]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - net/ipv4/fib_trie.c
gre: fix spelling in comments
[~andy/linux] / 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 <asm/system.h>
55 #include <linux/bitops.h>
56 #include <linux/types.h>
57 #include <linux/kernel.h>
58 #include <linux/mm.h>
59 #include <linux/string.h>
60 #include <linux/socket.h>
61 #include <linux/sockios.h>
62 #include <linux/errno.h>
63 #include <linux/in.h>
64 #include <linux/inet.h>
65 #include <linux/inetdevice.h>
66 #include <linux/netdevice.h>
67 #include <linux/if_arp.h>
68 #include <linux/proc_fs.h>
69 #include <linux/rcupdate.h>
70 #include <linux/skbuff.h>
71 #include <linux/netlink.h>
72 #include <linux/init.h>
73 #include <linux/list.h>
74 #include <linux/slab.h>
75 #include <linux/prefetch.h>
76 #include <linux/export.h>
77 #include <net/net_namespace.h>
78 #include <net/ip.h>
79 #include <net/protocol.h>
80 #include <net/route.h>
81 #include <net/tcp.h>
82 #include <net/sock.h>
83 #include <net/ip_fib.h>
84 #include "fib_lookup.h"
85
86 #define MAX_STAT_DEPTH 32
87
88 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
89
90 typedef unsigned int t_key;
91
92 #define T_TNODE 0
93 #define T_LEAF  1
94 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
95 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
96
97 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
98 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
99
100 struct rt_trie_node {
101         unsigned long parent;
102         t_key key;
103 };
104
105 struct leaf {
106         unsigned long parent;
107         t_key key;
108         struct hlist_head list;
109         struct rcu_head rcu;
110 };
111
112 struct leaf_info {
113         struct hlist_node hlist;
114         int plen;
115         u32 mask_plen; /* ntohl(inet_make_mask(plen)) */
116         struct list_head falh;
117         struct rcu_head rcu;
118 };
119
120 struct tnode {
121         unsigned long parent;
122         t_key key;
123         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
124         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
125         unsigned int full_children;     /* KEYLENGTH bits needed */
126         unsigned int empty_children;    /* KEYLENGTH bits needed */
127         union {
128                 struct rcu_head rcu;
129                 struct work_struct work;
130                 struct tnode *tnode_free;
131         };
132         struct rt_trie_node __rcu *child[0];
133 };
134
135 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
136 struct trie_use_stats {
137         unsigned int gets;
138         unsigned int backtrack;
139         unsigned int semantic_match_passed;
140         unsigned int semantic_match_miss;
141         unsigned int null_node_hit;
142         unsigned int resize_node_skipped;
143 };
144 #endif
145
146 struct trie_stat {
147         unsigned int totdepth;
148         unsigned int maxdepth;
149         unsigned int tnodes;
150         unsigned int leaves;
151         unsigned int nullpointers;
152         unsigned int prefixes;
153         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
154 };
155
156 struct trie {
157         struct rt_trie_node __rcu *trie;
158 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
159         struct trie_use_stats stats;
160 #endif
161 };
162
163 static void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n);
164 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
165                                   int wasfull);
166 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
167 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
168 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
169 /* tnodes to free after resize(); protected by RTNL */
170 static struct tnode *tnode_free_head;
171 static size_t tnode_free_size;
172
173 /*
174  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
175  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
176  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
177  */
178 static const int sync_pages = 128;
179
180 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
181 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
182
183 /*
184  * caller must hold RTNL
185  */
186 static inline struct tnode *node_parent(const struct rt_trie_node *node)
187 {
188         unsigned long parent;
189
190         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, lockdep_rtnl_is_held());
191
192         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
193 }
194
195 /*
196  * caller must hold RCU read lock or RTNL
197  */
198 static inline struct tnode *node_parent_rcu(const struct rt_trie_node *node)
199 {
200         unsigned long parent;
201
202         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, rcu_read_lock_held() ||
203                                                            lockdep_rtnl_is_held());
204
205         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
206 }
207
208 /* Same as rcu_assign_pointer
209  * but that macro() assumes that value is a pointer.
210  */
211 static inline void node_set_parent(struct rt_trie_node *node, struct tnode *ptr)
212 {
213         smp_wmb();
214         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
215 }
216
217 /*
218  * caller must hold RTNL
219  */
220 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child(const struct tnode *tn, unsigned int i)
221 {
222         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
223
224         return rtnl_dereference(tn->child[i]);
225 }
226
227 /*
228  * caller must hold RCU read lock or RTNL
229  */
230 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child_rcu(const struct tnode *tn, unsigned int i)
231 {
232         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
233
234         return rcu_dereference_rtnl(tn->child[i]);
235 }
236
237 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
238 {
239         return 1 << tn->bits;
240 }
241
242 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned int l)
243 {
244         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
245 }
246
247 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, unsigned int offset, unsigned int bits)
248 {
249         if (offset < KEYLENGTH)
250                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
251         else
252                 return 0;
253 }
254
255 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
256 {
257         return a == b;
258 }
259
260 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
261 {
262         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
263                 return 1;
264         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
265         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
266 }
267
268 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
269 {
270         t_key diff = a ^ b;
271         int i = offset;
272
273         if (!diff)
274                 return 0;
275         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
276                 i++;
277         return i;
278 }
279
280 /*
281   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
282   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
283   all of the bits in that key are significant.
284
285   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
286
287   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
288   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
289   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
290   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
291   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
292   correct key path.
293
294   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
295   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
296   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
297   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
298   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
299   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
300
301   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
302   have many different meanings.
303
304   Example:
305   _________________________________________________________________
306   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
307   -----------------------------------------------------------------
308     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
309
310   _________________________________________________________________
311   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
312   -----------------------------------------------------------------
313    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
314
315   tp->pos = 7
316   tp->bits = 3
317   n->pos = 15
318   n->bits = 4
319
320   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
321   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
322   not use them for anything.
323
324   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
325   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
326   'n' among tp's children.
327
328   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
329   for the node n.
330
331   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
332   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
333
334   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
335   n's child array, and will of course be different for each child.
336
337
338   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
339   at this point.
