (list_empty(fa_head)) {
1703                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1704                 free_leaf_info(li);
1705         }
1706
1707         if (hlist_empty(&l->list))
1708                 trie_leaf_remove(t, l);
1709
1710         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1711                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1712
1713         fib_release_info(fa->fa_info);
1714         alias_free_mem_rcu(fa);
1715         return 0;
1716 }
1717
1718 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1719 {
1720         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1721         int found = 0;
1722
1723         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1724                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1725
1726                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1727                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1728                         fib_release_info(fa->fa_info);
1729                         alias_free_mem_rcu(fa);
1730                         found++;
1731                 }
1732         }
1733         return found;
1734 }
1735
1736 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1737 {
1738         int found = 0;
1739         struct hlist_head *lih = &l->list;
1740         struct hlist_node *tmp;
1741         struct leaf_info *li = NULL;
1742
1743         hlist_for_each_entry_safe(li, tmp, lih, hlist) {
1744                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1745
1746                 if (list_empty(&li->falh)) {
1747                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1748                         free_leaf_info(li);
1749                 }
1750         }
1751         return found;
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1756  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1757  */
1758 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct rt_trie_node *c)
1759 {
1760         do {
1761                 t_key idx;
1762
1763                 if (c)
1764                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1765                 else
1766                         idx = 0;
1767
1768                 while (idx < 1u << p->bits) {
1769                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1770                         if (!c)
1771                                 continue;
1772
1773                         if (IS_LEAF(c)) {
1774                                 prefetch(rcu_dereference_rtnl(p->child[idx]));
1775                                 return (struct leaf *) c;
1776                         }
1777
1778                         /* Rescan start scanning in new node */
1779                         p = (struct tnode *) c;
1780                         idx = 0;
1781                 }
1782
1783                 /* Node empty, walk back up to parent */
1784                 c = (struct rt_trie_node *) p;
1785         } while ((p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1786
1787         return NULL; /* Root of trie */
1788 }
1789
1790 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1791 {
1792         struct tnode *n = (struct tnode *)rcu_dereference_rtnl(t->trie);
1793
1794         if (!n)
1795                 return NULL;
1796
1797         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1798                 return (struct leaf *) n;
1799
1800         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1801 }
1802
1803 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1804 {
1805         struct rt_trie_node *c = (struct rt_trie_node *) l;
1806         struct tnode *p = node_parent_rcu(c);
1807
1808         if (!p)
1809                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1810
1811         return leaf_walk_rcu(p, c);
1812 }
1813
1814 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1815 {
1816         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1817
1818         while (l && index-- > 0)
1819                 l = trie_nextleaf(l);
1820
1821         return l;
1822 }
1823
1824
1825 /*
1826  * Caller must hold RTNL.
1827  */
1828 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1829 {
1830         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1831         struct leaf *l, *ll = NULL;
1832         int found = 0;
1833
1834         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1835                 found += trie_flush_leaf(l);
1836
1837                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1838                         trie_leaf_remove(t, ll);
1839                 ll = l;
1840         }
1841
1842         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1843                 trie_leaf_remove(t, ll);
1844
1845         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1846         return found;
1847 }
1848
1849 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1850 {
1851         kfree(tb);
1852 }
1853
1854 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1855                            struct fib_table *tb,
1856                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1857 {
1858         int i, s_i;
1859         struct fib_alias *fa;
1860         __be32 xkey = htonl(key);
1861
1862         s_i = cb->args[5];
1863         i = 0;
1864
1865         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1866
1867         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1868                 if (i < s_i) {
1869                         i++;
1870                         continue;
1871                 }
1872
1873                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1874                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1875                                   RTM_NEWROUTE,
1876                                   tb->tb_id,
1877                                   fa->fa_type,
1878                                   xkey,
1879                                   plen,
1880                                   fa->fa_tos,
1881                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1882                         cb->args[5] = i;
1883                         return -1;
1884                 }
1885                 i++;
1886         }
1887         cb->args[5] = i;
1888         return skb->len;
1889 }
1890
1891 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1892                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1893 {
1894         struct leaf_info *li;
1895         int i, s_i;
1896
1897         s_i = cb->args[4];
1898         i = 0;
1899
1900         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1901         hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist) {
1902                 if (i < s_i) {
1903                         i++;
1904                         continue;
1905                 }
1906
1907                 if (i > s_i)
1908                         cb->args[5] = 0;
1909
1910                 if (list_empty(&li->falh))
1911                         continue;
1912
1913                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1914                         cb->args[4] = i;
1915                         return -1;
1916                 }
1917                 i++;
1918         }
1919
1920         cb->args[4] = i;
1921         return skb->len;
1922 }
1923
1924 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1925                    struct netlink_callback *cb)
1926 {
1927         struct leaf *l;
1928         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1929         t_key key = cb->args[2];
1930         int count = cb->args[3];
1931
1932         rcu_read_lock();
1933         /* Dump starting at last key.
