]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - net/ipv4/fib_trie.c
fcfa9825a816fa420c76135a9d7ef9c0dd8cc203
[karo-tx-linux.git] / net / ipv4 / fib_trie.c
1 /*
2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
9  *
10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
11  *     Agricultural Sciences.
12  *
13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
14  *
15  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
16  *
17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
19  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
20  *
21  *
22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
24  *
25  *
26  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
27  *
28  *
29  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
30  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
31  *              interface as the means of communication with the user level.
32  *
33  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
34  *
35  *
36  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
37  *
38  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
39  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
40  *              as published by the Free Software Foundation; either version
41  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
42  *
43  * Substantial contributions to this work comes from:
44  *
45  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
46  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
47  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
48  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
49  */
50
51 #define VERSION "0.409"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/export.h>
75 #include <net/net_namespace.h>
76 #include <net/ip.h>
77 #include <net/protocol.h>
78 #include <net/route.h>
79 #include <net/tcp.h>
80 #include <net/sock.h>
81 #include <net/ip_fib.h>
82 #include <net/switchdev.h>
83 #include "fib_lookup.h"
84
85 #define MAX_STAT_DEPTH 32
86
87 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
88 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
89
90 typedef unsigned int t_key;
91
92 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
93 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
94 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
95
96 struct key_vector {
97         t_key key;
98         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
99         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
100         unsigned char slen;
101         union {
102                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
103                 struct hlist_head leaf;
104                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
105                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
106         };
107 };
108
109 struct tnode {
110         struct rcu_head rcu;
111         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
112         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
113         struct key_vector __rcu *parent;
114         struct key_vector kv[1];
115 #define tn_bits kv[0].bits
116 };
117
118 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
119 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
120
121 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
122 struct trie_use_stats {
123         unsigned int gets;
124         unsigned int backtrack;
125         unsigned int semantic_match_passed;
126         unsigned int semantic_match_miss;
127         unsigned int null_node_hit;
128         unsigned int resize_node_skipped;
129 };
130 #endif
131
132 struct trie_stat {
133         unsigned int totdepth;
134         unsigned int maxdepth;
135         unsigned int tnodes;
136         unsigned int leaves;
137         unsigned int nullpointers;
138         unsigned int prefixes;
139         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
140 };
141
142 struct trie {
143         struct key_vector kv[1];
144 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
145         struct trie_use_stats __percpu *stats;
146 #endif
147 };
148
149 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
150 static size_t tnode_free_size;
151
152 /*
153  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
154  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
155  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
156  */
157 static const int sync_pages = 128;
158
159 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
160 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
161
162 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
163 {
164         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
165 }
166
167 /* caller must hold RTNL */
168 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
169 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
170
171 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
172 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
173 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
174
175 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
176 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
177 {
178         if (n)
179                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
180 }
181
182 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
183
184 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
185  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
186  */
187 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
188 {
189         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
190 }
191
192 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
193
194 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
195 {
196         unsigned long index = key ^ kv->key;
197
198         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
199                 return 0;
200
201         return index >> kv->pos;
202 }
203
204 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
205  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
206  * all of the bits in that key are significant.
207  *
208  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
209  *
210  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
211  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
212  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
213  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
214  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
215  * correct key path.
216  *
217  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
218  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
219  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
220  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
221  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
222  *
223  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
224  * have many different meanings.
225  *
226  * Example:
227  * _________________________________________________________________
228  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
229  * -----------------------------------------------------------------
230  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
231  *
232  * _________________________________________________________________
233  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
234  * -----------------------------------------------------------------
235  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
236  *
237  * tp->pos = 22
238  * tp->bits = 3
239  * n->pos = 13
240  * n->bits = 4
241  *
242  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
243  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
244  * point we do not use them for anything.
245  *
246  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
247  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
248  * 'n' among tp's children.
249  *
250  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tn->pos - 1) - "S" - are skipped bits
251  * for the node n.
252  *
253  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
254  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
255  *
256  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
257  * n's child array, and will of course be different for each child.
258  *
259  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos + n->bits), are completely unknown
260  * at this point.
261  */
262
263 static const int halve_threshold = 25;
264 static const int inflate_threshold = 50;
265 static const int halve_threshold_root = 15;
266 static const int inflate_threshold_root = 30;
267
268 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
269 {
270         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
271         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
272 }
273
274 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
275 {
276         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
277 }
278
279 #define TNODE_KMALLOC_MAX \
280         ilog2((PAGE_SIZE - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
281 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
282         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
283
284 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
285 {
286         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
287
288         if (!n->tn_bits)
289                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
290         else if (n->tn_bits <= TNODE_KMALLOC_MAX)
291                 kfree(n);
292         else
293                 vfree(n);
294 }
295
296 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
297
298 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
299 {
300         size_t size;
301
302         /* verify bits is within bounds */
303         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
304                 return NULL;
305
306         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
307         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
308
309         if (size <= PAGE_SIZE)
310                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
311         else
312                 return vzalloc(size);
313 }
314
315 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
316 {
317         ++tn_info(n)->empty_children ? : ++tn_info(n)->full_children;
318 }
319
320 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
321 {
322         tn_info(n)->empty_children-- ? : tn_info(n)->full_children--;
323 }
324
325 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
326 {
327         struct tnode *kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
328         struct key_vector *l = kv->kv;
329
330         if (!kv)
331                 return NULL;
332
333         /* initialize key vector */
334         l->key = key;
335         l->pos = 0;
336         l->bits = 0;
337         l->slen = fa->fa_slen;
338
339         /* link leaf to fib alias */
340         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
341         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
342
343         return l;
344 }
345
346 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
347 {
348         struct tnode *tnode = tnode_alloc(bits);
349         unsigned int shift = pos + bits;
350         struct key_vector *tn = tnode->kv;
351
352         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
353         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
354
355         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
356                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
357
358         if (!tnode)
359                 return NULL;
360
361         if (bits == KEYLENGTH)
362                 tnode->full_children = 1;
363         else
364                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
365
366         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
367         tn->pos = pos;
368         tn->bits = bits;
369         tn->slen = pos;
370
371         return tn;
372 }
373
374 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
375  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
376  */
377 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
378 {
379         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
380 }
381
382 /* Add a child at position i overwriting the old value.