340
341 */
342
343 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
344 {
345         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
346 }
347
348 static const int halve_threshold = 25;
349 static const int inflate_threshold = 50;
350 static const int halve_threshold_root = 15;
351 static const int inflate_threshold_root = 30;
352
353 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
354 {
355         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
356         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
357 }
358
359 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
360 {
361         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
362 }
363
364 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
365 {
366         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
367         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
368 }
369
370 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
371 {
372         call_rcu_bh(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
373 }
374
375 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
376 {
377         kfree_rcu(leaf, rcu);
378 }
379
380 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
381 {
382         if (size <= PAGE_SIZE)
383                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
384         else
385                 return vzalloc(size);
386 }
387
388 static void __tnode_vfree(struct work_struct *arg)
389 {
390         struct tnode *tn = container_of(arg, struct tnode, work);
391         vfree(tn);
392 }
393
394 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
395 {
396         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
397         size_t size = sizeof(struct tnode) +
398                       (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
399
400         if (size <= PAGE_SIZE)
401                 kfree(tn);
402         else {
403                 INIT_WORK(&tn->work, __tnode_vfree);
404                 schedule_work(&tn->work);
405         }
406 }
407
408 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
409 {
410         if (IS_LEAF(tn))
411                 free_leaf((struct leaf *) tn);
412         else
413                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
414 }
415
416 static void tnode_free_safe(struct tnode *tn)
417 {
418         BUG_ON(IS_LEAF(tn));
419         tn->tnode_free = tnode_free_head;
420         tnode_free_head = tn;
421         tnode_free_size += sizeof(struct tnode) +
422                            (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
423 }
424
425 static void tnode_free_flush(void)
426 {
427         struct tnode *tn;
428
429         while ((tn = tnode_free_head)) {
430                 tnode_free_head = tn->tnode_free;
431                 tn->tnode_free = NULL;
432                 tnode_free(tn);
433         }
434
435         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
436                 tnode_free_size = 0;
437                 synchronize_rcu();
438         }
439 }
440
441 static struct leaf *leaf_new(void)
442 {
443         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
444         if (l) {
445                 l->parent = T_LEAF;
446                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
447         }
448         return l;
449 }
450
451 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
452 {
453         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
454         if (li) {
455                 li->plen = plen;
456                 li->mask_plen = ntohl(inet_make_mask(plen));
457                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
458         }
459         return li;
460 }
461
462 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
463 {
464         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
465         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
466
467         if (tn) {
468                 tn->parent = T_TNODE;
469                 tn->pos = pos;
470                 tn->bits = bits;
471                 tn->key = key;
472                 tn->full_children = 0;
473                 tn->empty_children = 1<<bits;
474         }
475
476         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tn, sizeof(struct tnode),
477                  sizeof(struct rt_trie_node) << bits);
478         return tn;
479 }
480
481 /*
482  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
483  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
484  */
485
486 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct rt_trie_node *n)
487 {
488         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
489                 return 0;
490
491         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
492 }
493
494 static inline void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i,
495                              struct rt_trie_node *n)
496 {
497         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
498 }
499
500  /*
501   * Add a child at position i overwriting the old value.
502   * Update the value of full_children and empty_children.
503   */
504
505 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
506                                   int wasfull)
507 {
508         struct rt_trie_node *chi = rtnl_dereference(tn->child[i]);
509         int isfull;
510
511         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
512
513         /* update emptyChildren */
514         if (n == NULL && chi != NULL)
515                 tn->empty_children++;
516         else if (n != NULL && chi == NULL)
517                 tn->empty_children--;
518
519         /* update fullChildren */
520         if (wasfull == -1)
521                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
522
523         isfull = tnode_full(tn, n);
524         if (wasfull && !isfull)
525                 tn->full_children--;
526         else if (!wasfull && isfull)
527                 tn->full_children++;
528
529         if (n)
530                 node_set_parent(n, tn);
531
532         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
533 }
534
535 #define MAX_WORK 10
536 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
537 {
538         int i;
539         struct tnode *old_tn;
540         int inflate_threshold_use;
541         int halve_threshold_use;
542         int max_work;
543
544         if (!tn)
545                 return NULL;
546
547         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
548                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
549
550         /* No children */
551         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
552                 tnode_free_safe(tn);
553                 return NULL;
554         }
555         /* One child */
556         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
557                 goto one_child;
558         /*
559          * Double as long as the resulting node has a number of
560          * nonempty nodes that are above the threshold.
561          */
562
563         /*
564          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
565          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
566          * Telecommunications, page 6:
567          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
568          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
569          *
570          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
571          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
572          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
573          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
574          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
575          * multiply the left-hand side by 50.
576          *
577          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
578          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
579          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
580          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
581          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
582          * we just count them one extra time here.
583          *
584          * A clearer way to write this would be:
585          *
586          * to_be_doubled = tn->full_children;
587          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
588          *     tn->full_children;
589          *
590          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
591          *
592          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
593          *      new_child_length;
594          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
595          *
596          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
597          *
598          * anyway,
599          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
600          *      inflate_threshold
601          *
602          * avoid a division:
603          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
604          *      inflate_threshold * new_child_length
605          *
606          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
607          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
608          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
609          *
610          * expand new_child_length:
611          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
612          *    tn->full_children) >=
613          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
614          *
615          * shorten again:
616          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
617          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
618          *    tnode_child_length(tn)
619          *
620          */
621
622         check_tnode(tn);
623
624         /* Keep root node larger  */
625
626         if (!node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) {
627                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
628                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
629         } else {
630                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
631                 halve_threshold_use = halve_threshold;
632         }
633
634         max_work = MAX_WORK;
635         while ((tn->full_children > 0 &&  max_work-- &&
636                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
637                       - tn->empty_children)
638                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
639
640                 old_tn = tn;
641                 tn = inflate(t, tn);
642
643                 if (IS_ERR(tn)) {
644                         tn = old_tn;
645 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
646                         t->stats.resize_node_skipped++;
647 #endif
648                         break;
649                 }
650         }
651
652         check_tnode(tn);
653
654         /* Return if at least one inflate is run */
655         if (max_work != MAX_WORK)
656                 return (struct rt_trie_node *) tn;
657
658         /*
659          * Halve as long as the number of empty children in this
660          * node is above threshold.
661          */
662
663         max_work = MAX_WORK;
664         while (tn->bits > 1 &&  max_work-- &&
665                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
666                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
667
668                 old_tn = tn;
669                 tn = halve(t, tn);
670                 if (IS_ERR(tn)) {
671                         tn = old_tn;
672 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
673                         t->stats.resize_node_skipped++;
674 #endif
675                         break;
676                 }
677         }
678
679
680         /* Only one child remains */
681         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1) {
682 one_child:
683                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
684                         struct rt_trie_node *n;
685
686                         n = rtnl_dereference(tn->child[i]);
687                         if (!n)
688                                 continue;
689
690                         /* compress one level */
691
692                         node_set_parent(n, NULL);
693                         tnode_free_safe(tn);
694                         return n;
695                 }
696         }
697         return (struct rt_trie_node *) tn;
698 }
699
700
701 static void tnode_clean_free(struct tnode *tn)
702 {
703         int i;
704         struct tnode *tofree;
705
706         for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
707                 tofree = (struct tnode *)rtnl_dereference(tn->child[i]);
708                 if (tofree)
709                         tnode_free(tofree);
710         }
711         tnode_free(tn);
712 }
713
714 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
715 {
716         struct tnode *oldtnode = tn;
717         int olen = tnode_child_length(tn);
718         int i;
719
720         pr_debug("In inflate\n");
721
722         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
723
724         if (!tn)
725                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
726
727         /*
728          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
729          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
730          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
731          * of tnode is ignored.