1934          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1935          */
1936         if (count == 0)
1937                 l = trie_firstleaf(t);
1938         else {
1939                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1940                  * fallback to using slow rescan
1941                  */
1942                 l = fib_find_node(t, key);
1943                 if (!l)
1944                         l = trie_leafindex(t, count);
1945         }
1946
1947         while (l) {
1948                 cb->args[2] = l->key;
1949                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1950                         cb->args[3] = count;
1951                         rcu_read_unlock();
1952                         return -1;
1953                 }
1954
1955                 ++count;
1956                 l = trie_nextleaf(l);
1957                 memset(&cb->args[4], 0,
1958                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1959         }
1960         cb->args[3] = count;
1961         rcu_read_unlock();
1962
1963         return skb->len;
1964 }
1965
1966 void __init fib_trie_init(void)
1967 {
1968         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1969                                           sizeof(struct fib_alias),
1970                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1971
1972         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1973                                            max(sizeof(struct leaf),
1974                                                sizeof(struct leaf_info)),
1975                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1976 }
1977
1978
1979 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id)
1980 {
1981         struct fib_table *tb;
1982         struct trie *t;
1983
1984         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1985                      GFP_KERNEL);
1986         if (tb == NULL)
1987                 return NULL;
1988
1989         tb->tb_id = id;
1990         tb->tb_default = -1;
1991         tb->tb_num_default = 0;
1992
1993         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1994         memset(t, 0, sizeof(*t));
1995
1996         return tb;
1997 }
1998
1999 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2000 /* Depth first Trie walk iterator */
2001 struct fib_trie_iter {
2002         struct seq_net_private p;
2003         struct fib_table *tb;
2004         struct tnode *tnode;
2005         unsigned int index;
2006         unsigned int depth;
2007 };
2008
2009 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2010 {
2011         struct tnode *tn = iter->tnode;
2012         unsigned int cindex = iter->index;
2013         struct tnode *p;
2014
2015         /* A single entry routing table */
2016         if (!tn)
2017                 return NULL;
2018
2019         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2020                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2021 rescan:
2022         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2023                 struct rt_trie_node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2024
2025                 if (n) {
2026                         if (IS_LEAF(n)) {
2027                                 iter->tnode = tn;
2028                                 iter->index = cindex + 1;
2029                         } else {
2030                                 /* push down one level */
2031                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2032                                 iter->index = 0;
2033                                 ++iter->depth;
2034                         }
2035                         return n;
2036                 }
2037
2038                 ++cindex;
2039         }
2040
2041         /* Current node exhausted, pop back up */
2042         p = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *)tn);
2043         if (p) {
2044                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2045                 tn = p;
2046                 --iter->depth;
2047                 goto rescan;
2048         }
2049
2050         /* got root? */
2051         return NULL;
2052 }
2053
2054 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2055                                        struct trie *t)
2056 {
2057         struct rt_trie_node *n;
2058
2059         if (!t)
2060                 return NULL;
2061
2062         n = rcu_dereference(t->trie);
2063         if (!n)
2064                 return NULL;
2065
2066         if (IS_TNODE(n)) {
2067                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2068                 iter->index = 0;
2069                 iter->depth = 1;
2070         } else {
2071                 iter->tnode = NULL;
2072                 iter->index = 0;
2073                 iter->depth = 0;
2074         }
2075
2076         return n;
2077 }
2078
2079 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2080 {
2081         struct rt_trie_node *n;
2082         struct fib_trie_iter iter;
2083
2084         memset(s, 0, sizeof(*s));
2085
2086         rcu_read_lock();
2087         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2088                 if (IS_LEAF(n)) {
2089                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2090                         struct leaf_info *li;
2091
2092                         s->leaves++;
2093                         s->totdepth += iter.depth;
2094                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2095                                 s->maxdepth = iter.depth;
2096
2097                         hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist)
2098                                 ++s->prefixes;
2099                 } else {
2100                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2101                         int i;
2102
2103                         s->tnodes++;
2104                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2105                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2106
2107                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2108                                 if (!tn->child[i])
2109                                         s->nullpointers++;
2110                 }
2111         }
2112         rcu_read_unlock();
2113 }
2114
2115 /*
2116  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2117  */
2118 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2119 {
2120         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2121
2122         if (stat->leaves)
2123                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2124         else
2125                 avdepth = 0;
2126
2127         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2128                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2129         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2130
2131         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2132         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2133
2134         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2135         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2136
2137         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2138         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2139
2140         max = MAX_STAT_DEPTH;
2141         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2142                 max--;
2143
2144         pointers = 0;
2145         for (i = 1; i <= max; i++)
2146                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2147                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2148                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2149                 }
2150         seq_putc(seq, '\n');
2151         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2152
2153         bytes += sizeof(struct rt_trie_node *) * pointers;
2154         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2155         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2156 }
2157
2158 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2159 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2160                             const struct trie_use_stats *stats)
2161 {
2162         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2163         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2164         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2165         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2166                    stats->semantic_match_passed);