383  * Update the value of full_children and empty_children.
384  */
385 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
386                       struct key_vector *n)
387 {
388         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
389         int isfull, wasfull;
390
391         BUG_ON(i >= child_length(tn));
392
393         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
394         if (n == NULL && chi != NULL)
395                 empty_child_inc(tn);
396         if (n != NULL && chi == NULL)
397                 empty_child_dec(tn);
398
399         /* update fullChildren */
400         wasfull = tnode_full(tn, chi);
401         isfull = tnode_full(tn, n);
402
403         if (wasfull && !isfull)
404                 tn_info(tn)->full_children--;
405         else if (!wasfull && isfull)
406                 tn_info(tn)->full_children++;
407
408         if (n && (tn->slen < n->slen))
409                 tn->slen = n->slen;
410
411         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
412 }
413
414 static void update_children(struct key_vector *tn)
415 {
416         unsigned long i;
417
418         /* update all of the child parent pointers */
419         for (i = child_length(tn); i;) {
420                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
421
422                 if (!inode)
423                         continue;
424
425                 /* Either update the children of a tnode that
426                  * already belongs to us or update the child
427                  * to point to ourselves.
428                  */
429                 if (node_parent(inode) == tn)
430                         update_children(inode);
431                 else
432                         node_set_parent(inode, tn);
433         }
434 }
435
436 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
437                                   struct key_vector *n)
438 {
439         if (IS_TRIE(tp))
440                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
441         else
442                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
443 }
444
445 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
446 {
447         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
448 }
449
450 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
451                                      struct key_vector *n)
452 {
453         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
454         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
455 }
456
457 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
458 {
459         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
460
461         while (head) {
462                 head = head->next;
463                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
464                 node_free(tn);
465
466                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
467         }
468
469         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
470                 tnode_free_size = 0;
471                 synchronize_rcu();
472         }
473 }
474
475 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
476                                   struct key_vector *oldtnode,
477                                   struct key_vector *tn)
478 {
479         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
480         unsigned long i;
481
482         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
483         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
484         put_child_root(tp, tn->key, tn);
485
486         /* update all of the child parent pointers */
487         update_children(tn);
488
489         /* all pointers should be clean so we are done */
490         tnode_free(oldtnode);
491
492         /* resize children now that oldtnode is freed */
493         for (i = child_length(tn); i;) {
494                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
495
496                 /* resize child node */
497                 if (tnode_full(tn, inode))
498                         tn = resize(t, inode);
499         }
500
501         return tp;
502 }
503
504 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
505                                   struct key_vector *oldtnode)
506 {
507         struct key_vector *tn;
508         unsigned long i;
509         t_key m;
510
511         pr_debug("In inflate\n");
512
513         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
514         if (!tn)
515                 goto notnode;
516
517         /* prepare oldtnode to be freed */
518         tnode_free_init(oldtnode);
519
520         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
521          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
522          * point to existing tnodes and the links between our allocated
523          * nodes.
524          */
525         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
526                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
527                 struct key_vector *node0, *node1;
528                 unsigned long j, k;
529
530                 /* An empty child */
531                 if (inode == NULL)
532                         continue;
533
534                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
535                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
536                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
537                         continue;
538                 }
539
540                 /* drop the node in the old tnode free list */
541                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
542
543                 /* An internal node with two children */
544                 if (inode->bits == 1) {
545                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
546                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
547                         continue;
548                 }
549
550                 /* We will replace this node 'inode' with two new
551                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
552                  * original children. The two new nodes will have
553                  * a position one bit further down the key and this
554                  * means that the "significant" part of their keys
555                  * (see the discussion near the top of this file)
556                  * will differ by one bit, which will be "0" in
557                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
558                  * moving the key position by one step, the bit that
559                  * we are moving away from - the bit at position
560                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
561                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
562                  * two new keys.
563                  */
564                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
565                 if (!node1)
566                         goto nomem;
567                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
568
569                 tnode_free_append(tn, node1);
570                 if (!node0)
571                         goto nomem;
572                 tnode_free_append(tn, node0);
573
574                 /* populate child pointers in new nodes */
575                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
576                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
577                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
578                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
579                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
580                 }
581
582                 /* link new nodes to parent */
583                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
584                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
585
586                 /* link parent to nodes */
587                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
588                 put_child(tn, 2 * i, node0);
589         }
590
591         /* setup the parent pointers into and out of this node */
592         return replace(t, oldtnode, tn);
593 nomem:
594         /* all pointers should be clean so we are done */
595         tnode_free(tn);
596 notnode:
597         return NULL;
598 }
599
600 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
601                                 struct key_vector *oldtnode)
602 {
603         struct key_vector *tn;
604         unsigned long i;
605
606         pr_debug("In halve\n");
607
608         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
609         if (!tn)
610                 goto notnode;
611
612         /* prepare oldtnode to be freed */
613         tnode_free_init(oldtnode);
614
615         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
616          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
617          * point to existing tnodes and the links between our allocated
618          * nodes.
619          */
620         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
621                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
622                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
623                 struct key_vector *inode;
624
625                 /* At least one of the children is empty */
626                 if (!node1 || !node0) {
627                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
628                         continue;
629                 }
630
631                 /* Two nonempty children */
632                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
633                 if (!inode)
634                         goto nomem;
635                 tnode_free_append(tn, inode);
636
637                 /* initialize pointers out of node */
638                 put_child(inode, 1, node1);
639                 put_child(inode, 0, node0);
640                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
641
642                 /* link parent to node */
643                 put_child(tn, i / 2, inode);
644         }
645
646         /* setup the parent pointers into and out of this node */
647         return replace(t, oldtnode, tn);
648 nomem:
649         /* all pointers should be clean so we are done */
650         tnode_free(tn);
651 notnode:
652         return NULL;
653 }
654
655 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
656                                    struct key_vector *oldtnode)
657 {
658         struct key_vector *n, *tp;
659         unsigned long i;
660
661         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
662         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
663                 n = get_child(oldtnode, --i);
664
665         /* compress one level */
666         tp = node_parent(oldtnode);
667         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
668         node_set_parent(n, tp);
669
670         /* drop dead node */
671         node_free(oldtnode);
672
673         return tp;
674 }
675
676 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
677 {
678         unsigned char slen = tn->pos;
679         unsigned long stride, i;
680
681         /* search though the list of children looking for nodes that might
682          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
683          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
684          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
685          */
686         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
687                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
688
689                 if (!n || (n->slen <= slen))
690                         continue;
691
692                 /* update stride and slen based on new value */
693                 stride <<= (n->slen - slen);
694                 slen = n->slen;
695                 i &= ~(stride - 1);
696
697                 /* if slen covers all but the last bit we can stop here
698                  * there will be nothing longer than that since only node
699                  * 0 and 1 << (bits - 1) could have that as their suffix
700                  * length.
