]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - net/ipv4/fib_trie.c
HID: hid-lg: Add USBID for Logitech G29 Wheel
[karo-tx-linux.git] / net / ipv4 / fib_trie.c
1 /*
2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
9  *
10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
11  *     Agricultural Sciences.
12  *
13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
14  *
15  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
16  *
17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
19  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
20  *
21  *
22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
24  *
25  *
26  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
27  *
28  *
29  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
30  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
31  *              interface as the means of communication with the user level.
32  *
33  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
34  *
35  *
36  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
37  *
38  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
39  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
40  *              as published by the Free Software Foundation; either version
41  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
42  *
43  * Substantial contributions to this work comes from:
44  *
45  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
46  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
47  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
48  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
49  */
50
51 #define VERSION "0.409"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/export.h>
75 #include <linux/vmalloc.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 <net/switchdev.h>
84 #include "fib_lookup.h"
85
86 #define MAX_STAT_DEPTH 32
87
88 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
89 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
90
91 typedef unsigned int t_key;
92
93 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
94 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
95 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
96
97 struct key_vector {
98         t_key key;
99         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
100         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
101         unsigned char slen;
102         union {
103                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
104                 struct hlist_head leaf;
105                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
106                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
107         };
108 };
109
110 struct tnode {
111         struct rcu_head rcu;
112         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
113         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
114         struct key_vector __rcu *parent;
115         struct key_vector kv[1];
116 #define tn_bits kv[0].bits
117 };
118
119 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
120 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
121
122 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
123 struct trie_use_stats {
124         unsigned int gets;
125         unsigned int backtrack;
126         unsigned int semantic_match_passed;
127         unsigned int semantic_match_miss;
128         unsigned int null_node_hit;
129         unsigned int resize_node_skipped;
130 };
131 #endif
132
133 struct trie_stat {
134         unsigned int totdepth;
135         unsigned int maxdepth;
136         unsigned int tnodes;
137         unsigned int leaves;
138         unsigned int nullpointers;
139         unsigned int prefixes;
140         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
141 };
142
143 struct trie {
144         struct key_vector kv[1];
145 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
146         struct trie_use_stats __percpu *stats;
147 #endif
148 };
149
150 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
151 static size_t tnode_free_size;
152
153 /*
154  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
155  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
156  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
157  */
158 static const int sync_pages = 128;
159
160 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
161 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
162
163 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
164 {
165         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
166 }
167
168 /* caller must hold RTNL */
169 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
170 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
171
172 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
173 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
174 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
175
176 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
177 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
178 {
179         if (n)
180                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
181 }
182
183 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
184
185 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
186  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
187  */
188 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
189 {
190         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
191 }
192
193 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
194
195 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
196 {
197         unsigned long index = key ^ kv->key;
198
199         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
200                 return 0;
201
202         return index >> kv->pos;
203 }
204
205 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
206  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
207  * all of the bits in that key are significant.
208  *
209  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
210  *
211  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
212  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
213  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
214  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
215  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
216  * correct key path.
217  *
218  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
219  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
220  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
221  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
222  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
223  *
224  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
225  * have many different meanings.
226  *
227  * Example:
228  * _________________________________________________________________
229  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
230  * -----------------------------------------------------------------
231  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
232  *
233  * _________________________________________________________________
234  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
235  * -----------------------------------------------------------------
236  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
237  *
238  * tp->pos = 22
239  * tp->bits = 3
240  * n->pos = 13
241  * n->bits = 4
242  *
243  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
244  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
245  * point we do not use them for anything.
246  *
247  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
248  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
249  * 'n' among tp's children.
250  *
251  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tn->pos - 1) - "S" - are skipped bits
252  * for the node n.
253  *
254  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
255  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
256  *
257  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
258  * n's child array, and will of course be different for each child.
259  *
260  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos + n->bits), are completely unknown
261  * at this point.
262  */
263
264 static const int halve_threshold = 25;
265 static const int inflate_threshold = 50;
266 static const int halve_threshold_root = 15;
267 static const int inflate_threshold_root = 30;
268
269 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
270 {
271         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
272         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
273 }
274
275 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
276 {
277         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
278 }
279
280 #define TNODE_KMALLOC_MAX \
281         ilog2((PAGE_SIZE - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
282 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
283         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
284
285 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
286 {
287         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
288
289         if (!n->tn_bits)
290                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
291         else if (n->tn_bits <= TNODE_KMALLOC_MAX)
292                 kfree(n);
293         else
294                 vfree(n);
295 }
296
297 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
298
299 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
300 {
301         size_t size;
302
303         /* verify bits is within bounds */
304         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
305                 return NULL;
306
307         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
308         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
309
310         if (size <= PAGE_SIZE)
311                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
312         else
313                 return vzalloc(size);
314 }
315
316 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
317 {
318         ++tn_info(n)->empty_children ? : ++tn_info(n)->full_children;
319 }
320
321 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
322 {
323         tn_info(n)->empty_children-- ? : tn_info(n)->full_children--;
324 }
325
326 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
327 {
328         struct key_vector *l;
329         struct tnode *kv;
330
331         kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
332         if (!kv)
333                 return NULL;
334
335         /* initialize key vector */
336         l = kv->kv;
337         l->key = key;
338         l->pos = 0;
339         l->bits = 0;
340         l->slen = fa->fa_slen;
341
342         /* link leaf to fib alias */
343         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
344         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
345
346         return l;
347 }
348
349 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
350 {
351         unsigned int shift = pos + bits;
352         struct key_vector *tn;
353         struct tnode *tnode;
354
355         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
356         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
357
358         tnode = tnode_alloc(bits);
359         if (!tnode)
360                 return NULL;
361
362         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
363                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
364
365         if (bits == KEYLENGTH)
366                 tnode->full_children = 1;
367         else
368                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
369
370         tn = tnode->kv;
371         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
372         tn->pos = pos;
373         tn->bits = bits;
374         tn->slen = pos;
375
376         return tn;
377 }
378
379 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
380  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
381  */
382 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
383 {
384         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
385 }
386
387 /* Add a child at position i overwriting the old value.
388  * Update the value of full_children and empty_children.