732          */
733
734         for (i = 0; i < olen; i++) {
735                 struct tnode *inode;
736
737                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
738                 if (inode &&
739                     IS_TNODE(inode) &&
740                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
741                     inode->bits > 1) {
742                         struct tnode *left, *right;
743                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
744
745                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
746                                          inode->bits - 1);
747                         if (!left)
748                                 goto nomem;
749
750                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
751                                           inode->bits - 1);
752
753                         if (!right) {
754                                 tnode_free(left);
755                                 goto nomem;
756                         }
757
758                         put_child(t, tn, 2*i, (struct rt_trie_node *) left);
759                         put_child(t, tn, 2*i+1, (struct rt_trie_node *) right);
760                 }
761         }
762
763         for (i = 0; i < olen; i++) {
764                 struct tnode *inode;
765                 struct rt_trie_node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
766                 struct tnode *left, *right;
767                 int size, j;
768
769                 /* An empty child */
770                 if (node == NULL)
771                         continue;
772
773                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
774
775                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
776                    tn->pos + tn->bits - 1) {
777                         if (tkey_extract_bits(node->key,
778                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
779                                               1) == 0)
780                                 put_child(t, tn, 2*i, node);
781                         else
782                                 put_child(t, tn, 2*i+1, node);
783                         continue;
784                 }
785
786                 /* An internal node with two children */
787                 inode = (struct tnode *) node;
788
789                 if (inode->bits == 1) {
790                         put_child(t, tn, 2*i, rtnl_dereference(inode->child[0]));
791                         put_child(t, tn, 2*i+1, rtnl_dereference(inode->child[1]));
792
793                         tnode_free_safe(inode);
794                         continue;
795                 }
796
797                 /* An internal node with more than two children */
798
799                 /* We will replace this node 'inode' with two new
800                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
801                  * original children. The two new nodes will have
802                  * a position one bit further down the key and this
803                  * means that the "significant" part of their keys
804                  * (see the discussion near the top of this file)
805                  * will differ by one bit, which will be "0" in
806                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
807                  * moving the key position by one step, the bit that
808                  * we are moving away from - the bit at position
809                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
810                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
811                  * two  new keys.
812                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
813                  * the position (inode->pos)
814                  */
815
816                 /* Use the old key, but set the new significant
817                  *   bit to zero.
818                  */
819
820                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
821                 put_child(t, tn, 2*i, NULL);
822
823                 BUG_ON(!left);
824
825                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
826                 put_child(t, tn, 2*i+1, NULL);
827
828                 BUG_ON(!right);
829
830                 size = tnode_child_length(left);
831                 for (j = 0; j < size; j++) {
832                         put_child(t, left, j, rtnl_dereference(inode->child[j]));
833                         put_child(t, right, j, rtnl_dereference(inode->child[j + size]));
834                 }
835                 put_child(t, tn, 2*i, resize(t, left));
836                 put_child(t, tn, 2*i+1, resize(t, right));
837
838                 tnode_free_safe(inode);
839         }
840         tnode_free_safe(oldtnode);
841         return tn;
842 nomem:
843         tnode_clean_free(tn);
844         return ERR_PTR(-ENOMEM);
845 }
846
847 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
848 {
849         struct tnode *oldtnode = tn;
850         struct rt_trie_node *left, *right;
851         int i;
852         int olen = tnode_child_length(tn);
853
854         pr_debug("In halve\n");
855
856         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
857
858         if (!tn)
859                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
860
861         /*
862          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
863          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
864          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
865          * of tnode is ignored.
866          */
867
868         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
869                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
870                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
871
872                 /* Two nonempty children */
873                 if (left && right) {
874                         struct tnode *newn;
875
876                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
877
878                         if (!newn)
879                                 goto nomem;
880
881                         put_child(t, tn, i/2, (struct rt_trie_node *)newn);
882                 }
883
884         }
885
886         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
887                 struct tnode *newBinNode;
888
889                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
890                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
891
892                 /* At least one of the children is empty */
893                 if (left == NULL) {
894                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
895                                 continue;
896                         put_child(t, tn, i/2, right);
897                         continue;
898                 }
899
900                 if (right == NULL) {
901                         put_child(t, tn, i/2, left);
902                         continue;
903                 }
904
905                 /* Two nonempty children */
906                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
907                 put_child(t, tn, i/2, NULL);
908                 put_child(t, newBinNode, 0, left);
909                 put_child(t, newBinNode, 1, right);
910                 put_child(t, tn, i/2, resize(t, newBinNode));
911         }
912         tnode_free_safe(oldtnode);
913         return tn;
914 nomem:
915         tnode_clean_free(tn);
916         return ERR_PTR(-ENOMEM);
917 }
918
919 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
920  via get_fa_head and dump */
921
922 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
923 {
924         struct hlist_head *head = &l->list;
925         struct hlist_node *node;
926         struct leaf_info *li;
927
928         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
929                 if (li->plen == plen)
930                         return li;
931
932         return NULL;
933 }
934
935 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
936 {
937         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
938
939         if (!li)
940                 return NULL;
941
942         return &li->falh;
943 }
944
945 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
946 {
947         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
948         struct hlist_node *node;
949
950         if (hlist_empty(head)) {
951                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
952         } else {
953                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
954                         if (new->plen > li->plen)
955                                 break;
956
957                         last = li;
958                 }
959                 if (last)
960                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
961                 else
962                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
963         }
964 }
965
966 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
967
968 static struct leaf *
969 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
970 {
971         int pos;
972         struct tnode *tn;
973         struct rt_trie_node *n;
974
975         pos = 0;
976         n = rcu_dereference_rtnl(t->trie);
977
978         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
979                 tn = (struct tnode *) n;
980
981                 check_tnode(tn);
982
983                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
984                         pos = tn->pos + tn->bits;
985                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
986                                                 tkey_extract_bits(key,
987                                                                   tn->pos,
988                                                                   tn->bits));
989                 } else
990                         break;
991         }
992         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
993
994         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
995                 return (struct leaf *)n;
996
997         return NULL;
998 }
999
1000 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
1001 {
1002         int wasfull;
1003         t_key cindex, key;
1004         struct tnode *tp;
1005
1006         key = tn->key;
1007
1008         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) != NULL) {
1009                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1010                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
1011                 tn = (struct tnode *) resize(t, (struct tnode *)tn);
1012
1013                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,
1014                                       (struct rt_trie_node *)tn, wasfull);
1015
1016                 tp = node_parent((struct rt_trie_node *) tn);
1017                 if (!tp)
1018                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1019
1020                 tnode_free_flush();
1021                 if (!tp)
1022                         break;
1023                 tn = tp;
1024         }
1025
1026         /* Handle last (top) tnode */
1027         if (IS_TNODE(tn))
1028                 tn = (struct tnode *)resize(t, (struct tnode *)tn);
1029
1030         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1031         tnode_free_flush();
1032 }
1033
1034 /* only used from updater-side */
1035
1036 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1037 {
1038         int pos, newpos;
1039         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1040         struct rt_trie_node *n;
1041         struct leaf *l;
1042         int missbit;
1043         struct list_head *fa_head = NULL;
1044         struct leaf_info *li;
1045         t_key cindex;
1046
1047         pos = 0;
1048         n = rtnl_dereference(t->trie);
1049
1050         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1051          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1052          * and we should just put our new leaf in that.
