]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - net/ipv4/fib_trie.c
61e03da3e1f59cf02e6502150a8497b5c3b770fc
[~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 <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/prefetch.h>
75 #include <linux/export.h>
76 #include <net/net_namespace.h>
77 #include <net/ip.h>
78 #include <net/protocol.h>
79 #include <net/route.h>
80 #include <net/tcp.h>
81 #include <net/sock.h>
82 #include <net/ip_fib.h>
83 #include "fib_lookup.h"
84
85 #define MAX_STAT_DEPTH 32
86
87 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
88
89 typedef unsigned int t_key;
90
91 #define T_TNODE 0
92 #define T_LEAF  1
93 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
94 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
95
96 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
97 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
98
99 struct rt_trie_node {
100         unsigned long parent;
101         t_key key;
102 };
103
104 struct leaf {
105         unsigned long parent;
106         t_key key;
107         struct hlist_head list;
108         struct rcu_head rcu;
109 };
110
111 struct leaf_info {
112         struct hlist_node hlist;
113         int plen;
114         u32 mask_plen; /* ntohl(inet_make_mask(plen)) */
115         struct list_head falh;
116         struct rcu_head rcu;
117 };
118
119 struct tnode {
120         unsigned long parent;
121         t_key key;
122         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
123         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
124         unsigned int full_children;     /* KEYLENGTH bits needed */
125         unsigned int empty_children;    /* KEYLENGTH bits needed */
126         union {
127                 struct rcu_head rcu;
128                 struct work_struct work;
129                 struct tnode *tnode_free;
130         };
131         struct rt_trie_node __rcu *child[0];
132 };
133
134 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
135 struct trie_use_stats {
136         unsigned int gets;
137         unsigned int backtrack;
138         unsigned int semantic_match_passed;
139         unsigned int semantic_match_miss;
140         unsigned int null_node_hit;
141         unsigned int resize_node_skipped;
142 };
143 #endif
144
145 struct trie_stat {
146         unsigned int totdepth;
147         unsigned int maxdepth;
148         unsigned int tnodes;
149         unsigned int leaves;
150         unsigned int nullpointers;
151         unsigned int prefixes;
152         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
153 };
154
155 struct trie {
156         struct rt_trie_node __rcu *trie;
157 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
158         struct trie_use_stats stats;
159 #endif
160 };
161
162 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
163                                   int wasfull);
164 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
165 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
166 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
167 /* tnodes to free after resize(); protected by RTNL */
168 static struct tnode *tnode_free_head;
169 static size_t tnode_free_size;
170
171 /*
172  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
173  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
174  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
175  */
176 static const int sync_pages = 128;
177
178 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
179 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
180
181 /*
182  * caller must hold RTNL
183  */
184 static inline struct tnode *node_parent(const struct rt_trie_node *node)
185 {
186         unsigned long parent;
187
188         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, lockdep_rtnl_is_held());
189
190         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
191 }
192
193 /*
194  * caller must hold RCU read lock or RTNL
195  */
196 static inline struct tnode *node_parent_rcu(const struct rt_trie_node *node)
197 {
198         unsigned long parent;
199
200         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, rcu_read_lock_held() ||
201                                                            lockdep_rtnl_is_held());
202
203         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
204 }
205
206 /* Same as rcu_assign_pointer
207  * but that macro() assumes that value is a pointer.