701                  */
702                 if ((slen + 1) >= (tn->pos + tn->bits))
703                         break;
704         }
705
706         tn->slen = slen;
707
708         return slen;
709 }
710
711 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
712  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
713  * Telecommunications, page 6:
714  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
715  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
716  *
717  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
718  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
719  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
720  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
721  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
722  * multiply the left-hand side by 50.
723  *
724  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
725  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
726  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
727  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
728  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
729  * we just count them one extra time here.
730  *
731  * A clearer way to write this would be:
732  *
733  * to_be_doubled = tn->full_children;
734  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
735  *     tn->full_children;
736  *
737  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
738  *
739  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
740  *      new_child_length;
741  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
742  *
743  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
744  *
745  * anyway,
746  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
747  *      inflate_threshold
748  *
749  * avoid a division:
750  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
751  *      inflate_threshold * new_child_length
752  *
753  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
754  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
755  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
756  *
757  * expand new_child_length:
758  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
759  *    tn->full_children) >=
760  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
761  *
762  * shorten again:
763  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
764  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
765  *    child_length(tn)
766  *
767  */
768 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
769 {
770         unsigned long used = child_length(tn);
771         unsigned long threshold = used;
772
773         /* Keep root node larger */
774         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
775         used -= tn_info(tn)->empty_children;
776         used += tn_info(tn)->full_children;
777
778         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
779
780         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
781 }
782
783 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
784 {
785         unsigned long used = child_length(tn);
786         unsigned long threshold = used;
787
788         /* Keep root node larger */
789         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
790         used -= tn_info(tn)->empty_children;
791
792         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
793
794         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
795 }
796
797 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
798 {
799         unsigned long used = child_length(tn);
800
801         used -= tn_info(tn)->empty_children;
802
803         /* account for bits == KEYLENGTH case */
804         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
805                 used -= KEY_MAX;
806
807         /* One child or none, time to drop us from the trie */
808         return used < 2;
809 }
810
811 #define MAX_WORK 10
812 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
813 {
814 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
815         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
816 #endif
817         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
818         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
819         int max_work = MAX_WORK;
820
821         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
822                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
823
824         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
825          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
826          * thing without us interfering
827          */
828         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
829
830         /* Double as long as the resulting node has a number of
831          * nonempty nodes that are above the threshold.
832          */
833         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
834                 tp = inflate(t, tn);
835                 if (!tp) {
836 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
837                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
838 #endif
839                         break;
840                 }
841
842                 max_work--;
843                 tn = get_child(tp, cindex);
844         }
845
846         /* Return if at least one inflate is run */
847         if (max_work != MAX_WORK)
848                 return node_parent(tn);
849
850         /* Halve as long as the number of empty children in this
851          * node is above threshold.
852          */
853         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
854                 tp = halve(t, tn);
855                 if (!tp) {
856 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
857                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
858 #endif
859                         break;
860                 }
861
862                 max_work--;
863                 tn = get_child(tp, cindex);
864         }
865
866         /* Only one child remains */
867         if (should_collapse(tn))
868                 return collapse(t, tn);
869
870         /* update parent in case inflate or halve failed */
871         tp = node_parent(tn);
872
873         /* Return if at least one deflate was run */
874         if (max_work != MAX_WORK)
875                 return tp;
876
877         /* push the suffix length to the parent node */
878         if (tn->slen > tn->pos) {
879                 unsigned char slen = update_suffix(tn);
880
881                 if (slen > tp->slen)
882                         tp->slen = slen;
883         }
884
885         return tp;
886 }
887
888 static void leaf_pull_suffix(struct key_vector *tp, struct key_vector *l)
889 {
890         while ((tp->slen > tp->pos) && (tp->slen > l->slen)) {
891                 if (update_suffix(tp) > l->slen)
892                         break;
893                 tp = node_parent(tp);
894         }
895 }
896
897 static void leaf_push_suffix(struct key_vector *tn, struct key_vector *l)
898 {
899         /* if this is a new leaf then tn will be NULL and we can sort
900          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
901          */
902         while (tn->slen < l->slen) {
903                 tn->slen = l->slen;
904                 tn = node_parent(tn);
905         }
906 }
907
908 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
909 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
910                                         struct key_vector **tp, u32 key)
911 {
912         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
913         unsigned long index = 0;
914
915         do {
916                 pn = n;
917                 n = get_child_rcu(n, index);
918
919                 if (!n)
920                         break;
921
922                 index = get_cindex(key, n);
923
924                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
925                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
926                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
927                  * is the difference between the key and this value.  From
928                  * this we can actually derive several pieces of data.
929                  *   if (index >= (1ul << bits))
930                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
931                  *   else
932                  *     we know the value is cindex
933                  *
934                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
935                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
936                  * long is greater than 32 bits.
937                  */
938                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
939                         n = NULL;
940                         break;
941                 }
942
943                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
944         } while (IS_TNODE(n));
945
946         *tp = pn;
947
948         return n;
949 }
950
951 /* Return the first fib alias matching TOS with
952  * priority less than or equal to PRIO.