1053          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1054          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1055          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1056          *
1057          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1058          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1059          *
1060          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1061          *
1062          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1063          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1064          * value, and return it.
1065          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1066          */
1067
1068         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1069                 tn = (struct tnode *) n;
1070
1071                 check_tnode(tn);
1072
1073                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1074                         tp = tn;
1075                         pos = tn->pos + tn->bits;
1076                         n = tnode_get_child(tn,
1077                                             tkey_extract_bits(key,
1078                                                               tn->pos,
1079                                                               tn->bits));
1080
1081                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1082                 } else
1083                         break;
1084         }
1085
1086         /*
1087          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1088          *
1089          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1090          */
1091
1092         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1093
1094         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1095
1096         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1097                 l = (struct leaf *) n;
1098                 li = leaf_info_new(plen);
1099
1100                 if (!li)
1101                         return NULL;
1102
1103                 fa_head = &li->falh;
1104                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1105                 goto done;
1106         }
1107         l = leaf_new();
1108
1109         if (!l)
1110                 return NULL;
1111
1112         l->key = key;
1113         li = leaf_info_new(plen);
1114
1115         if (!li) {
1116                 free_leaf(l);
1117                 return NULL;
1118         }
1119
1120         fa_head = &li->falh;
1121         insert_leaf_info(&l->list, li);
1122
1123         if (t->trie && n == NULL) {
1124                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1125
1126                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)l, tp);
1127
1128                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1129                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct rt_trie_node *)l);
1130         } else {
1131                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1132                 /*
1133                  *  Add a new tnode here
1134                  *  first tnode need some special handling
1135                  */
1136
1137                 if (tp)
1138                         pos = tp->pos+tp->bits;
1139                 else
1140                         pos = 0;
1141
1142                 if (n) {
1143                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1144                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1145                 } else {
1146                         newpos = 0;
1147                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1148                 }
1149
1150                 if (!tn) {
1151                         free_leaf_info(li);
1152                         free_leaf(l);
1153                         return NULL;
1154                 }
1155
1156                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)tn, tp);
1157
1158                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1159                 put_child(t, tn, missbit, (struct rt_trie_node *)l);
1160                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1161
1162                 if (tp) {
1163                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1164                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex,
1165                                   (struct rt_trie_node *)tn);
1166                 } else {
1167                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1168                         tp = tn;
1169                 }
1170         }
1171
1172         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1173                 pr_warning("fib_trie"
1174                            " tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1175                            tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1176
1177         /* Rebalance the trie */
1178
1179         trie_rebalance(t, tp);
1180 done:
1181         return fa_head;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Caller must hold RTNL.
1186  */
1187 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1188 {
1189         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1190         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1191         struct list_head *fa_head = NULL;
1192         struct fib_info *fi;
1193         int plen = cfg->fc_dst_len;
1194         u8 tos = cfg->fc_tos;
1195         u32 key, mask;
1196         int err;
1197         struct leaf *l;
1198
1199         if (plen > 32)
1200                 return -EINVAL;
1201
1202         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1203
1204         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1205
1206         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1207
1208         if (key & ~mask)
1209                 return -EINVAL;
1210
1211         key = key & mask;
1212
1213         fi = fib_create_info(cfg);
1214         if (IS_ERR(fi)) {
1215                 err = PTR_ERR(fi);
1216                 goto err;
1217         }
1218
1219         l = fib_find_node(t, key);
1220         fa = NULL;
1221
1222         if (l) {
1223                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1224                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1225         }
1226
1227         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1228          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1229          * exists or to the node before which we will insert new one.
1230          *
1231          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1232          * insert to the head of f.
1233          *
1234          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1235          * and we need to allocate a new one of those as well.
1236          */
1237
1238         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1239             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1240                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1241
1242                 err = -EEXIST;
1243                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1244                         goto out;
1245
1246                 /* We have 2 goals:
1247                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1248                  * duplicate routes
1249                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1250                  */
1251                 fa_match = NULL;
1252                 fa_first = fa;
1253                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1254                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1255                         if (fa->fa_tos != tos)
1256                                 break;
1257                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1258                                 break;
1259                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1260                             fa->fa_info == fi) {
1261                                 fa_match = fa;
1262                                 break;
1263                         }
1264                 }
1265
1266                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1267                         struct fib_info *fi_drop;
1268                         u8 state;
1269
1270                         fa = fa_first;
1271                         if (fa_match) {
1272                                 if (fa == fa_match)
1273                                         err = 0;
1274                                 goto out;
1275                         }
1276                         err = -ENOBUFS;
1277                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1278                         if (new_fa == NULL)
1279                                 goto out;
1280
1281                         fi_drop = fa->fa_info;
1282                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1283                         new_fa->fa_info = fi;
1284                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1285                         state = fa->fa_state;
1286                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1287
1288                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1289                         alias_free_mem_rcu(fa);
1290
1291                         fib_release_info(fi_drop);
1292                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1293                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1294                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1295                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1296
1297                         goto succeeded;
1298                 }
1299                 /* Error if we find a perfect match which
1300                  * uses the same scope, type, and nexthop
1301                  * information.
1302                  */
1303                 if (fa_match)
1304                         goto out;
1305
1306                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1307                         fa = fa_first;
1308         }
1309         err = -ENOENT;
1310         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1311                 goto out;
1312
1313         err = -ENOBUFS;
1314         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1315         if (new_fa == NULL)
1316                 goto out;
1317
1318         new_fa->fa_info = fi;
1319         new_fa->fa_tos = tos;
1320         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1321         new_fa->fa_state = 0;
1322         /*
1323          * Insert new entry to the list.