2167         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2168                    stats->semantic_match_miss);
2169         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2170         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2171                    stats->resize_node_skipped);
2172 }
2173 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2174
2175 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2176 {
2177         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2178                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2179         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2180                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2181         else
2182                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2183 }
2184
2185
2186 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2187 {
2188         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2189         unsigned int h;
2190
2191         seq_printf(seq,
2192                    "Basic info: size of leaf:"
2193                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2194                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2195
2196         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2197                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2198                 struct fib_table *tb;
2199
2200                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2201                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2202                         struct trie_stat stat;
2203
2204                         if (!t)
2205                                 continue;
2206
2207                         fib_table_print(seq, tb);
2208
2209                         trie_collect_stats(t, &stat);
2210                         trie_show_stats(seq, &stat);
2211 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2212                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2213 #endif
2214                 }
2215         }
2216
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2221 {
2222         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2223 }
2224
2225 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2226         .owner  = THIS_MODULE,
2227         .open   = fib_triestat_seq_open,
2228         .read   = seq_read,
2229         .llseek = seq_lseek,
2230         .release = single_release_net,
2231 };
2232
2233 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2234 {
2235         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2236         struct net *net = seq_file_net(seq);
2237         loff_t idx = 0;
2238         unsigned int h;
2239
2240         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2241                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2242                 struct fib_table *tb;
2243
2244                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2245                         struct rt_trie_node *n;
2246
2247                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2248                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2249                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2250                                 if (pos == idx++) {
2251                                         iter->tb = tb;
2252                                         return n;
2253                                 }
2254                 }
2255         }
2256
2257         return NULL;
2258 }
2259
2260 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2261         __acquires(RCU)
2262 {
2263         rcu_read_lock();
2264         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2265 }
2266
2267 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2268 {
2269         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2270         struct net *net = seq_file_net(seq);
2271         struct fib_table *tb = iter->tb;
2272         struct hlist_node *tb_node;
2273         unsigned int h;
2274         struct rt_trie_node *n;
2275
2276         ++*pos;
2277         /* next node in same table */
2278         n = fib_trie_get_next(iter);
2279         if (n)
2280                 return n;
2281
2282         /* walk rest of this hash chain */
2283         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2284         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2285                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2286                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2287                 if (n)
2288                         goto found;
2289         }
2290
2291         /* new hash chain */
2292         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2293                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2294                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2295                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2296                         if (n)
2297                                 goto found;
2298                 }
2299         }
2300         return NULL;
2301
2302 found:
2303         iter->tb = tb;
2304         return n;
2305 }
2306
2307 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2308         __releases(RCU)
2309 {
2310         rcu_read_unlock();
2311 }
2312
2313 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2314 {
2315         while (n-- > 0)
2316                 seq_puts(seq, "   ");
2317 }
2318
2319 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2320 {
2321         switch (s) {
2322         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2323         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2324         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2325         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2326         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2327         default:
2328                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2329                 return buf;
2330         }
2331 }
2332
2333 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2334         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2335         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2336         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2337         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2338         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2339         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2340         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2341         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2342         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2343         [RTN_THROW] = "THROW",
2344         [RTN_NAT] = "NAT",
2345         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2346 };
2347
2348 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2349 {
2350         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2351                 return rtn_type_names[t];
2352         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2353         return buf;
2354 }
2355
2356 /* Pretty print the trie */
2357 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2358 {
2359         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2360         struct rt_trie_node *n = v;
2361
2362         if (!node_parent_rcu(n))
2363                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2364
2365         if (IS_TNODE(n)) {
2366                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2367                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2368
2369                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2370                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2371                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2372                            tn->empty_children);
2373
2374         } else {
2375                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2376                 struct leaf_info *li;
2377                 __be32 val = htonl(l->key);
2378
2379                 seq_indent(seq, iter->depth);
2380                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2381
2382                 hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist) {
2383                         struct fib_alias *fa;
2384
2385                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2386                                 char buf1[32], buf2[32];
2387