389  */
390 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
391                       struct key_vector *n)
392 {
393         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
394         int isfull, wasfull;
395
396         BUG_ON(i >= child_length(tn));
397
398         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
399         if (!n && chi)
400                 empty_child_inc(tn);
401         if (n && !chi)
402                 empty_child_dec(tn);
403
404         /* update fullChildren */
405         wasfull = tnode_full(tn, chi);
406         isfull = tnode_full(tn, n);
407
408         if (wasfull && !isfull)
409                 tn_info(tn)->full_children--;
410         else if (!wasfull && isfull)
411                 tn_info(tn)->full_children++;
412
413         if (n && (tn->slen < n->slen))
414                 tn->slen = n->slen;
415
416         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
417 }
418
419 static void update_children(struct key_vector *tn)
420 {
421         unsigned long i;
422
423         /* update all of the child parent pointers */
424         for (i = child_length(tn); i;) {
425                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
426
427                 if (!inode)
428                         continue;
429
430                 /* Either update the children of a tnode that
431                  * already belongs to us or update the child
432                  * to point to ourselves.
433                  */
434                 if (node_parent(inode) == tn)
435                         update_children(inode);
436                 else
437                         node_set_parent(inode, tn);
438         }
439 }
440
441 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
442                                   struct key_vector *n)
443 {
444         if (IS_TRIE(tp))
445                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
446         else
447                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
448 }
449
450 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
451 {
452         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
453 }
454
455 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
456                                      struct key_vector *n)
457 {
458         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
459         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
460 }
461
462 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
463 {
464         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
465
466         while (head) {
467                 head = head->next;
468                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
469                 node_free(tn);
470
471                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
472         }
473
474         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
475                 tnode_free_size = 0;
476                 synchronize_rcu();
477         }
478 }
479
480 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
481                                   struct key_vector *oldtnode,
482                                   struct key_vector *tn)
483 {
484         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
485         unsigned long i;
486
487         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
488         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
489         put_child_root(tp, tn->key, tn);
490
491         /* update all of the child parent pointers */
492         update_children(tn);
493
494         /* all pointers should be clean so we are done */
495         tnode_free(oldtnode);
496
497         /* resize children now that oldtnode is freed */
498         for (i = child_length(tn); i;) {
499                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
500
501                 /* resize child node */
502                 if (tnode_full(tn, inode))
503                         tn = resize(t, inode);
504         }
505
506         return tp;
507 }
508
509 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
510                                   struct key_vector *oldtnode)
511 {
512         struct key_vector *tn;
513         unsigned long i;
514         t_key m;
515
516         pr_debug("In inflate\n");
517
518         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
519         if (!tn)
520                 goto notnode;
521
522         /* prepare oldtnode to be freed */
523         tnode_free_init(oldtnode);
524
525         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
526          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
527          * point to existing tnodes and the links between our allocated
528          * nodes.
529          */
530         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
531                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
532                 struct key_vector *node0, *node1;
533                 unsigned long j, k;
534
535                 /* An empty child */
536                 if (!inode)
537                         continue;
538
539                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
540                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
541                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
542                         continue;
543                 }
544
545                 /* drop the node in the old tnode free list */
546                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
547
548                 /* An internal node with two children */
549                 if (inode->bits == 1) {
550                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
551                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
552                         continue;
553                 }
554
555                 /* We will replace this node 'inode' with two new
556                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
557                  * original children. The two new nodes will have
558                  * a position one bit further down the key and this
559                  * means that the "significant" part of their keys
560                  * (see the discussion near the top of this file)
561                  * will differ by one bit, which will be "0" in
562                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
563                  * moving the key position by one step, the bit that
564                  * we are moving away from - the bit at position
565                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
566                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
567                  * two new keys.
568                  */
569                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
570                 if (!node1)
571                         goto nomem;
572                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
573
574                 tnode_free_append(tn, node1);
575                 if (!node0)
576                         goto nomem;
577                 tnode_free_append(tn, node0);
578
579                 /* populate child pointers in new nodes */
580                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
581                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
582                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
583                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
584                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
585                 }
586
587                 /* link new nodes to parent */
588                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
589                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
590
591                 /* link parent to nodes */
592                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
593                 put_child(tn, 2 * i, node0);
594         }
595
596         /* setup the parent pointers into and out of this node */
597         return replace(t, oldtnode, tn);
598 nomem:
599         /* all pointers should be clean so we are done */
600         tnode_free(tn);
601 notnode:
602         return NULL;
603 }
604
605 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
606                                 struct key_vector *oldtnode)
607 {
608         struct key_vector *tn;
609         unsigned long i;
610
611         pr_debug("In halve\n");
612
613         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
614         if (!tn)
615                 goto notnode;
616
617         /* prepare oldtnode to be freed */
618         tnode_free_init(oldtnode);
619
620         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
621          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
622          * point to existing tnodes and the links between our allocated
623          * nodes.
624          */
625         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
626                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
627                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
628                 struct key_vector *inode;
629
630                 /* At least one of the children is empty */
631                 if (!node1 || !node0) {
632                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
633                         continue;
634                 }
635
636                 /* Two nonempty children */
637                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
638                 if (!inode)
639                         goto nomem;
640                 tnode_free_append(tn, inode);
641
642                 /* initialize pointers out of node */
643                 put_child(inode, 1, node1);
644                 put_child(inode, 0, node0);
645                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
646
647                 /* link parent to node */
648                 put_child(tn, i / 2, inode);
649         }
650
651         /* setup the parent pointers into and out of this node */
652         return replace(t, oldtnode, tn);
653 nomem:
654         /* all pointers should be clean so we are done */
655         tnode_free(tn);
656 notnode:
657         return NULL;
658 }
659
660 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
661                                    struct key_vector *oldtnode)
662 {
663         struct key_vector *n, *tp;
664         unsigned long i;
665
666         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
667         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
668                 n = get_child(oldtnode, --i);
669
670         /* compress one level */
671         tp = node_parent(oldtnode);
672         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
673         node_set_parent(n, tp);
674
675         /* drop dead node */
676         node_free(oldtnode);
677
678         return tp;
679 }
680
681 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
682 {
683         unsigned char slen = tn->pos;
684         unsigned long stride, i;
685
686         /* search though the list of children looking for nodes that might
687          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
688          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
689          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
690          */
691         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
692                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
693
694                 if (!n || (n->slen <= slen))
695                         continue;
696
697                 /* update stride and slen based on new value */
698                 stride <<= (n->slen - slen);
699                 slen = n->slen;
700                 i &= ~(stride - 1);
701
702                 /* if slen covers all but the last bit we can stop here
703                  * there will be nothing longer than that since only node
704                  * 0 and 1 << (bits - 1) could have that as their suffix
705                  * length.
706                  */
707                 if ((slen + 1) >= (tn->pos + tn->bits))
708                         break;
709         }
710
711         tn->slen = slen;
712
713         return slen;
714 }
715
716 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
717  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
718  * Telecommunications, page 6:
719  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
720  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
721  *
722  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
723  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
724  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
725  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
726  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
727  * multiply the left-hand side by 50.