953  */
954 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
955                                         u8 tos, u32 prio)
956 {
957         struct fib_alias *fa;
958
959         if (!fah)
960                 return NULL;
961
962         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
963                 if (fa->fa_slen < slen)
964                         continue;
965                 if (fa->fa_slen != slen)
966                         break;
967                 if (fa->fa_tos > tos)
968                         continue;
969                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
970                         return fa;
971         }
972
973         return NULL;
974 }
975
976 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
977 {
978         while (!IS_TRIE(tn))
979                 tn = resize(t, tn);
980 }
981
982 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
983                            struct fib_alias *new, t_key key)
984 {
985         struct key_vector *n, *l;
986
987         l = leaf_new(key, new);
988         if (!l)
989                 goto noleaf;
990
991         /* retrieve child from parent node */
992         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
993
994         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
995          *
996          *  Add a new tnode here
997          *  first tnode need some special handling
998          *  leaves us in position for handling as case 3
999          */
1000         if (n) {
1001                 struct key_vector *tn;
1002
1003                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1004                 if (!tn)
1005                         goto notnode;
1006
1007                 /* initialize routes out of node */
1008                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1009                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1010
1011                 /* start adding routes into the node */
1012                 put_child_root(tp, key, tn);
1013                 node_set_parent(n, tn);
1014
1015                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1016                 tp = tn;
1017         }
1018
1019         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1020         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1021         put_child_root(tp, key, l);
1022         trie_rebalance(t, tp);
1023
1024         return 0;
1025 notnode:
1026         node_free(l);
1027 noleaf:
1028         return -ENOMEM;
1029 }
1030
1031 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1032                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1033                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1034 {
1035         if (!l)
1036                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1037
1038         if (fa) {
1039                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1040         } else {
1041                 struct fib_alias *last;
1042
1043                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1044                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1045                                 break;
1046                         fa = last;
1047                 }
1048
1049                 if (fa)
1050                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1051                 else
1052                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1053         }
1054
1055         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1056         if (l->slen < new->fa_slen) {
1057                 l->slen = new->fa_slen;
1058                 leaf_push_suffix(tp, l);
1059         }
1060
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 /* Caller must hold RTNL. */
1065 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1066 {
1067         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1068         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1069         struct key_vector *l, *tp;
1070         struct fib_info *fi;
1071         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1072         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1073         u8 tos = cfg->fc_tos;
1074         u32 key;
1075         int err;
1076
1077         if (plen > KEYLENGTH)
1078                 return -EINVAL;
1079
1080         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1081
1082         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1083
1084         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1085                 return -EINVAL;
1086
1087         fi = fib_create_info(cfg);
1088         if (IS_ERR(fi)) {
1089                 err = PTR_ERR(fi);
1090                 goto err;
1091         }
1092
1093         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1094         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority) : NULL;
1095
1096         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1097          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1098          * exists or to the node before which we will insert new one.
1099          *
1100          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1101          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1102          * of the new alias.
1103          */
1104
1105         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1106             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1107                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1108
1109                 err = -EEXIST;
1110                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1111                         goto out;
1112
1113                 /* We have 2 goals:
1114                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1115                  * duplicate routes
1116                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1117                  */
1118                 fa_match = NULL;
1119                 fa_first = fa;
1120                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1121                         if ((fa->fa_slen != slen) || (fa->fa_tos != tos))
1122                                 break;
1123                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1124                                 break;
1125                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1126                             fa->fa_info == fi) {
1127                                 fa_match = fa;
1128                                 break;
1129                         }
1130                 }
1131
1132                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1133                         struct fib_info *fi_drop;
1134                         u8 state;
1135
1136                         fa = fa_first;
1137                         if (fa_match) {
1138                                 if (fa == fa_match)
1139                                         err = 0;
1140                                 goto out;
1141                         }
1142                         err = -ENOBUFS;
1143                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1144                         if (new_fa == NULL)
1145                                 goto out;
1146
1147                         fi_drop = fa->fa_info;
1148                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1149                         new_fa->fa_info = fi;
1150                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1151                         state = fa->fa_state;
1152                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1153                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1154
1155                         err = netdev_switch_fib_ipv4_add(key, plen, fi,
1156                                                          new_fa->fa_tos,
1157                                                          cfg->fc_type,
1158                                                          cfg->fc_nlflags,
1159                                                          tb->tb_id);
1160                         if (err) {
1161                                 netdev_switch_fib_ipv4_abort(fi);
1162                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1163                                 goto out;
1164                         }
1165
1166                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1167
1168                         alias_free_mem_rcu(fa);
1169
1170                         fib_release_info(fi_drop);
1171                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1172                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1173                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1174                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1175
1176                         goto succeeded;
1177                 }
1178                 /* Error if we find a perfect match which
1179                  * uses the same scope, type, and nexthop
1180                  * information.
1181                  */
1182                 if (fa_match)
1183                         goto out;
1184
1185                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1186                         fa = fa_first;
1187         }
1188         err = -ENOENT;
1189         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1190                 goto out;
1191
1192         err = -ENOBUFS;
1193         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1194         if (new_fa == NULL)
1195                 goto out;
1196
1197         new_fa->fa_info = fi;
1198         new_fa->fa_tos = tos;
1199         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1200         new_fa->fa_state = 0;
1201         new_fa->fa_slen = slen;
1202
1203         /* (Optionally) offload fib entry to switch hardware. */
1204         err = netdev_switch_fib_ipv4_add(key, plen, fi, tos,
1205                                          cfg->fc_type,
1206                                          cfg->fc_nlflags,
1207                                          tb->tb_id);
1208         if (err) {
1209                 netdev_switch_fib_ipv4_abort(fi);
1210                 goto out_free_new_fa;
1211         }
1212
1213         /* Insert new entry to the list. */
1214         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1215         if (err)
1216                 goto out_sw_fib_del;
1217
1218         if (!plen)
1219                 tb->tb_num_default++;
1220
1221         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1222         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1223                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1224 succeeded:
1225         return 0;
1226
1227 out_sw_fib_del:
1228         netdev_switch_fib_ipv4_del(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type, tb->tb_id);
1229 out_free_new_fa:
1230         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1231 out:
1232         fib_release_info(fi);
1233 err:
1234         return err;
1235 }
1236
1237 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1238 {
1239         t_key prefix = n->key;
1240
1241         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1242 }
1243
1244 /* should be called with rcu_read_lock */
1245 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1246                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1247 {
1248         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1249 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1250         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1251 #endif
1252         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1253         struct key_vector *n, *pn;
1254         struct fib_alias *fa;
1255         unsigned long index;
1256         t_key cindex;
1257
1258         pn = t->kv;
1259         cindex = 0;
1260
1261         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1262         if (!n)
1263                 return -EAGAIN;
1264
1265 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1266         this_cpu_inc(stats->gets);
1267 #endif
1268
1269         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1270         for (;;) {
1271                 index = get_cindex(key, n);
1272
1273                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1274                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1275                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1276                  * is the difference between the key and this value.  From
1277                  * this we can actually derive several pieces of data.