2388                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2389                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2390                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2391                                                      fa->fa_info->fib_scope),
2392                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2393                                                     fa->fa_type));
2394                                 if (fa->fa_tos)
2395                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2396                                 seq_putc(seq, '\n');
2397                         }
2398                 }
2399         }
2400
2401         return 0;
2402 }
2403
2404 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2405         .start  = fib_trie_seq_start,
2406         .next   = fib_trie_seq_next,
2407         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2408         .show   = fib_trie_seq_show,
2409 };
2410
2411 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2412 {
2413         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2414                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2415 }
2416
2417 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2418         .owner  = THIS_MODULE,
2419         .open   = fib_trie_seq_open,
2420         .read   = seq_read,
2421         .llseek = seq_lseek,
2422         .release = seq_release_net,
2423 };
2424
2425 struct fib_route_iter {
2426         struct seq_net_private p;
2427         struct trie *main_trie;
2428         loff_t  pos;
2429         t_key   key;
2430 };
2431
2432 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2433 {
2434         struct leaf *l = NULL;
2435         struct trie *t = iter->main_trie;
2436
2437         /* use cache location of last found key */
2438         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2439                 pos -= iter->pos;
2440         else {
2441                 iter->pos = 0;
2442                 l = trie_firstleaf(t);
2443         }
2444
2445         while (l && pos-- > 0) {
2446                 iter->pos++;
2447                 l = trie_nextleaf(l);
2448         }
2449
2450         if (l)
2451                 iter->key = pos;        /* remember it */
2452         else
2453                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2454
2455         return l;
2456 }
2457
2458 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2459         __acquires(RCU)
2460 {
2461         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2462         struct fib_table *tb;
2463
2464         rcu_read_lock();
2465         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2466         if (!tb)
2467                 return NULL;
2468
2469         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2470         if (*pos == 0)
2471                 return SEQ_START_TOKEN;
2472         else
2473                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2474 }
2475
2476 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2477 {
2478         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2479         struct leaf *l = v;
2480
2481         ++*pos;
2482         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2483                 iter->pos = 0;
2484                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2485         } else {
2486                 iter->pos++;
2487                 l = trie_nextleaf(l);
2488         }
2489
2490         if (l)
2491                 iter->key = l->key;
2492         else
2493                 iter->pos = 0;
2494         return l;
2495 }
2496
2497 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2498         __releases(RCU)
2499 {
2500         rcu_read_unlock();
2501 }
2502
2503 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2504 {
2505         unsigned int flags = 0;
2506
2507         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2508                 flags = RTF_REJECT;
2509         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2510                 flags |= RTF_GATEWAY;
2511         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2512                 flags |= RTF_HOST;
2513         flags |= RTF_UP;
2514         return flags;
2515 }
2516
2517 /*
2518  *      This outputs /proc/net/route.
2519  *      The format of the file is not supposed to be changed
2520  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2521  *      legacy utilities
2522  */
2523 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2524 {
2525         struct leaf *l = v;
2526         struct leaf_info *li;
2527
2528         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2529                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2530                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2531                            "\tWindow\tIRTT");
2532                 return 0;
2533         }
2534
2535         hlist_for_each_entry_rcu(li, &l->list, hlist) {
2536                 struct fib_alias *fa;
2537                 __be32 mask, prefix;
2538
2539                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2540                 prefix = htonl(l->key);
2541
2542                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2543                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2544                         unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2545                         int len;
2546
2547                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2548                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2549                                 continue;
2550
2551                         if (fi)
2552                                 seq_printf(seq,
2553                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2554                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2555                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2556                                          prefix,
2557                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2558                                          fi->fib_priority,
2559                                          mask,
2560                                          (fi->fib_advmss ?
2561                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2562                                          fi->fib_window,
2563                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2564                         else
2565                                 seq_printf(seq,
2566                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2567                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2568                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2569                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2570
2571                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2572                 }
2573         }
2574
2575         return 0;
2576 }
2577
2578 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2579         .start  = fib_route_seq_start,
2580         .next   = fib_route_seq_next,
2581         .stop   = fib_route_seq_stop,
2582         .show   = fib_route_seq_show,
2583 };
2584
2585 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2586 {
2587         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2588                             sizeof(struct fib_route_iter));
2589 }
2590
2591 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2592         .owner  = THIS_MODULE,
2593         .open   = fib_route_seq_open,
2594         .read   = seq_read,
2595         .llseek = seq_lseek,
2596         .release = seq_release_net,
2597 };
2598
2599 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2600 {
2601         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2602                 goto out1;
2603
2604         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2605                          &fib_triestat_fops))
2606                 goto out2;
2607
2608         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2609                 goto out3;
2610
2611         return 0;
2612
2613 out3:
2614         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2615 out2:
2616         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2617 out1:
2618         return -ENOMEM;
2619 }
2620
2621 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2622 {
2623         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2624         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2625         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2626 }
2627
2628 #endif /* CONFIG_PROC_FS */