728  *
729  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
730  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
731  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
732  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
733  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
734  * we just count them one extra time here.
735  *
736  * A clearer way to write this would be:
737  *
738  * to_be_doubled = tn->full_children;
739  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
740  *     tn->full_children;
741  *
742  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
743  *
744  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
745  *      new_child_length;
746  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
747  *
748  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
749  *
750  * anyway,
751  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
752  *      inflate_threshold
753  *
754  * avoid a division:
755  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
756  *      inflate_threshold * new_child_length
757  *
758  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
759  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
760  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
761  *
762  * expand new_child_length:
763  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
764  *    tn->full_children) >=
765  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
766  *
767  * shorten again:
768  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
769  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
770  *    child_length(tn)
771  *
772  */
773 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
774 {
775         unsigned long used = child_length(tn);
776         unsigned long threshold = used;
777
778         /* Keep root node larger */
779         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
780         used -= tn_info(tn)->empty_children;
781         used += tn_info(tn)->full_children;
782
783         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
784
785         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
786 }
787
788 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
789 {
790         unsigned long used = child_length(tn);
791         unsigned long threshold = used;
792
793         /* Keep root node larger */
794         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
795         used -= tn_info(tn)->empty_children;
796
797         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
798
799         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
800 }
801
802 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
803 {
804         unsigned long used = child_length(tn);
805
806         used -= tn_info(tn)->empty_children;
807
808         /* account for bits == KEYLENGTH case */
809         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
810                 used -= KEY_MAX;
811
812         /* One child or none, time to drop us from the trie */
813         return used < 2;
814 }
815
816 #define MAX_WORK 10
817 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
818 {
819 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
820         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
821 #endif
822         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
823         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
824         int max_work = MAX_WORK;
825
826         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
827                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
828
829         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
830          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
831          * thing without us interfering
832          */
833         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
834
835         /* Double as long as the resulting node has a number of
836          * nonempty nodes that are above the threshold.
837          */
838         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
839                 tp = inflate(t, tn);
840                 if (!tp) {
841 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
842                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
843 #endif
844                         break;
845                 }
846
847                 max_work--;
848                 tn = get_child(tp, cindex);
849         }
850
851         /* update parent in case inflate failed */
852         tp = node_parent(tn);
853
854         /* Return if at least one inflate is run */
855         if (max_work != MAX_WORK)
856                 return tp;
857
858         /* Halve as long as the number of empty children in this
859          * node is above threshold.
860          */
861         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
862                 tp = halve(t, tn);
863                 if (!tp) {
864 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
865                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
866 #endif
867                         break;
868                 }
869
870                 max_work--;
871                 tn = get_child(tp, cindex);
872         }
873
874         /* Only one child remains */
875         if (should_collapse(tn))
876                 return collapse(t, tn);
877
878         /* update parent in case halve failed */
879         tp = node_parent(tn);
880
881         /* Return if at least one deflate was run */
882         if (max_work != MAX_WORK)
883                 return tp;
884
885         /* push the suffix length to the parent node */
886         if (tn->slen > tn->pos) {
887                 unsigned char slen = update_suffix(tn);
888
889                 if (slen > tp->slen)
890                         tp->slen = slen;
891         }
892
893         return tp;
894 }
895
896 static void leaf_pull_suffix(struct key_vector *tp, struct key_vector *l)
897 {
898         while ((tp->slen > tp->pos) && (tp->slen > l->slen)) {
899                 if (update_suffix(tp) > l->slen)
900                         break;
901                 tp = node_parent(tp);
902         }
903 }
904
905 static void leaf_push_suffix(struct key_vector *tn, struct key_vector *l)
906 {
907         /* if this is a new leaf then tn will be NULL and we can sort
908          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
909          */
910         while (tn->slen < l->slen) {
911                 tn->slen = l->slen;
912                 tn = node_parent(tn);
913         }
914 }
915
916 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
917 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
918                                         struct key_vector **tp, u32 key)
919 {
920         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
921         unsigned long index = 0;
922
923         do {
924                 pn = n;
925                 n = get_child_rcu(n, index);
926
927                 if (!n)
928                         break;
929
930                 index = get_cindex(key, n);
931
932                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
933                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
934                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
935                  * is the difference between the key and this value.  From
936                  * this we can actually derive several pieces of data.
937                  *   if (index >= (1ul << bits))
938                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
939                  *   else
940                  *     we know the value is cindex
941                  *
942                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
943                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
944                  * long is greater than 32 bits.
945                  */
946                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
947                         n = NULL;
948                         break;
949                 }
950
951                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
952         } while (IS_TNODE(n));
953
954         *tp = pn;
955
956         return n;
957 }
958
959 /* Return the first fib alias matching TOS with
960  * priority less than or equal to PRIO.
961  */
962 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
963                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id)
964 {
965         struct fib_alias *fa;
966
967         if (!fah)
968                 return NULL;
969
970         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
971                 if (fa->fa_slen < slen)
972                         continue;
973                 if (fa->fa_slen != slen)
974                         break;
975                 if (fa->tb_id > tb_id)
976                         continue;
977                 if (fa->tb_id != tb_id)
978                         break;
979                 if (fa->fa_tos > tos)
980                         continue;
981                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
982                         return fa;
983         }
984
985         return NULL;
986 }
987
988 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
989 {
990         while (!IS_TRIE(tn))
991                 tn = resize(t, tn);
992 }
993
994 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
995                            struct fib_alias *new, t_key key)
996 {
997         struct key_vector *n, *l;
998
999         l = leaf_new(key, new);
1000         if (!l)
1001                 goto noleaf;
1002
1003         /* retrieve child from parent node */
1004         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1005
1006         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1007          *
1008          *  Add a new tnode here
1009          *  first tnode need some special handling
1010          *  leaves us in position for handling as case 3
1011          */
1012         if (n) {
1013                 struct key_vector *tn;
1014
1015                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1016                 if (!tn)
1017                         goto notnode;
1018
1019                 /* initialize routes out of node */
1020                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1021                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1022
1023                 /* start adding routes into the node */
1024                 put_child_root(tp, key, tn);
1025                 node_set_parent(n, tn);
1026
1027                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1028                 tp = tn;
1029         }
1030
1031         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1032         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1033         put_child_root(tp, key, l);
1034         trie_rebalance(t, tp);
1035
1036         return 0;
1037 notnode:
1038         node_free(l);
1039 noleaf:
1040         return -ENOMEM;
1041 }
1042
1043 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1044                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1045                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1046 {
1047         if (!l)
1048                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1049
1050         if (fa) {
1051                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1052         } else {
1053                 struct fib_alias *last;
1054
1055                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1056                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1057                                 break;
1058                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1059                             (new->tb_id > last->tb_id))
1060                                 break;
1061                         fa = last;
1062                 }
1063
1064                 if (fa)
1065                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1066                 else
1067                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1068         }
1069
1070         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1071         if (l->slen < new->fa_slen) {
1072                 l->slen = new->fa_slen;
1073                 leaf_push_suffix(tp, l);
1074         }
1075
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 /* Caller must hold RTNL. */
1080 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1081 {
1082         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1083         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1084         struct key_vector *l, *tp;
1085         unsigned int nlflags = 0;
1086         struct fib_info *fi;
1087         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1088         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1089         u8 tos = cfg->fc_tos;
1090         u32 key;
1091         int err;
1092
1093         if (plen > KEYLENGTH)
1094                 return -EINVAL;
1095
1096         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1097
1098         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1099
1100         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1101                 return -EINVAL;
1102
1103         fi = fib_create_info(cfg);
1104         if (IS_ERR(fi)) {
1105                 err = PTR_ERR(fi);
1106                 goto err;
1107         }
1108
1109         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1110         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1111                                 tb->tb_id) : NULL;
1112
1113         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1114          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1115          * exists or to the node before which we will insert new one.