1278                  *   if (index >= (1ul << bits))
1279                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1280                  *   else
1281                  *     we know the value is cindex
1282                  *
1283                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1284                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1285                  * long is greater than 32 bits.
1286                  */
1287                 if (index >= (1ul << n->bits))
1288                         break;
1289
1290                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1291                 if (IS_LEAF(n))
1292                         goto found;
1293
1294                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1295                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1296                  */
1297                 if (n->slen > n->pos) {
1298                         pn = n;
1299                         cindex = index;
1300                 }
1301
1302                 n = get_child_rcu(n, index);
1303                 if (unlikely(!n))
1304                         goto backtrace;
1305         }
1306
1307         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1308         for (;;) {
1309                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1310                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1311
1312                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1313                  * between the key and the prefix exist in the region of
1314                  * the lsb and higher in the prefix.
1315                  */
1316                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1317                         goto backtrace;
1318
1319                 /* exit out and process leaf */
1320                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1321                         break;
1322
1323                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1324                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1325                  * we started this traversal anyway
1326                  */
1327
1328                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1329 backtrace:
1330 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1331                         if (!n)
1332                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1333 #endif
1334                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1335                          * us to strip at this level so we must ascend back
1336                          * up one level to see if there are any more bits to
1337                          * be stripped there.
1338                          */
1339                         while (!cindex) {
1340                                 t_key pkey = pn->key;
1341
1342                                 /* If we don't have a parent then there is
1343                                  * nothing for us to do as we do not have any
1344                                  * further nodes to parse.
1345                                  */
1346                                 if (IS_TRIE(pn))
1347                                         return -EAGAIN;
1348 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1349                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1350 #endif
1351                                 /* Get Child's index */
1352                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1353                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1354                         }
1355
1356                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1357                         cindex &= cindex - 1;
1358
1359                         /* grab pointer for next child node */
1360                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1361                 }
1362         }
1363
1364 found:
1365         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1366         index = key ^ n->key;
1367
1368         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1369         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1370                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1371                 int nhsel, err;
1372
1373                 if ((index >= (1ul << fa->fa_slen)) &&
1374                     ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen != KEYLENGTH)))
1375                         continue;
1376                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1377                         continue;
1378                 if (fi->fib_dead)
1379                         continue;
1380                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1381                         continue;
1382                 fib_alias_accessed(fa);
1383                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1384                 if (unlikely(err < 0)) {
1385 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1386                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1387 #endif
1388                         return err;
1389                 }
1390                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1391                         continue;
1392                 for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1393                         const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1394
1395                         if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1396                                 continue;
1397                         if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1398                                 continue;
1399
1400                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1401                                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1402
1403                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1404                         res->nh_sel = nhsel;
1405                         res->type = fa->fa_type;
1406                         res->scope = fi->fib_scope;
1407                         res->fi = fi;
1408                         res->table = tb;
1409                         res->fa_head = &n->leaf;
1410 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1411                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1412 #endif
1413                         return err;
1414                 }
1415         }
1416 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1417         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1418 #endif
1419         goto backtrace;
1420 }
1421 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1422
1423 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1424                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1425 {
1426         /* record the location of the previous list_info entry */
1427         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1428         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1429
1430         /* remove the fib_alias from the list */
1431         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1432
1433         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1434          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1435          */
1436         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1437                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1438                 node_free(l);
1439                 trie_rebalance(t, tp);
1440                 return;
1441         }
1442
1443         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1444         if (*pprev)
1445                 return;
1446
1447         /* update the trie with the latest suffix length */
1448         l->slen = fa->fa_slen;
1449         leaf_pull_suffix(tp, l);
1450 }
1451
1452 /* Caller must hold RTNL. */
1453 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1454 {
1455         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1456         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1457         struct key_vector *l, *tp;
1458         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1459         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1460         u8 tos = cfg->fc_tos;
1461         u32 key;
1462
1463         if (plen > KEYLENGTH)
1464                 return -EINVAL;
1465
1466         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1467
1468         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1469                 return -EINVAL;
1470
1471         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1472         if (!l)
1473                 return -ESRCH;
1474
1475         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0);
1476         if (!fa)
1477                 return -ESRCH;
1478
1479         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1480
1481         fa_to_delete = NULL;
1482         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1483                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1484
1485                 if ((fa->fa_slen != slen) || (fa->fa_tos != tos))
1486                         break;
1487
1488                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1489                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1490                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1491                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1492                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1493                     (!cfg->fc_protocol ||
1494                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1495                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1496                         fa_to_delete = fa;
1497                         break;
1498                 }
1499         }
1500
1501         if (!fa_to_delete)
1502                 return -ESRCH;
1503
1504         netdev_switch_fib_ipv4_del(key, plen, fa_to_delete->fa_info, tos,
1505                                    cfg->fc_type, tb->tb_id);
1506
1507         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1508                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1509
1510         if (!plen)
1511                 tb->tb_num_default--;
1512
1513         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1514
1515         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1516                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1517
1518         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1519         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1520         return 0;
1521 }
1522
1523 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1524 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1525 {
1526         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1527         unsigned long cindex;
1528
1529         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1530         do {
1531                 /* record parent and next child index */
1532                 pn = n;
1533                 cindex = get_index(key, pn);
1534
1535                 if (cindex >> pn->bits)
1536                         break;
1537
1538                 /* descend into the next child */
1539                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1540                 if (!n)
1541                         break;
1542
1543                 /* guarantee forward progress on the keys */
1544                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1545                         goto found;