1324          */
1325
1326         if (!fa_head) {
1327                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1328                 if (unlikely(!fa_head)) {
1329                         err = -ENOMEM;
1330                         goto out_free_new_fa;
1331                 }
1332         }
1333
1334         if (!plen)
1335                 tb->tb_num_default++;
1336
1337         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1338                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1339
1340         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1341         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1342                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1343 succeeded:
1344         return 0;
1345
1346 out_free_new_fa:
1347         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1348 out:
1349         fib_release_info(fi);
1350 err:
1351         return err;
1352 }
1353
1354 /* should be called with rcu_read_lock */
1355 static int check_leaf(struct fib_table *tb, struct trie *t, struct leaf *l,
1356                       t_key key,  const struct flowi4 *flp,
1357                       struct fib_result *res, int fib_flags)
1358 {
1359         struct leaf_info *li;
1360         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1361         struct hlist_node *node;
1362
1363         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1364                 struct fib_alias *fa;
1365
1366                 if (l->key != (key & li->mask_plen))
1367                         continue;
1368
1369                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
1370                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1371                         int nhsel, err;
1372
1373                         if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1374                                 continue;
1375                         if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1376                                 continue;
1377                         fib_alias_accessed(fa);
1378                         err = fib_props[fa->fa_type].error;
1379                         if (err) {
1380 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1381                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1382 #endif
1383                                 return err;
1384                         }
1385                         if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1386                                 continue;
1387                         for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1388                                 const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1389
1390                                 if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1391                                         continue;
1392                                 if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1393                                         continue;
1394
1395 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1396                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1397 #endif
1398                                 res->prefixlen = li->plen;
1399                                 res->nh_sel = nhsel;
1400                                 res->type = fa->fa_type;
1401                                 res->scope = fa->fa_info->fib_scope;
1402                                 res->fi = fi;
1403                                 res->table = tb;
1404                                 res->fa_head = &li->falh;
1405                                 if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1406                                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1407                                 return 0;
1408                         }
1409                 }
1410
1411 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1412                 t->stats.semantic_match_miss++;
1413 #endif
1414         }
1415
1416         return 1;
1417 }
1418
1419 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1420                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1421 {
1422         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1423         int ret;
1424         struct rt_trie_node *n;
1425         struct tnode *pn;
1426         unsigned int pos, bits;
1427         t_key key = ntohl(flp->daddr);
1428         unsigned int chopped_off;
1429         t_key cindex = 0;
1430         unsigned int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1431         struct tnode *cn;
1432         t_key pref_mismatch;
1433
1434         rcu_read_lock();
1435
1436         n = rcu_dereference(t->trie);
1437         if (!n)
1438                 goto failed;
1439
1440 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1441         t->stats.gets++;
1442 #endif
1443
1444         /* Just a leaf? */
1445         if (IS_LEAF(n)) {
1446                 ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1447                 goto found;
1448         }
1449
1450         pn = (struct tnode *) n;
1451         chopped_off = 0;
1452
1453         while (pn) {
1454                 pos = pn->pos;
1455                 bits = pn->bits;
1456
1457                 if (!chopped_off)
1458                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1459                                                    pos, bits);
1460
1461                 n = tnode_get_child_rcu(pn, cindex);
1462
1463                 if (n == NULL) {
1464 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1465                         t->stats.null_node_hit++;
1466 #endif
1467                         goto backtrace;
1468                 }
1469
1470                 if (IS_LEAF(n)) {
1471                         ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1472                         if (ret > 0)
1473                                 goto backtrace;
1474                         goto found;
1475                 }
1476
1477                 cn = (struct tnode *)n;
1478
1479                 /*
1480                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1481                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1482                  * This tnode is in the parent's child array at index
1483                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1484                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1485                  * subprefix, padded with zero at the end.
1486                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1487                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1488                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1489                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1490                  * considered unknown.
1491                  *
1492                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1493                  */
1494
1495                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1496                  * actual prefix  matching, which means everything from
1497                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1498                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1499                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1500                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1501                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1502                  * *are* zero.
1503                  */
1504
1505                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1506                    for the new node here */
1507
1508                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1509                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1510                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1511                             || !(cn->child[0]))
1512                                 goto backtrace;
1513                 }
1514
1515                 /*
1516                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1517                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1518                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1519                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1520                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1521                  * because if we do, we would like to have some way of
1522                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1523                  */
1524
1525                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1526                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1527                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1528                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1529                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1530                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1531                  * new tnode's key.
1532                  */
1533
1534                 /*
1535                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1536                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1537                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1538                  * aren't checked since these are by definition
1539                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1540                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1541                  * state, and in that case verify that the skipped
1542                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1543                  * zero, as they have to be if we are to find a
1544                  * matching prefix.
1545                  */
1546
1547                 pref_mismatch = mask_pfx(cn->key ^ key, cn->pos);
1548
1549                 /*
1550                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1551                  * the search key, enter the "prefix matching"
1552                  * state.directly.
1553                  */
1554                 if (pref_mismatch) {
1555                         int mp = KEYLENGTH - fls(pref_mismatch);
1556
1557                         if (tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos - mp) != 0)
1558                                 goto backtrace;
1559
1560                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1561                                 current_prefix_length = mp;
1562                 }
1563
1564                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1565                 chopped_off = 0;
1566                 continue;
1567
1568 backtrace:
1569                 chopped_off++;
1570
1571                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1572                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1573                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1574                         chopped_off++;
1575
1576                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1577                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1578                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1579                                 - chopped_off;
1580
1581                 /*
1582                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1583                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1584                  */
1585
1586                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1587                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1588                 } else {
1589                         struct tnode *parent = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *) pn);
1590                         if (!parent)
1591                                 goto failed;
1592
1593                         /* Get Child's index */
1594                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1595                         pn = parent;
1596                         chopped_off = 0;
1597
1598 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1599                         t->stats.backtrack++;
1600 #endif
1601                         goto backtrace;
1602                 }
1603         }
1604 failed:
1605         ret = 1;
1606 found:
1607         rcu_read_unlock();
1608         return ret;
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1611
1612 /*
1613  * Remove the leaf and return parent.
1614  */
1615 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1616 {
1617         struct tnode *tp = node_parent((struct rt_trie_node *) l);
1618
1619         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1620
1621         if (tp) {
1622                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1623                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1624                 trie_rebalance(t, tp);
1625         } else
1626                 RCU_INIT_POINTER(t->trie, NULL);
1627
1628         free_leaf(l);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Caller must hold RTNL.