1116          *
1117          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1118          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1119          * of the new alias.
1120          */
1121
1122         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1123             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1124                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1125
1126                 err = -EEXIST;
1127                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1128                         goto out;
1129
1130                 /* We have 2 goals:
1131                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1132                  * duplicate routes
1133                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1134                  */
1135                 fa_match = NULL;
1136                 fa_first = fa;
1137                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1138                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1139                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1140                             (fa->fa_tos != tos))
1141                                 break;
1142                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1143                                 break;
1144                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1145                             fa->fa_info == fi) {
1146                                 fa_match = fa;
1147                                 break;
1148                         }
1149                 }
1150
1151                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1152                         struct fib_info *fi_drop;
1153                         u8 state;
1154
1155                         fa = fa_first;
1156                         if (fa_match) {
1157                                 if (fa == fa_match)
1158                                         err = 0;
1159                                 goto out;
1160                         }
1161                         err = -ENOBUFS;
1162                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1163                         if (!new_fa)
1164                                 goto out;
1165
1166                         fi_drop = fa->fa_info;
1167                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1168                         new_fa->fa_info = fi;
1169                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1170                         state = fa->fa_state;
1171                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1172                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1173                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1174
1175                         err = switchdev_fib_ipv4_add(key, plen, fi,
1176                                                      new_fa->fa_tos,
1177                                                      cfg->fc_type,
1178                                                      cfg->fc_nlflags,
1179                                                      tb->tb_id);
1180                         if (err) {
1181                                 switchdev_fib_ipv4_abort(fi);
1182                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1183                                 goto out;
1184                         }
1185
1186                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1187
1188                         alias_free_mem_rcu(fa);
1189
1190                         fib_release_info(fi_drop);
1191                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1192                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1193                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1194                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1195
1196                         goto succeeded;
1197                 }
1198                 /* Error if we find a perfect match which
1199                  * uses the same scope, type, and nexthop
1200                  * information.
1201                  */
1202                 if (fa_match)
1203                         goto out;
1204
1205                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
1206                         nlflags = NLM_F_APPEND;
1207                 else
1208                         fa = fa_first;
1209         }
1210         err = -ENOENT;
1211         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1212                 goto out;
1213
1214         err = -ENOBUFS;
1215         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1216         if (!new_fa)
1217                 goto out;
1218
1219         new_fa->fa_info = fi;
1220         new_fa->fa_tos = tos;
1221         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1222         new_fa->fa_state = 0;
1223         new_fa->fa_slen = slen;
1224         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1225
1226         /* (Optionally) offload fib entry to switch hardware. */
1227         err = switchdev_fib_ipv4_add(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type,
1228                                      cfg->fc_nlflags, tb->tb_id);
1229         if (err) {
1230                 switchdev_fib_ipv4_abort(fi);
1231                 goto out_free_new_fa;
1232         }
1233
1234         /* Insert new entry to the list. */
1235         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1236         if (err)
1237                 goto out_sw_fib_del;
1238
1239         if (!plen)
1240                 tb->tb_num_default++;
1241
1242         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1243         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1244                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1245 succeeded:
1246         return 0;
1247
1248 out_sw_fib_del:
1249         switchdev_fib_ipv4_del(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type, tb->tb_id);
1250 out_free_new_fa:
1251         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1252 out:
1253         fib_release_info(fi);
1254 err:
1255         return err;
1256 }
1257
1258 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1259 {
1260         t_key prefix = n->key;
1261
1262         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1263 }
1264
1265 /* should be called with rcu_read_lock */
1266 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1267                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1268 {
1269         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1270 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1271         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1272 #endif
1273         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1274         struct key_vector *n, *pn;
1275         struct fib_alias *fa;
1276         unsigned long index;
1277         t_key cindex;
1278
1279         pn = t->kv;
1280         cindex = 0;
1281
1282         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1283         if (!n)
1284                 return -EAGAIN;
1285
1286 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1287         this_cpu_inc(stats->gets);
1288 #endif
1289
1290         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1291         for (;;) {
1292                 index = get_cindex(key, n);
1293
1294                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1295                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1296                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1297                  * is the difference between the key and this value.  From
1298                  * this we can actually derive several pieces of data.
1299                  *   if (index >= (1ul << bits))
1300                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1301                  *   else
1302                  *     we know the value is cindex
1303                  *
1304                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1305                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1306                  * long is greater than 32 bits.
1307                  */
1308                 if (index >= (1ul << n->bits))
1309                         break;
1310
1311                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1312                 if (IS_LEAF(n))
1313                         goto found;
1314
1315                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1316                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1317                  */
1318                 if (n->slen > n->pos) {
1319                         pn = n;
1320                         cindex = index;
1321                 }
1322
1323                 n = get_child_rcu(n, index);
1324                 if (unlikely(!n))
1325                         goto backtrace;
1326         }
1327
1328         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1329         for (;;) {
1330                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1331                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1332
1333                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1334                  * between the key and the prefix exist in the region of
1335                  * the lsb and higher in the prefix.
1336                  */
1337                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1338                         goto backtrace;
1339
1340                 /* exit out and process leaf */
1341                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1342                         break;
1343
1344                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1345                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1346                  * we started this traversal anyway
1347                  */
1348
1349                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1350 backtrace:
1351 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1352                         if (!n)
1353                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1354 #endif
1355                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1356                          * us to strip at this level so we must ascend back
1357                          * up one level to see if there are any more bits to
1358                          * be stripped there.