1546         } while (IS_TNODE(n));
1547
1548         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1549         while (!IS_TRIE(pn)) {
1550                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1551                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1552                         t_key pkey = pn->key;
1553
1554                         pn = node_parent_rcu(pn);
1555                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1556                         continue;
1557                 }
1558
1559                 /* grab the next available node */
1560                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1561                 if (!n)
1562                         continue;
1563
1564                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1565                 if (IS_LEAF(n))
1566                         goto found;
1567
1568                 /* Rescan start scanning in new node */
1569                 pn = n;
1570                 cindex = 0;
1571         }
1572
1573         *tn = pn;
1574         return NULL; /* Root of trie */
1575 found:
1576         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1577         *tn = pn;
1578         return n;
1579 }
1580
1581 /* Caller must hold RTNL */
1582 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1583 {
1584         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1585         struct key_vector *pn = t->kv;
1586         unsigned long cindex = 1;
1587         struct hlist_node *tmp;
1588         struct fib_alias *fa;
1589
1590         /* walk trie in reverse order */
1591         for (;;) {
1592                 struct key_vector *n;
1593
1594                 if (!(cindex--)) {
1595                         t_key pkey = pn->key;
1596
1597                         /* cannot resize the trie vector */
1598                         if (IS_TRIE(pn))
1599                                 break;
1600
1601                         /* no need to resize like in flush below */
1602                         pn = node_parent(pn);
1603                         cindex = get_index(pkey, pn);
1604
1605                         continue;
1606                 }
1607
1608                 /* grab the next available node */
1609                 n = get_child(pn, cindex);
1610                 if (!n)
1611                         continue;
1612
1613                 if (IS_TNODE(n)) {
1614                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1615                         pn = n;
1616                         cindex = 1ul << n->bits;
1617
1618                         continue;
1619                 }
1620
1621                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1622                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1623
1624                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_EXTERNAL))
1625                                 continue;
1626
1627                         netdev_switch_fib_ipv4_del(n->key,
1628                                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1629                                                    fi, fa->fa_tos,
1630                                                    fa->fa_type, tb->tb_id);
1631                 }
1632         }
1633 }
1634
1635 /* Caller must hold RTNL. */
1636 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1637 {
1638         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1639         struct key_vector *pn = t->kv;
1640         unsigned long cindex = 1;
1641         struct hlist_node *tmp;
1642         struct fib_alias *fa;
1643         int found = 0;
1644
1645         /* walk trie in reverse order */
1646         for (;;) {
1647                 unsigned char slen = 0;
1648                 struct key_vector *n;
1649
1650                 if (!(cindex--)) {
1651                         t_key pkey = pn->key;
1652
1653                         /* cannot resize the trie vector */
1654                         if (IS_TRIE(pn))
1655                                 break;
1656
1657                         /* resize completed node */
1658                         pn = resize(t, pn);
1659                         cindex = get_index(pkey, pn);
1660
1661                         continue;
1662                 }
1663
1664                 /* grab the next available node */
1665                 n = get_child(pn, cindex);
1666                 if (!n)
1667                         continue;
1668
1669                 if (IS_TNODE(n)) {
1670                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1671                         pn = n;
1672                         cindex = 1ul << n->bits;
1673
1674                         continue;
1675                 }
1676
1677                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1678                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1679
1680                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1681                                 slen = fa->fa_slen;
1682                                 continue;
1683                         }
1684
1685                         netdev_switch_fib_ipv4_del(n->key,
1686                                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1687                                                    fi, fa->fa_tos,
1688                                                    fa->fa_type, tb->tb_id);
1689                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1690                         fib_release_info(fa->fa_info);
1691                         alias_free_mem_rcu(fa);
1692                         found++;
1693                 }
1694
1695                 /* update leaf slen */
1696                 n->slen = slen;
1697
1698                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1699                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1700                         node_free(n);
1701                 } else {
1702                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1703                 }
1704         }
1705
1706         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1707         return found;
1708 }
1709
1710 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
1711 {
1712         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
1713 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1714         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1715
1716         free_percpu(t->stats);
1717 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
1718         kfree(tb);
1719 }
1720
1721 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1722 {
1723         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
1724 }
1725
1726 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
1727                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1728 {
1729         __be32 xkey = htonl(l->key);
1730         struct fib_alias *fa;
1731         int i, s_i;
1732
1733         s_i = cb->args[4];
1734         i = 0;
1735
1736         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1737         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1738                 if (i < s_i) {
1739                         i++;
1740                         continue;
1741                 }
1742
1743                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1744                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1745                                   RTM_NEWROUTE,
1746                                   tb->tb_id,
1747                                   fa->fa_type,
1748                                   xkey,
1749                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1750                                   fa->fa_tos,
1751                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1752                         cb->args[4] = i;
1753                         return -1;
1754                 }
1755                 i++;
1756         }
1757
1758         cb->args[4] = i;
1759         return skb->len;
1760 }
1761
1762 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1763 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1764                    struct netlink_callback *cb)
1765 {
1766         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1767         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
1768         /* Dump starting at last key.
1769          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1770          */
1771         int count = cb->args[2];
1772         t_key key = cb->args[3];
1773
1774         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1775                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1776                         cb->args[3] = key;
1777                         cb->args[2] = count;
1778                         return -1;
1779                 }
1780
1781                 ++count;
1782                 key = l->key + 1;
1783
1784                 memset(&cb->args[4], 0,
1785                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1786
1787                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1788                 if (key < l->key)
1789                         break;
1790         }
1791
1792         cb->args[3] = key;
1793         cb->args[2] = count;
1794
1795         return skb->len;
1796 }
1797
1798 void __init fib_trie_init(void)
1799 {
1800         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1801                                           sizeof(struct fib_alias),
1802                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1803
1804         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1805                                            LEAF_SIZE,
1806                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1807 }
1808
1809 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id)
1810 {
1811         struct fib_table *tb;
1812         struct trie *t;
1813
1814         tb = kzalloc(sizeof(*tb) + sizeof(struct trie), GFP_KERNEL);
1815         if (tb == NULL)
1816                 return NULL;
1817
1818         tb->tb_id = id;
1819         tb->tb_default = -1;
1820         tb->tb_num_default = 0;
1821
1822         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1823         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
1824         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
1825 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1826         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
1827         if (!t->stats) {
1828                 kfree(tb);
1829                 tb = NULL;
1830         }
1831 #endif
1832
1833         return tb;
1834 }
1835
1836 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1837 /* Depth first Trie walk iterator */
1838 struct fib_trie_iter {
1839         struct seq_net_private p;
1840         struct fib_table *tb;
1841         struct key_vector *tnode;
1842         unsigned int index;
1843         unsigned int depth;
1844 };
1845
1846 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
1847 {
1848         unsigned long cindex = iter->index;
1849         struct key_vector *pn = iter->tnode;
1850         t_key pkey;
1851
1852         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
1853                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
1854
1855         while (!IS_TRIE(pn)) {
1856                 while (cindex < child_length(pn)) {
1857                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1858
1859                         if (!n)
1860                                 continue;