1633  */
1634 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1635 {
1636         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1637         u32 key, mask;
1638         int plen = cfg->fc_dst_len;
1639         u8 tos = cfg->fc_tos;
1640         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1641         struct list_head *fa_head;
1642         struct leaf *l;
1643         struct leaf_info *li;
1644
1645         if (plen > 32)
1646                 return -EINVAL;
1647
1648         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1649         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1650
1651         if (key & ~mask)
1652                 return -EINVAL;
1653
1654         key = key & mask;
1655         l = fib_find_node(t, key);
1656
1657         if (!l)
1658                 return -ESRCH;
1659
1660         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1661         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1662
1663         if (!fa)
1664                 return -ESRCH;
1665
1666         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1667
1668         fa_to_delete = NULL;
1669         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1670         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1671                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1672
1673                 if (fa->fa_tos != tos)
1674                         break;
1675
1676                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1677                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1678                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1679                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1680                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1681                     (!cfg->fc_protocol ||
1682                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1683                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1684                         fa_to_delete = fa;
1685                         break;
1686                 }
1687         }
1688
1689         if (!fa_to_delete)
1690                 return -ESRCH;
1691
1692         fa = fa_to_delete;
1693         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1694                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1695
1696         l = fib_find_node(t, key);
1697         li = find_leaf_info(l, plen);
1698
1699         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1700
1701         if (!plen)
1702                 tb->tb_num_default--;
1703
1704         if (list_empty(fa_head)) {
1705                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1706                 free_leaf_info(li);
1707         }
1708
1709         if (hlist_empty(&l->list))
1710                 trie_leaf_remove(t, l);
1711
1712         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1713                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1714
1715         fib_release_info(fa->fa_info);
1716         alias_free_mem_rcu(fa);
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1721 {
1722         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1723         int found = 0;
1724
1725         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1726                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1727
1728                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1729                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1730                         fib_release_info(fa->fa_info);
1731                         alias_free_mem_rcu(fa);
1732                         found++;
1733                 }
1734         }
1735         return found;
1736 }
1737
1738 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1739 {
1740         int found = 0;
1741         struct hlist_head *lih = &l->list;
1742         struct hlist_node *node, *tmp;
1743         struct leaf_info *li = NULL;
1744
1745         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1746                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1747
1748                 if (list_empty(&li->falh)) {
1749                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1750                         free_leaf_info(li);
1751                 }
1752         }
1753         return found;
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1758  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1759  */
1760 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct rt_trie_node *c)
1761 {
1762         do {
1763                 t_key idx;
1764
1765                 if (c)
1766                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1767                 else
1768                         idx = 0;
1769
1770                 while (idx < 1u << p->bits) {
1771                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1772                         if (!c)
1773                                 continue;
1774
1775                         if (IS_LEAF(c)) {
1776                                 prefetch(rcu_dereference_rtnl(p->child[idx]));
1777                                 return (struct leaf *) c;
1778                         }
1779
1780                         /* Rescan start scanning in new node */
1781                         p = (struct tnode *) c;
1782                         idx = 0;
1783                 }
1784
1785                 /* Node empty, walk back up to parent */
1786                 c = (struct rt_trie_node *) p;
1787         } while ((p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1788
1789         return NULL; /* Root of trie */
1790 }
1791
1792 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1793 {
1794         struct tnode *n = (struct tnode *)rcu_dereference_rtnl(t->trie);
1795
1796         if (!n)
1797                 return NULL;
1798
1799         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1800                 return (struct leaf *) n;
1801
1802         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1803 }
1804
1805 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1806 {
1807         struct rt_trie_node *c = (struct rt_trie_node *) l;
1808         struct tnode *p = node_parent_rcu(c);
1809
1810         if (!p)
1811                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1812
1813         return leaf_walk_rcu(p, c);
1814 }
1815
1816 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1817 {
1818         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1819
1820         while (l && index-- > 0)
1821                 l = trie_nextleaf(l);
1822
1823         return l;
1824 }
1825
1826
1827 /*
1828  * Caller must hold RTNL.
1829  */
1830 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1831 {
1832         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1833         struct leaf *l, *ll = NULL;
1834         int found = 0;
1835
1836         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1837                 found += trie_flush_leaf(l);
1838
1839                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1840                         trie_leaf_remove(t, ll);
1841                 ll = l;
1842         }
1843
1844         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1845                 trie_leaf_remove(t, ll);
1846
1847         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1848         return found;
1849 }
1850
1851 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1852 {
1853         kfree(tb);
1854 }
1855
1856 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1857                            struct fib_table *tb,
1858                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1859 {
1860         int i, s_i;
1861         struct fib_alias *fa;
1862         __be32 xkey = htonl(key);
1863
1864         s_i = cb->args[5];
1865         i = 0;
1866
1867         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1868
1869         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1870                 if (i < s_i) {
1871                         i++;
1872                         continue;
1873                 }
1874
1875                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1876                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1877                                   RTM_NEWROUTE,
1878                                   tb->tb_id,
1879                                   fa->fa_type,
1880                                   xkey,
1881                                   plen,
1882                                   fa->fa_tos,
1883                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1884                         cb->args[5] = i;
1885                         return -1;
1886                 }
1887                 i++;
1888         }
1889         cb->args[5] = i;
1890         return skb->len;
1891 }
1892
1893 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1894                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1895 {
1896         struct leaf_info *li;
1897         struct hlist_node *node;
1898         int i, s_i;
1899
1900         s_i = cb->args[4];
1901         i = 0;
1902
1903         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1904         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
1905                 if (i < s_i) {
1906                         i++;
1907                         continue;
1908                 }
1909
1910                 if (i > s_i)
1911                         cb->args[5] = 0;
1912
1913                 if (list_empty(&li->falh))
1914                         continue;
1915
1916                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1917                         cb->args[4] = i;
1918                         return -1;
1919                 }
1920                 i++;
1921         }
1922
1923         cb->args[4] = i;
1924         return skb->len;
1925 }
1926
1927 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1928                    struct netlink_callback *cb)
1929 {
1930         struct leaf *l;
1931         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1932         t_key key = cb->args[2];
1933         int count = cb->args[3];
1934
1935         rcu_read_lock();
1936         /* Dump starting at last key.