1359                          */
1360                         while (!cindex) {
1361                                 t_key pkey = pn->key;
1362
1363                                 /* If we don't have a parent then there is
1364                                  * nothing for us to do as we do not have any
1365                                  * further nodes to parse.
1366                                  */
1367                                 if (IS_TRIE(pn))
1368                                         return -EAGAIN;
1369 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1370                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1371 #endif
1372                                 /* Get Child's index */
1373                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1374                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1375                         }
1376
1377                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1378                         cindex &= cindex - 1;
1379
1380                         /* grab pointer for next child node */
1381                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1382                 }
1383         }
1384
1385 found:
1386         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1387         index = key ^ n->key;
1388
1389         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1390         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1391                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1392                 int nhsel, err;
1393
1394                 if ((index >= (1ul << fa->fa_slen)) &&
1395                     ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen != KEYLENGTH)))
1396                         continue;
1397                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1398                         continue;
1399                 if (fi->fib_dead)
1400                         continue;
1401                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1402                         continue;
1403                 fib_alias_accessed(fa);
1404                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1405                 if (unlikely(err < 0)) {
1406 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1407                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1408 #endif
1409                         return err;
1410                 }
1411                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1412                         continue;
1413                 for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1414                         const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1415                         struct in_device *in_dev = __in_dev_get_rcu(nh->nh_dev);
1416
1417                         if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1418                                 continue;
1419                         if (in_dev &&
1420                             IN_DEV_IGNORE_ROUTES_WITH_LINKDOWN(in_dev) &&
1421                             nh->nh_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
1422                             !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
1423                                 continue;
1424                         if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1425                                 continue;
1426
1427                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1428                                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1429
1430                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1431                         res->nh_sel = nhsel;
1432                         res->type = fa->fa_type;
1433                         res->scope = fi->fib_scope;
1434                         res->fi = fi;
1435                         res->table = tb;
1436                         res->fa_head = &n->leaf;
1437 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1438                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1439 #endif
1440                         return err;
1441                 }
1442         }
1443 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1444         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1445 #endif
1446         goto backtrace;
1447 }
1448 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1449
1450 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1451                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1452 {
1453         /* record the location of the previous list_info entry */
1454         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1455         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1456
1457         /* remove the fib_alias from the list */
1458         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1459
1460         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1461          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1462          */
1463         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1464                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1465                 node_free(l);
1466                 trie_rebalance(t, tp);
1467                 return;
1468         }
1469
1470         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1471         if (*pprev)
1472                 return;
1473
1474         /* update the trie with the latest suffix length */
1475         l->slen = fa->fa_slen;
1476         leaf_pull_suffix(tp, l);
1477 }
1478
1479 /* Caller must hold RTNL. */
1480 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1481 {
1482         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1483         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1484         struct key_vector *l, *tp;
1485         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1486         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1487         u8 tos = cfg->fc_tos;
1488         u32 key;
1489
1490         if (plen > KEYLENGTH)
1491                 return -EINVAL;
1492
1493         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1494
1495         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1496                 return -EINVAL;
1497
1498         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1499         if (!l)
1500                 return -ESRCH;
1501
1502         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id);
1503         if (!fa)
1504                 return -ESRCH;
1505
1506         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1507
1508         fa_to_delete = NULL;
1509         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1510                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1511
1512                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1513                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1514                     (fa->fa_tos != tos))
1515                         break;
1516
1517                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1518                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1519                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1520                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1521                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1522                     (!cfg->fc_protocol ||
1523                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1524                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1525                         fa_to_delete = fa;
1526                         break;
1527                 }
1528         }
1529
1530         if (!fa_to_delete)
1531                 return -ESRCH;
1532
1533         switchdev_fib_ipv4_del(key, plen, fa_to_delete->fa_info, tos,
1534                                cfg->fc_type, tb->tb_id);
1535
1536         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1537                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1538
1539         if (!plen)
1540                 tb->tb_num_default--;
1541
1542         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1543
1544         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1545                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1546
1547         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1548         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1549         return 0;
1550 }
1551
1552 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1553 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1554 {
1555         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1556         unsigned long cindex;
1557
1558         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1559         do {
1560                 /* record parent and next child index */
1561                 pn = n;
1562                 cindex = key ? get_index(key, pn) : 0;
1563
1564                 if (cindex >> pn->bits)
1565                         break;
1566
1567                 /* descend into the next child */
1568                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1569                 if (!n)
1570                         break;
1571
1572                 /* guarantee forward progress on the keys */
1573                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1574                         goto found;
1575         } while (IS_TNODE(n));
1576
1577         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1578         while (!IS_TRIE(pn)) {
1579                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1580                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1581                         t_key pkey = pn->key;
1582
1583                         pn = node_parent_rcu(pn);
1584                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1585                         continue;
1586                 }
1587
1588                 /* grab the next available node */
1589                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1590                 if (!n)
1591                         continue;
1592
1593                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1594                 if (IS_LEAF(n))
1595                         goto found;
1596
1597                 /* Rescan start scanning in new node */
1598                 pn = n;
1599                 cindex = 0;
1600         }
1601
1602         *tn = pn;
1603         return NULL; /* Root of trie */
1604 found:
1605         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1606         *tn = pn;
1607         return n;
1608 }
1609
1610 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1611 {
1612         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1613         struct key_vector *pn = t->kv;
1614         unsigned long cindex = 1;
1615         struct hlist_node *tmp;
1616         struct fib_alias *fa;
1617
1618         /* walk trie in reverse order and free everything */
1619         for (;;) {
1620                 struct key_vector *n;
1621
1622                 if (!(cindex--)) {
1623                         t_key pkey = pn->key;
1624
1625                         if (IS_TRIE(pn))
1626                                 break;
1627
1628                         n = pn;
1629                         pn = node_parent(pn);
1630
1631                         /* drop emptied tnode */
1632                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1633                         node_free(n);