1861
1862                         if (IS_LEAF(n)) {
1863                                 iter->tnode = pn;
1864                                 iter->index = cindex;
1865                         } else {
1866                                 /* push down one level */
1867                                 iter->tnode = n;
1868                                 iter->index = 0;
1869                                 ++iter->depth;
1870                         }
1871
1872                         return n;
1873                 }
1874
1875                 /* Current node exhausted, pop back up */
1876                 pkey = pn->key;
1877                 pn = node_parent_rcu(pn);
1878                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1879                 --iter->depth;
1880         }
1881
1882         /* record root node so further searches know we are done */
1883         iter->tnode = pn;
1884         iter->index = 0;
1885
1886         return NULL;
1887 }
1888
1889 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
1890                                              struct trie *t)
1891 {
1892         struct key_vector *n, *pn = t->kv;
1893
1894         if (!t)
1895                 return NULL;
1896
1897         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
1898         if (!n)
1899                 return NULL;
1900
1901         if (IS_TNODE(n)) {
1902                 iter->tnode = n;
1903                 iter->index = 0;
1904                 iter->depth = 1;
1905         } else {
1906                 iter->tnode = pn;
1907                 iter->index = 0;
1908                 iter->depth = 0;
1909         }
1910
1911         return n;
1912 }
1913
1914 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
1915 {
1916         struct key_vector *n;
1917         struct fib_trie_iter iter;
1918
1919         memset(s, 0, sizeof(*s));
1920
1921         rcu_read_lock();
1922         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
1923                 if (IS_LEAF(n)) {
1924                         struct fib_alias *fa;
1925
1926                         s->leaves++;
1927                         s->totdepth += iter.depth;
1928                         if (iter.depth > s->maxdepth)
1929                                 s->maxdepth = iter.depth;
1930
1931                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
1932                                 ++s->prefixes;
1933                 } else {
1934                         s->tnodes++;
1935                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
1936                                 s->nodesizes[n->bits]++;
1937                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
1938                 }
1939         }
1940         rcu_read_unlock();
1941 }
1942
1943 /*
1944  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
1945  */
1946 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
1947 {
1948         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
1949
1950         if (stat->leaves)
1951                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
1952         else
1953                 avdepth = 0;
1954
1955         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
1956                    avdepth / 100, avdepth % 100);
1957         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
1958
1959         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
1960         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
1961
1962         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
1963         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
1964
1965         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
1966         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
1967
1968         max = MAX_STAT_DEPTH;
1969         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
1970                 max--;
1971
1972         pointers = 0;
1973         for (i = 1; i < max; i++)
1974                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
1975                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
1976                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
1977                 }
1978         seq_putc(seq, '\n');
1979         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
1980
1981         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
1982         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
1983         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
1984 }
1985
1986 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1987 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
1988                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
1989 {
1990         struct trie_use_stats s = { 0 };
1991         int cpu;
1992
1993         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
1994         for_each_possible_cpu(cpu) {
1995                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
1996
1997                 s.gets += pcpu->gets;
1998                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
1999                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2000                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2001                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2002                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2003         }
2004
2005         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2006         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2007         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2008         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2009                    s.semantic_match_passed);
2010         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2011         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2012         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2013 }
2014 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2015
2016 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2017 {
2018         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2019                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2020         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2021                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2022         else
2023                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2024 }
2025
2026
2027 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2028 {
2029         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2030         unsigned int h;
2031
2032         seq_printf(seq,
2033                    "Basic info: size of leaf:"
2034                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2035                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2036
2037         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2038                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2039                 struct fib_table *tb;
2040
2041                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2042                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2043                         struct trie_stat stat;
2044
2045                         if (!t)
2046                                 continue;
2047
2048                         fib_table_print(seq, tb);
2049
2050                         trie_collect_stats(t, &stat);
2051                         trie_show_stats(seq, &stat);
2052 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2053                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2054 #endif
2055                 }
2056         }
2057
2058         return 0;
2059 }
2060
2061 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2062 {
2063         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2064 }
2065
2066 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2067         .owner  = THIS_MODULE,
2068         .open   = fib_triestat_seq_open,
2069         .read   = seq_read,
2070         .llseek = seq_lseek,
2071         .release = single_release_net,
2072 };
2073
2074 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2075 {
2076         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2077         struct net *net = seq_file_net(seq);
2078         loff_t idx = 0;
2079         unsigned int h;
2080
2081         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2082                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2083                 struct fib_table *tb;
2084
2085                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2086                         struct key_vector *n;
2087
2088                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2089                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2090                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2091                                 if (pos == idx++) {
2092                                         iter->tb = tb;
2093                                         return n;
2094                                 }
2095                 }
2096         }
2097
2098         return NULL;
2099 }
2100
2101 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2102         __acquires(RCU)
2103 {
2104         rcu_read_lock();
2105         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2106 }
2107
2108 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2109 {
2110         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2111         struct net *net = seq_file_net(seq);
2112         struct fib_table *tb = iter->tb;
2113         struct hlist_node *tb_node;
2114         unsigned int h;
2115         struct key_vector *n;
2116
2117         ++*pos;
2118         /* next node in same table */
2119         n = fib_trie_get_next(iter);
2120         if (n)
2121                 return n;
2122
2123         /* walk rest of this hash chain */
2124         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2125         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2126                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2127                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2128                 if (n)
2129                         goto found;
2130         }
2131
2132         /* new hash chain */
2133         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2134                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2135                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2136                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2137                         if (n)
2138                                 goto found;
2139                 }
2140         }
2141         return NULL;
2142
2143 found:
2144         iter->tb = tb;
2145         return n;
2146 }
2147
2148 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2149         __releases(RCU)
2150 {
2151         rcu_read_unlock();
2152 }
2153
2154 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2155 {
2156         while (n-- > 0)
2157                 seq_puts(seq, "   ");
2158 }
2159
2160 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2161 {
2162         switch (s) {
2163         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2164         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2165         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2166         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2167         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2168         default:
2169                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2170                 return buf;
2171         }
2172 }
2173
2174 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2175         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2176         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2177         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2178         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2179         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2180         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2181         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2182         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2183         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2184         [RTN_THROW] = "THROW",
2185         [RTN_NAT] = "NAT",
2186         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2187 };
2188
2189 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2190 {
2191         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2192                 return rtn_type_names[t];
2193         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2194         return buf;
2195 }
2196
2197 /* Pretty print the trie */
2198 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2199 {
2200         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2201         struct key_vector *n = v;
2202
2203         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2204                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2205
2206         if (IS_TNODE(n)) {
2207                 __be32 prf = htonl(n->key);
2208
2209                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2210                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2211                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2212                            tn_info(n)->full_children,
2213                            tn_info(n)->empty_children);
2214         } else {
2215                 __be32 val = htonl(n->key);
2216                 struct fib_alias *fa;
2217
2218                 seq_indent(seq, iter->depth);
2219                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2220
2221                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2222                         char buf1[32], buf2[32];
2223
2224                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2225                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2226                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2227                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2228                                              fa->fa_info->fib_scope),
2229                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2230                                             fa->fa_type));
2231                         if (fa->fa_tos)
2232                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2233                         seq_putc(seq, '\n');
2234                 }
2235         }
2236
2237         return 0;
2238 }
2239
2240 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2241         .start  = fib_trie_seq_start,
2242         .next   = fib_trie_seq_next,
2243         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2244         .show   = fib_trie_seq_show,
2245 };
2246
2247 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2248 {
2249         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2250                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2251 }
2252
2253 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2254         .owner  = THIS_MODULE,
2255         .open   = fib_trie_seq_open,
2256         .read   = seq_read,
2257         .llseek = seq_lseek,
2258         .release = seq_release_net,
2259 };
2260
2261 struct fib_route_iter {
2262         struct seq_net_private p;
2263         struct fib_table *main_tb;
2264         struct key_vector *tnode;
2265         loff_t  pos;
2266         t_key   key;
2267 };
2268
2269 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2270                                             loff_t pos)
2271 {
2272         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2273         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2274         struct trie *t;
2275         t_key key;
2276
2277         /* use cache location of next-to-find key */
2278         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2279                 pos -= iter->pos;
2280                 key = iter->key;
2281         } else {
2282                 t = (struct trie *)tb->tb_data;
2283                 iter->tnode = t->kv;
2284                 iter->pos = 0;
2285                 key = 0;
2286         }
2287
2288         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) != NULL) {
2289                 key = l->key + 1;
2290                 iter->pos++;
2291
2292                 if (pos-- <= 0)
2293                         break;
2294
2295                 l = NULL;
2296
2297                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2298                 if (!key)
2299                         break;
2300         }
2301
2302         if (l)
2303                 iter->key = key;        /* remember it */
2304         else
2305                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2306
2307         return l;
2308 }
2309
2310 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2311         __acquires(RCU)
2312 {
2313         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2314         struct fib_table *tb;
2315         struct trie *t;
2316
2317         rcu_read_lock();
2318
2319         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2320         if (!tb)
2321                 return NULL;
2322
2323         iter->main_tb = tb;
2324
2325         if (*pos != 0)
2326                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2327
2328         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2329         iter->tnode = t->kv;
2330         iter->pos = 0;
2331         iter->key = 0;
2332
2333         return SEQ_START_TOKEN;
2334 }
2335
2336 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2337 {
2338         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2339         struct key_vector *l = NULL;
2340         t_key key = iter->key;
2341
2342         ++*pos;
2343
2344         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2345         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2346                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2347
2348         if (l) {
2349                 iter->key = l->key + 1;
2350                 iter->pos++;
2351         } else {
2352                 iter->pos = 0;
2353         }
2354
2355         return l;
2356 }
2357
2358 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2359         __releases(RCU)
2360 {
2361         rcu_read_unlock();
2362 }
2363
2364 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2365 {
2366         unsigned int flags = 0;
2367
2368         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2369                 flags = RTF_REJECT;
2370         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2371                 flags |= RTF_GATEWAY;
2372         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2373                 flags |= RTF_HOST;
2374         flags |= RTF_UP;
2375         return flags;
2376 }
2377
2378 /*
2379  *      This outputs /proc/net/route.
2380  *      The format of the file is not supposed to be changed
2381  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2382  *      legacy utilities
2383  */
2384 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2385 {
2386         struct fib_alias *fa;
2387         struct key_vector *l = v;
2388         __be32 prefix;
2389
2390         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2391                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2392                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2393                            "\tWindow\tIRTT");
2394                 return 0;
2395         }
2396
2397         prefix = htonl(l->key);
2398
2399         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2400                 const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2401                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2402                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2403
2404                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2405                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2406                         continue;
2407
2408                 seq_setwidth(seq, 127);
2409
2410                 if (fi)
2411                         seq_printf(seq,
2412                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2413                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2414                                    fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2415                                    prefix,
2416                                    fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2417                                    fi->fib_priority,
2418                                    mask,
2419                                    (fi->fib_advmss ?
2420                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2421                                    fi->fib_window,
2422                                    fi->fib_rtt >> 3);
2423                 else
2424                         seq_printf(seq,
2425                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2426                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2427                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2428                                    mask, 0, 0, 0);
2429
2430                 seq_pad(seq, '\n');
2431         }
2432
2433         return 0;
2434 }
2435
2436 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2437         .start  = fib_route_seq_start,
2438         .next   = fib_route_seq_next,
2439         .stop   = fib_route_seq_stop,
2440         .show   = fib_route_seq_show,
2441 };
2442
2443 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2444 {
2445         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2446                             sizeof(struct fib_route_iter));
2447 }
2448
2449 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2450         .owner  = THIS_MODULE,
2451         .open   = fib_route_seq_open,
2452         .read   = seq_read,
2453         .llseek = seq_lseek,
2454         .release = seq_release_net,
2455 };
2456
2457 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2458 {
2459         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2460                 goto out1;
2461
2462         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2463                          &fib_triestat_fops))
2464                 goto out2;
2465
2466         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2467                 goto out3;
2468
2469         return 0;
2470
2471 out3:
2472         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2473 out2:
2474         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2475 out1:
2476         return -ENOMEM;
2477 }
2478
2479 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2480 {
2481         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2482         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2483         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2484 }
2485
2486 #endif /* CONFIG_PROC_FS */