1937          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1938          */
1939         if (count == 0)
1940                 l = trie_firstleaf(t);
1941         else {
1942                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1943                  * fallback to using slow rescan
1944                  */
1945                 l = fib_find_node(t, key);
1946                 if (!l)
1947                         l = trie_leafindex(t, count);
1948         }
1949
1950         while (l) {
1951                 cb->args[2] = l->key;
1952                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1953                         cb->args[3] = count;
1954                         rcu_read_unlock();
1955                         return -1;
1956                 }
1957
1958                 ++count;
1959                 l = trie_nextleaf(l);
1960                 memset(&cb->args[4], 0,
1961                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1962         }
1963         cb->args[3] = count;
1964         rcu_read_unlock();
1965
1966         return skb->len;
1967 }
1968
1969 void __init fib_trie_init(void)
1970 {
1971         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1972                                           sizeof(struct fib_alias),
1973                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1974
1975         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1976                                            max(sizeof(struct leaf),
1977                                                sizeof(struct leaf_info)),
1978                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1979 }
1980
1981
1982 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id)
1983 {
1984         struct fib_table *tb;
1985         struct trie *t;
1986
1987         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1988                      GFP_KERNEL);
1989         if (tb == NULL)
1990                 return NULL;
1991
1992         tb->tb_id = id;
1993         tb->tb_default = -1;
1994         tb->tb_num_default = 0;
1995
1996         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1997         memset(t, 0, sizeof(*t));
1998
1999         return tb;
2000 }
2001
2002 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2003 /* Depth first Trie walk iterator */
2004 struct fib_trie_iter {
2005         struct seq_net_private p;
2006         struct fib_table *tb;
2007         struct tnode *tnode;
2008         unsigned int index;
2009         unsigned int depth;
2010 };
2011
2012 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2013 {
2014         struct tnode *tn = iter->tnode;
2015         unsigned int cindex = iter->index;
2016         struct tnode *p;
2017
2018         /* A single entry routing table */
2019         if (!tn)
2020                 return NULL;
2021
2022         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2023                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2024 rescan:
2025         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2026                 struct rt_trie_node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2027
2028                 if (n) {
2029                         if (IS_LEAF(n)) {
2030                                 iter->tnode = tn;
2031                                 iter->index = cindex + 1;
2032                         } else {
2033                                 /* push down one level */
2034                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2035                                 iter->index = 0;
2036                                 ++iter->depth;
2037                         }
2038                         return n;
2039                 }
2040
2041                 ++cindex;
2042         }
2043
2044         /* Current node exhausted, pop back up */
2045         p = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *)tn);
2046         if (p) {
2047                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2048                 tn = p;
2049                 --iter->depth;
2050                 goto rescan;
2051         }
2052
2053         /* got root? */
2054         return NULL;
2055 }
2056
2057 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2058                                        struct trie *t)
2059 {
2060         struct rt_trie_node *n;
2061
2062         if (!t)
2063                 return NULL;
2064
2065         n = rcu_dereference(t->trie);
2066         if (!n)
2067                 return NULL;
2068
2069         if (IS_TNODE(n)) {
2070                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2071                 iter->index = 0;
2072                 iter->depth = 1;
2073         } else {
2074                 iter->tnode = NULL;
2075                 iter->index = 0;
2076                 iter->depth = 0;
2077         }
2078
2079         return n;
2080 }
2081
2082 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2083 {
2084         struct rt_trie_node *n;
2085         struct fib_trie_iter iter;
2086
2087         memset(s, 0, sizeof(*s));
2088
2089         rcu_read_lock();
2090         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2091                 if (IS_LEAF(n)) {
2092                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2093                         struct leaf_info *li;
2094                         struct hlist_node *tmp;
2095
2096                         s->leaves++;
2097                         s->totdepth += iter.depth;
2098                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2099                                 s->maxdepth = iter.depth;
2100
2101                         hlist_for_each_entry_rcu(li, tmp, &l->list, hlist)
2102                                 ++s->prefixes;
2103                 } else {
2104                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2105                         int i;
2106
2107                         s->tnodes++;
2108                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2109                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2110
2111                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2112                                 if (!tn->child[i])
2113                                         s->nullpointers++;
2114                 }
2115         }
2116         rcu_read_unlock();
2117 }
2118
2119 /*
2120  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2121  */
2122 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2123 {
2124         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2125
2126         if (stat->leaves)
2127                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2128         else
2129                 avdepth = 0;
2130
2131         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2132                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2133         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2134
2135         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2136         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2137
2138         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2139         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2140
2141         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2142         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2143
2144         max = MAX_STAT_DEPTH;
2145         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2146                 max--;
2147
2148         pointers = 0;
2149         for (i = 1; i <= max; i++)
2150                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2151                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2152                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2153                 }
2154         seq_putc(seq, '\n');
2155         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2156
2157         bytes += sizeof(struct rt_trie_node *) * pointers;
2158         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2159         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2160 }
2161
2162 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2163 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2164                             const struct trie_use_stats *stats)
2165 {
2166         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2167         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2168         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2169         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2170                    stats->semantic_match_passed);
2171         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2172                    stats->semantic_match_miss);
2173         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2174         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2175                    stats->resize_node_skipped);
2176 }
2177 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2178
2179 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2180 {
2181         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2182                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2183         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2184                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2185         else
2186                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2187 }
2188
2189
2190 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2191 {
2192         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2193         unsigned int h;
2194
2195         seq_printf(seq,
2196                    "Basic info: size of leaf:"
2197                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2198                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2199
2200         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2201                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2202                 struct hlist_node *node;
2203                 struct fib_table *tb;
2204
2205                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2206                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2207                         struct trie_stat stat;
2208
2209                         if (!t)
2210                                 continue;
2211
2212                         fib_table_print(seq, tb);
2213
2214                         trie_collect_stats(t, &stat);
2215                         trie_show_stats(seq, &stat);
2216 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2217                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2218 #endif
2219                 }
2220         }
2221
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2226 {
2227         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2228 }
2229
2230 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2231         .owner  = THIS_MODULE,
2232         .open   = fib_triestat_seq_open,
2233         .read   = seq_read,
2234         .llseek = seq_lseek,
2235         .release = single_release_net,
2236 };
2237
2238 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2239 {
2240         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2241         struct net *net = seq_file_net(seq);
2242         loff_t idx = 0;
2243         unsigned int h;
2244
2245         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2246                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2247                 struct hlist_node *node;
2248                 struct fib_table *tb;
2249
2250                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2251                         struct rt_trie_node *n;
2252
2253                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2254                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2255                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2256                                 if (pos == idx++) {
2257                                         iter->tb = tb;
2258                                         return n;
2259                                 }
2260                 }
2261         }
2262
2263         return NULL;
2264 }
2265
2266 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2267         __acquires(RCU)
2268 {
2269         rcu_read_lock();
2270         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2271 }
2272
2273 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2274 {
2275         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2276         struct net *net = seq_file_net(seq);
2277         struct fib_table *tb = iter->tb;
2278         struct hlist_node *tb_node;
2279         unsigned int h;
2280         struct rt_trie_node *n;
2281
2282         ++*pos;
2283         /* next node in same table */
2284         n = fib_trie_get_next(iter);
2285         if (n)
2286                 return n;
2287
2288         /* walk rest of this hash chain */