1634
1635                         cindex = get_index(pkey, pn);
1636
1637                         continue;
1638                 }
1639
1640                 /* grab the next available node */
1641                 n = get_child(pn, cindex);
1642                 if (!n)
1643                         continue;
1644
1645                 if (IS_TNODE(n)) {
1646                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1647                         pn = n;
1648                         cindex = 1ul << n->bits;
1649
1650                         continue;
1651                 }
1652
1653                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1654                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1655                         alias_free_mem_rcu(fa);
1656                 }
1657
1658                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1659                 node_free(n);
1660         }
1661
1662 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1663         free_percpu(t->stats);
1664 #endif
1665         kfree(tb);
1666 }
1667
1668 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1669 {
1670         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1671         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1672         struct fib_table *local_tb;
1673         struct fib_alias *fa;
1674         struct trie *lt;
1675         t_key key = 0;
1676
1677         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1678                 return oldtb;
1679
1680         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1681         if (!local_tb)
1682                 return NULL;
1683
1684         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1685
1686         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1687                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1688
1689                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1690                         struct fib_alias *new_fa;
1691
1692                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1693                                 continue;
1694
1695                         /* clone fa for new local table */
1696                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1697                         if (!new_fa)
1698                                 goto out;
1699
1700                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1701
1702                         /* insert clone into table */
1703                         if (!local_l)
1704                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1705
1706                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1707                                              NULL, l->key))
1708                                 goto out;
1709                 }
1710
1711                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1712                 key = l->key + 1;
1713                 if (key < l->key)
1714                         break;
1715         }
1716
1717         return local_tb;
1718 out:
1719         fib_trie_free(local_tb);
1720
1721         return NULL;
1722 }
1723
1724 /* Caller must hold RTNL */
1725 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1726 {
1727         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1728         struct key_vector *pn = t->kv;
1729         unsigned long cindex = 1;
1730         struct hlist_node *tmp;
1731         struct fib_alias *fa;
1732
1733         /* walk trie in reverse order */
1734         for (;;) {
1735                 unsigned char slen = 0;
1736                 struct key_vector *n;
1737
1738                 if (!(cindex--)) {
1739                         t_key pkey = pn->key;
1740
1741                         /* cannot resize the trie vector */
1742                         if (IS_TRIE(pn))
1743                                 break;
1744
1745                         /* resize completed node */
1746                         pn = resize(t, pn);
1747                         cindex = get_index(pkey, pn);
1748
1749                         continue;
1750                 }
1751
1752                 /* grab the next available node */
1753                 n = get_child(pn, cindex);
1754                 if (!n)
1755                         continue;
1756
1757                 if (IS_TNODE(n)) {
1758                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1759                         pn = n;
1760                         cindex = 1ul << n->bits;
1761
1762                         continue;
1763                 }
1764
1765                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1766                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1767
1768                         /* if alias was cloned to local then we just
1769                          * need to remove the local copy from main
1770                          */
1771                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1772                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1773                                 alias_free_mem_rcu(fa);
1774                                 continue;
1775                         }
1776
1777                         /* record local slen */
1778                         slen = fa->fa_slen;
1779
1780                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_OFFLOAD))
1781                                 continue;
1782
1783                         switchdev_fib_ipv4_del(n->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1784                                                fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1785                                                tb->tb_id);
1786                 }
1787
1788                 /* update leaf slen */
1789                 n->slen = slen;
1790
1791                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1792                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1793                         node_free(n);
1794                 } else {
1795                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1796                 }
1797         }
1798 }
1799
1800 /* Caller must hold RTNL. */
1801 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1802 {
1803         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1804         struct key_vector *pn = t->kv;
1805         unsigned long cindex = 1;
1806         struct hlist_node *tmp;
1807         struct fib_alias *fa;
1808         int found = 0;
1809
1810         /* walk trie in reverse order */
1811         for (;;) {
1812                 unsigned char slen = 0;
1813                 struct key_vector *n;
1814
1815                 if (!(cindex--)) {
1816                         t_key pkey = pn->key;
1817
1818                         /* cannot resize the trie vector */
1819                         if (IS_TRIE(pn))
1820                                 break;
1821
1822                         /* resize completed node */
1823                         pn = resize(t, pn);
1824                         cindex = get_index(pkey, pn);
1825
1826                         continue;
1827                 }
1828
1829                 /* grab the next available node */
1830                 n = get_child(pn, cindex);
1831                 if (!n)
1832                         continue;
1833
1834                 if (IS_TNODE(n)) {
1835                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1836                         pn = n;
1837                         cindex = 1ul << n->bits;
1838
1839                         continue;
1840                 }
1841
1842                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1843                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1844
1845                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1846                                 slen = fa->fa_slen;
1847                                 continue;
1848                         }
1849
1850                         switchdev_fib_ipv4_del(n->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1851                                                fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1852                                                tb->tb_id);
1853                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1854                         fib_release_info(fa->fa_info);
1855                         alias_free_mem_rcu(fa);
1856                         found++;
1857                 }
1858
1859                 /* update leaf slen */
1860                 n->slen = slen;
1861
1862                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1863                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1864                         node_free(n);
1865                 } else {
1866                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1867                 }
1868         }
1869
1870         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1871         return found;
1872 }
1873
1874 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
1875 {
1876         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
1877 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1878         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1879
1880         if (tb->tb_data == tb->__data)
1881                 free_percpu(t->stats);
1882 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
1883         kfree(tb);
1884 }
1885
1886 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1887 {
1888         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
1889 }
1890
1891 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
1892                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1893 {
1894         __be32 xkey = htonl(l->key);
1895         struct fib_alias *fa;
1896         int i, s_i;
1897
1898         s_i = cb->args[4];
1899         i = 0;
1900
1901         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1902         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1903                 if (i < s_i) {
1904                         i++;
1905                         continue;
1906                 }
1907
1908                 if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1909                         i++;
1910                         continue;
1911                 }
1912
1913                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1914                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1915                                   RTM_NEWROUTE,
1916                                   tb->tb_id,
1917                                   fa->fa_type,
1918                                   xkey,
1919                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1920                                   fa->fa_tos,
1921                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1922                         cb->args[4] = i;
1923                         return -1;
1924                 }
1925                 i++;
1926         }
1927
1928         cb->args[4] = i;
1929         return skb->len;
1930 }
1931
1932 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1933 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1934                    struct netlink_callback *cb)
1935 {
1936         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1937         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
1938         /* Dump starting at last key.
1939          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1940          */
1941         int count = cb->args[2];
1942         t_key key = cb->args[3];
1943
1944         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1945                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1946                         cb->args[3] = key;
1947                         cb->args[2] = count;
1948                         return -1;
1949                 }
1950
1951                 ++count;
1952                 key = l->key + 1;
1953
1954                 memset(&cb->args[4], 0,
1955                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1956
1957                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1958                 if (key < l->key)
1959                         break;
1960         }
1961
1962         cb->args[3] = key;
1963         cb->args[2] = count;
1964
1965         return skb->len;
1966 }
1967
1968 void __init fib_trie_init(void)
1969 {
1970         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1971                                           sizeof(struct fib_alias),
1972                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1973
1974         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1975                                            LEAF_SIZE,
1976                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1977 }
1978
1979 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
1980 {
1981         struct fib_table *tb;
1982         struct trie *t;
1983         size_t sz = sizeof(*tb);
1984
1985         if (!alias)
1986                 sz += sizeof(struct trie);
1987
1988         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
1989         if (!tb)
1990                 return NULL;
1991
1992         tb->tb_id = id;
1993         tb->tb_default = -1;
1994         tb->tb_num_default = 0;
1995         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
1996
1997         if (alias)
1998                 return tb;
1999
2000         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2001         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
2002         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
2003 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2004         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
2005         if (!t->stats) {
2006                 kfree(tb);
2007                 tb = NULL;
2008         }
2009 #endif
2010
2011         return tb;
2012 }
2013
2014 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2015 /* Depth first Trie walk iterator */
2016 struct fib_trie_iter {
2017         struct seq_net_private p;
2018         struct fib_table *tb;
2019         struct key_vector *tnode;
2020         unsigned int index;
2021         unsigned int depth;
2022 };
2023
2024 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2025 {
2026         unsigned long cindex = iter->index;
2027         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2028         t_key pkey;
2029
2030         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2031                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2032
2033         while (!IS_TRIE(pn)) {
2034                 while (cindex < child_length(pn)) {
2035                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2036
2037                         if (!n)
2038                                 continue;
2039
2040                         if (IS_LEAF(n)) {
2041                                 iter->tnode = pn;
2042                                 iter->index = cindex;
2043                         } else {
2044                                 /* push down one level */
2045                                 iter->tnode = n;
2046                                 iter->index = 0;
2047                                 ++iter->depth;
2048                         }
2049
2050                         return n;
2051                 }
2052
2053                 /* Current node exhausted, pop back up */
2054                 pkey = pn->key;
2055                 pn = node_parent_rcu(pn);
2056                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2057                 --iter->depth;
2058         }
2059
2060         /* record root node so further searches know we are done */
2061         iter->tnode = pn;
2062         iter->index = 0;
2063
2064         return NULL;
2065 }
2066
2067 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2068                                              struct trie *t)
2069 {
2070         struct key_vector *n, *pn;
2071
2072         if (!t)
2073                 return NULL;
2074
2075         pn = t->kv;
2076         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2077         if (!n)
2078                 return NULL;
2079
2080         if (IS_TNODE(n)) {
2081                 iter->tnode = n;
2082                 iter->index = 0;
2083                 iter->depth = 1;
2084         } else {
2085                 iter->tnode = pn;
2086                 iter->index = 0;
2087                 iter->depth = 0;
2088         }
2089
2090         return n;
2091 }
2092
2093 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2094 {
2095         struct key_vector *n;
2096         struct fib_trie_iter iter;
2097
2098         memset(s, 0, sizeof(*s));
2099
2100         rcu_read_lock();
2101         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2102                 if (IS_LEAF(n)) {
2103                         struct fib_alias *fa;
2104
2105                         s->leaves++;
2106                         s->totdepth += iter.depth;
2107                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2108                                 s->maxdepth = iter.depth;
2109
2110                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2111                                 ++s->prefixes;
2112                 } else {
2113                         s->tnodes++;
2114                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2115                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2116                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2117                 }
2118         }
2119         rcu_read_unlock();
2120 }
2121
2122 /*
2123  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2124  */
2125 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2126 {
2127         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2128
2129         if (stat->leaves)
2130                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2131         else
2132                 avdepth = 0;
2133
2134         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2135                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2136         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2137
2138         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2139         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2140
2141         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2142         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2143
2144         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2145         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2146
2147         max = MAX_STAT_DEPTH;
2148         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2149                 max--;
2150
2151         pointers = 0;
2152         for (i = 1; i < max; i++)
2153                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2154                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2155                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2156                 }
2157         seq_putc(seq, '\n');
2158         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2159
2160         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2161         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2162         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2163 }
2164
2165 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2166 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2167                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2168 {
2169         struct trie_use_stats s = { 0 };
2170         int cpu;
2171
2172         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2173         for_each_possible_cpu(cpu) {
2174                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2175
2176                 s.gets += pcpu->gets;
2177                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2178                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2179                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2180                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2181                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2182         }
2183
2184         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2185         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2186         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2187         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2188                    s.semantic_match_passed);
2189         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2190         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2191         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2192 }
2193 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2194
2195 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2196 {
2197         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2198                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2199         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2200                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2201         else
2202                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2203 }
2204
2205
2206 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2207 {
2208         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2209         unsigned int h;
2210
2211         seq_printf(seq,
2212                    "Basic info: size of leaf:"
2213                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2214                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2215
2216         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2217                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2218                 struct fib_table *tb;
2219
2220                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2221                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2222                         struct trie_stat stat;
2223
2224                         if (!t)
2225                                 continue;
2226
2227                         fib_table_print(seq, tb);
2228
2229                         trie_collect_stats(t, &stat);
2230                         trie_show_stats(seq, &stat);
2231 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2232                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2233 #endif
2234                 }
2235         }
2236
2237         return 0;
2238 }
2239
2240 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2241 {
2242         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2243 }
2244
2245 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2246         .owner  = THIS_MODULE,
2247         .open   = fib_triestat_seq_open,
2248         .read   = seq_read,
2249         .llseek = seq_lseek,
2250         .release = single_release_net,
2251 };
2252
2253 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2254 {
2255         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2256         struct net *net = seq_file_net(seq);
2257         loff_t idx = 0;
2258         unsigned int h;
2259
2260         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2261                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2262                 struct fib_table *tb;
2263
2264                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2265                         struct key_vector *n;
2266
2267                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2268                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2269                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2270                                 if (pos == idx++) {
2271                                         iter->tb = tb;
2272                                         return n;
2273                                 }
2274                 }
2275         }
2276
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2281         __acquires(RCU)
2282 {
2283         rcu_read_lock();
2284         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2285 }
2286
2287 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2288 {
2289         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2290         struct net *net = seq_file_net(seq);
2291         struct fib_table *tb = iter->tb;
2292         struct hlist_node *tb_node;
2293         unsigned int h;
2294         struct key_vector *n;
2295
2296         ++*pos;
2297         /* next node in same table */
2298         n = fib_trie_get_next(iter);
2299         if (n)
2300                 return n;
2301
2302         /* walk rest of this hash chain */