2289         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2290         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2291                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2292                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2293                 if (n)
2294                         goto found;
2295         }
2296
2297         /* new hash chain */
2298         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2299                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2300                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, tb_node, head, tb_hlist) {
2301                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2302                         if (n)
2303                                 goto found;
2304                 }
2305         }
2306         return NULL;
2307
2308 found:
2309         iter->tb = tb;
2310         return n;
2311 }
2312
2313 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2314         __releases(RCU)
2315 {
2316         rcu_read_unlock();
2317 }
2318
2319 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2320 {
2321         while (n-- > 0)
2322                 seq_puts(seq, "   ");
2323 }
2324
2325 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2326 {
2327         switch (s) {
2328         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2329         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2330         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2331         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2332         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2333         default:
2334                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2335                 return buf;
2336         }
2337 }
2338
2339 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2340         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2341         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2342         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2343         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2344         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2345         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2346         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2347         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2348         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2349         [RTN_THROW] = "THROW",
2350         [RTN_NAT] = "NAT",
2351         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2352 };
2353
2354 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2355 {
2356         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2357                 return rtn_type_names[t];
2358         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2359         return buf;
2360 }
2361
2362 /* Pretty print the trie */
2363 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2364 {
2365         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2366         struct rt_trie_node *n = v;
2367
2368         if (!node_parent_rcu(n))
2369                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2370
2371         if (IS_TNODE(n)) {
2372                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2373                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2374
2375                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2376                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2377                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2378                            tn->empty_children);
2379
2380         } else {
2381                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2382                 struct leaf_info *li;
2383                 struct hlist_node *node;
2384                 __be32 val = htonl(l->key);
2385
2386                 seq_indent(seq, iter->depth);
2387                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2388
2389                 hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2390                         struct fib_alias *fa;
2391
2392                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2393                                 char buf1[32], buf2[32];
2394
2395                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2396                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2397                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2398                                                      fa->fa_info->fib_scope),
2399                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2400                                                     fa->fa_type));
2401                                 if (fa->fa_tos)
2402                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2403                                 seq_putc(seq, '\n');
2404                         }
2405                 }
2406         }
2407
2408         return 0;
2409 }
2410
2411 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2412         .start  = fib_trie_seq_start,
2413         .next   = fib_trie_seq_next,
2414         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2415         .show   = fib_trie_seq_show,
2416 };
2417
2418 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2419 {
2420         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2421                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2422 }
2423
2424 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2425         .owner  = THIS_MODULE,
2426         .open   = fib_trie_seq_open,
2427         .read   = seq_read,
2428         .llseek = seq_lseek,
2429         .release = seq_release_net,
2430 };
2431
2432 struct fib_route_iter {
2433         struct seq_net_private p;
2434         struct trie *main_trie;
2435         loff_t  pos;
2436         t_key   key;
2437 };
2438
2439 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2440 {
2441         struct leaf *l = NULL;
2442         struct trie *t = iter->main_trie;
2443
2444         /* use cache location of last found key */
2445         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2446                 pos -= iter->pos;
2447         else {
2448                 iter->pos = 0;
2449                 l = trie_firstleaf(t);
2450         }
2451
2452         while (l && pos-- > 0) {
2453                 iter->pos++;
2454                 l = trie_nextleaf(l);
2455         }
2456
2457         if (l)
2458                 iter->key = pos;        /* remember it */
2459         else
2460                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2461
2462         return l;
2463 }
2464
2465 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2466         __acquires(RCU)
2467 {
2468         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2469         struct fib_table *tb;
2470
2471         rcu_read_lock();
2472         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2473         if (!tb)
2474                 return NULL;
2475
2476         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2477         if (*pos == 0)
2478                 return SEQ_START_TOKEN;
2479         else
2480                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2481 }
2482
2483 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2484 {
2485         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2486         struct leaf *l = v;
2487
2488         ++*pos;
2489         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2490                 iter->pos = 0;
2491                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2492         } else {
2493                 iter->pos++;
2494                 l = trie_nextleaf(l);
2495         }
2496
2497         if (l)
2498                 iter->key = l->key;
2499         else
2500                 iter->pos = 0;
2501         return l;
2502 }
2503
2504 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2505         __releases(RCU)
2506 {
2507         rcu_read_unlock();
2508 }
2509
2510 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2511 {
2512         unsigned int flags = 0;
2513
2514         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2515                 flags = RTF_REJECT;
2516         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2517                 flags |= RTF_GATEWAY;
2518         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2519                 flags |= RTF_HOST;
2520         flags |= RTF_UP;
2521         return flags;
2522 }
2523
2524 /*
2525  *      This outputs /proc/net/route.
2526  *      The format of the file is not supposed to be changed
2527  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2528  *      legacy utilities
2529  */
2530 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2531 {
2532         struct leaf *l = v;
2533         struct leaf_info *li;
2534         struct hlist_node *node;
2535
2536         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2537                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2538                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2539                            "\tWindow\tIRTT");
2540                 return 0;
2541         }
2542
2543         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2544                 struct fib_alias *fa;
2545                 __be32 mask, prefix;
2546
2547                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2548                 prefix = htonl(l->key);
2549
2550                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2551                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2552                         unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2553                         int len;
2554
2555                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2556                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2557                                 continue;
2558
2559                         if (fi)
2560                                 seq_printf(seq,
2561                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2562                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2563                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2564                                          prefix,
2565                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2566                                          fi->fib_priority,
2567                                          mask,
2568                                          (fi->fib_advmss ?
2569                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2570                                          fi->fib_window,
2571                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2572                         else
2573                                 seq_printf(seq,
2574                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2575                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2576                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2577                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2578
2579                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2580                 }
2581         }
2582
2583         return 0;
2584 }
2585
2586 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2587         .start  = fib_route_seq_start,
2588         .next   = fib_route_seq_next,
2589         .stop   = fib_route_seq_stop,
2590         .show   = fib_route_seq_show,
2591 };
2592
2593 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2594 {
2595         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2596                             sizeof(struct fib_route_iter));
2597 }
2598
2599 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2600         .owner  = THIS_MODULE,
2601         .open   = fib_route_seq_open,
2602         .read   = seq_read,
2603         .llseek = seq_lseek,
2604         .release = seq_release_net,
2605 };
2606
2607 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2608 {
2609         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2610                 goto out1;
2611
2612         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_triestat", S_IRUGO,
2613                                   &fib_triestat_fops))
2614                 goto out2;
2615
2616         if (!proc_net_fops_create(net, "route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2617                 goto out3;
2618
2619         return 0;
2620
2621 out3:
2622         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2623 out2:
2624         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2625 out1:
2626         return -ENOMEM;
2627 }
2628
2629 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2630 {
2631         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2632         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2633         proc_net_remove(net, "route");
2634 }
2635
2636 #endif /* CONFIG_PROC_FS */