2303         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2304         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2305                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2306                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2307                 if (n)
2308                         goto found;
2309         }
2310
2311         /* new hash chain */
2312         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2313                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2314                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2315                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2316                         if (n)
2317                                 goto found;
2318                 }
2319         }
2320         return NULL;
2321
2322 found:
2323         iter->tb = tb;
2324         return n;
2325 }
2326
2327 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2328         __releases(RCU)
2329 {
2330         rcu_read_unlock();
2331 }
2332
2333 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2334 {
2335         while (n-- > 0)
2336                 seq_puts(seq, "   ");
2337 }
2338
2339 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2340 {
2341         switch (s) {
2342         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2343         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2344         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2345         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2346         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2347         default:
2348                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2349                 return buf;
2350         }
2351 }
2352
2353 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2354         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2355         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2356         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2357         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2358         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2359         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2360         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2361         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2362         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2363         [RTN_THROW] = "THROW",
2364         [RTN_NAT] = "NAT",
2365         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2366 };
2367
2368 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2369 {
2370         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2371                 return rtn_type_names[t];
2372         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2373         return buf;
2374 }
2375
2376 /* Pretty print the trie */
2377 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2378 {
2379         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2380         struct key_vector *n = v;
2381
2382         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2383                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2384
2385         if (IS_TNODE(n)) {
2386                 __be32 prf = htonl(n->key);
2387
2388                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2389                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2390                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2391                            tn_info(n)->full_children,
2392                            tn_info(n)->empty_children);
2393         } else {
2394                 __be32 val = htonl(n->key);
2395                 struct fib_alias *fa;
2396
2397                 seq_indent(seq, iter->depth);
2398                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2399
2400                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2401                         char buf1[32], buf2[32];
2402
2403                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2404                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2405                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2406                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2407                                              fa->fa_info->fib_scope),
2408                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2409                                             fa->fa_type));
2410                         if (fa->fa_tos)
2411                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2412                         seq_putc(seq, '\n');
2413                 }
2414         }
2415
2416         return 0;
2417 }
2418
2419 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2420         .start  = fib_trie_seq_start,
2421         .next   = fib_trie_seq_next,
2422         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2423         .show   = fib_trie_seq_show,
2424 };
2425
2426 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2427 {
2428         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2429                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2430 }
2431
2432 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2433         .owner  = THIS_MODULE,
2434         .open   = fib_trie_seq_open,
2435         .read   = seq_read,
2436         .llseek = seq_lseek,
2437         .release = seq_release_net,
2438 };
2439
2440 struct fib_route_iter {
2441         struct seq_net_private p;
2442         struct fib_table *main_tb;
2443         struct key_vector *tnode;
2444         loff_t  pos;
2445         t_key   key;
2446 };
2447
2448 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2449                                             loff_t pos)
2450 {
2451         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2452         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2453         struct trie *t;
2454         t_key key;
2455
2456         /* use cache location of next-to-find key */
2457         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2458                 pos -= iter->pos;
2459                 key = iter->key;
2460         } else {
2461                 t = (struct trie *)tb->tb_data;
2462                 iter->tnode = t->kv;
2463                 iter->pos = 0;
2464                 key = 0;
2465         }
2466
2467         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) != NULL) {
2468                 key = l->key + 1;
2469                 iter->pos++;
2470
2471                 if (pos-- <= 0)
2472                         break;
2473
2474                 l = NULL;
2475
2476                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2477                 if (!key)
2478                         break;
2479         }
2480
2481         if (l)
2482                 iter->key = key;        /* remember it */
2483         else
2484                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2485
2486         return l;
2487 }
2488
2489 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2490         __acquires(RCU)
2491 {
2492         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2493         struct fib_table *tb;
2494         struct trie *t;
2495
2496         rcu_read_lock();
2497
2498         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2499         if (!tb)
2500                 return NULL;
2501
2502         iter->main_tb = tb;
2503
2504         if (*pos != 0)
2505                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2506
2507         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2508         iter->tnode = t->kv;
2509         iter->pos = 0;
2510         iter->key = 0;
2511
2512         return SEQ_START_TOKEN;
2513 }
2514
2515 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2516 {
2517         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2518         struct key_vector *l = NULL;
2519         t_key key = iter->key;
2520
2521         ++*pos;
2522
2523         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2524         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2525                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2526
2527         if (l) {
2528                 iter->key = l->key + 1;
2529                 iter->pos++;
2530         } else {
2531                 iter->pos = 0;
2532         }
2533
2534         return l;
2535 }
2536
2537 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2538         __releases(RCU)
2539 {
2540         rcu_read_unlock();
2541 }
2542
2543 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2544 {
2545         unsigned int flags = 0;
2546
2547         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2548                 flags = RTF_REJECT;
2549         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2550                 flags |= RTF_GATEWAY;
2551         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2552                 flags |= RTF_HOST;
2553         flags |= RTF_UP;
2554         return flags;
2555 }
2556
2557 /*
2558  *      This outputs /proc/net/route.
2559  *      The format of the file is not supposed to be changed
2560  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2561  *      legacy utilities
2562  */
2563 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2564 {
2565         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2566         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2567         struct fib_alias *fa;
2568         struct key_vector *l = v;
2569         __be32 prefix;
2570
2571         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2572                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2573                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2574                            "\tWindow\tIRTT");
2575                 return 0;
2576         }
2577
2578         prefix = htonl(l->key);
2579
2580         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2581                 const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2582                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2583                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2584
2585                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2586                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2587                         continue;
2588
2589                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2590                         continue;
2591
2592                 seq_setwidth(seq, 127);
2593
2594                 if (fi)
2595                         seq_printf(seq,
2596                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2597                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2598                                    fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2599                                    prefix,
2600                                    fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2601                                    fi->fib_priority,
2602                                    mask,
2603                                    (fi->fib_advmss ?
2604                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2605                                    fi->fib_window,
2606                                    fi->fib_rtt >> 3);
2607                 else
2608                         seq_printf(seq,
2609                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2610                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2611                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2612                                    mask, 0, 0, 0);
2613
2614                 seq_pad(seq, '\n');
2615         }
2616
2617         return 0;
2618 }
2619
2620 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2621         .start  = fib_route_seq_start,
2622         .next   = fib_route_seq_next,
2623         .stop   = fib_route_seq_stop,
2624         .show   = fib_route_seq_show,
2625 };
2626
2627 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2628 {
2629         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2630                             sizeof(struct fib_route_iter));
2631 }
2632
2633 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2634         .owner  = THIS_MODULE,
2635         .open   = fib_route_seq_open,
2636         .read   = seq_read,
2637         .llseek = seq_lseek,
2638         .release = seq_release_net,
2639 };
2640
2641 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2642 {
2643         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2644                 goto out1;
2645
2646         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2647                          &fib_triestat_fops))
2648                 goto out2;
2649
2650         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2651                 goto out3;
2652
2653         return 0;
2654
2655 out3:
2656         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2657 out2:
2658         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2659 out1:
2660         return -ENOMEM;
2661 }
2662
2663 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2664 {
2665         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2666         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2667         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2668 }
2669
2670 #endif /* CONFIG_PROC_FS */