208  */
209 static inline void node_set_parent(struct rt_trie_node *node, struct tnode *ptr)
210 {
211         smp_wmb();
212         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
213 }
214
215 /*
216  * caller must hold RTNL
217  */
218 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child(const struct tnode *tn, unsigned int i)
219 {
220         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
221
222         return rtnl_dereference(tn->child[i]);
223 }
224
225 /*
226  * caller must hold RCU read lock or RTNL
227  */
228 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child_rcu(const struct tnode *tn, unsigned int i)
229 {
230         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
231
232         return rcu_dereference_rtnl(tn->child[i]);
233 }
234
235 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
236 {
237         return 1 << tn->bits;
238 }
239
240 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned int l)
241 {
242         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
243 }
244
245 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, unsigned int offset, unsigned int bits)
246 {
247         if (offset < KEYLENGTH)
248                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
249         else
250                 return 0;
251 }
252
253 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
254 {
255         return a == b;
256 }
257
258 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
259 {
260         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
261                 return 1;
262         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
263         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
264 }
265
266 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
267 {
268         t_key diff = a ^ b;
269         int i = offset;
270
271         if (!diff)
272                 return 0;
273         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
274                 i++;
275         return i;
276 }
277
278 /*
279   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
280   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
281   all of the bits in that key are significant.
282
283   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
284
285   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
286   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
287   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
288   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
289   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
290   correct key path.
291
292   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
293   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
294   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
295   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
296   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
297   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
298
299   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
300   have many different meanings.
301
302   Example:
303   _________________________________________________________________
304   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
305   -----------------------------------------------------------------
306     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
307
308   _________________________________________________________________
309   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
310   -----------------------------------------------------------------
311    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
312
313   tp->pos = 7
314   tp->bits = 3
315   n->pos = 15
316   n->bits = 4
317
318   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
319   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
320   not use them for anything.
321
322   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
323   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
324   'n' among tp's children.
325
326   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
327   for the node n.
328
329   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
330   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
331
332   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
333   n's child array, and will of course be different for each child.
334
335
336   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
337   at this point.
338
339 */
340
341 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
342 {
343         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
344 }
345
346 static const int halve_threshold = 25;
347 static const int inflate_threshold = 50;
348 static const int halve_threshold_root = 15;
349 static const int inflate_threshold_root = 30;
350
351 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
352 {
353         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
354         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
355 }
356
357 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
358 {
359         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
360 }
361
362 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
363 {
364         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
365         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
366 }
367
368 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
369 {
370         call_rcu(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
371 }
372
373 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
374 {
375         kfree_rcu(leaf, rcu);
376 }
377
378 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
379 {
380         if (size <= PAGE_SIZE)
381                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
382         else
383                 return vzalloc(size);
384 }
385
386 static void __tnode_vfree(struct work_struct *arg)
387 {
388         struct tnode *tn = container_of(arg, struct tnode, work);
389         vfree(tn);
390 }
391
392 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
393 {
394         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
395         size_t size = sizeof(struct tnode) +
396                       (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
397
398         if (size <= PAGE_SIZE)
399                 kfree(tn);
400         else {
401                 INIT_WORK(&tn->work, __tnode_vfree);
402                 schedule_work(&tn->work);
403         }
404 }
405
406 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
407 {
408         if (IS_LEAF(tn))
409                 free_leaf((struct leaf *) tn);
410         else
411                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
412 }
413
414 static void tnode_free_safe(struct tnode *tn)
415 {
416         BUG_ON(IS_LEAF(tn));
417         tn->tnode_free = tnode_free_head;
418         tnode_free_head = tn;
419         tnode_free_size += sizeof(struct tnode) +
420                            (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
421 }
422
423 static void tnode_free_flush(void)
424 {
425         struct tnode *tn;
426
427         while ((tn = tnode_free_head)) {
428                 tnode_free_head = tn->tnode_free;
429                 tn->tnode_free = NULL;
430                 tnode_free(tn);
431         }
432
433         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
434                 tnode_free_size = 0;
435                 synchronize_rcu();
436         }
437 }
438
439 static struct leaf *leaf_new(void)
440 {
441         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
442         if (l) {
443                 l->parent = T_LEAF;
444                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
445         }
446         return l;
447 }
448
449 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
450 {
451         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
452         if (li) {
453                 li->plen = plen;
454                 li->mask_plen = ntohl(inet_make_mask(plen));
455                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
456         }
457         return li;
458 }
459
460 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
461 {
462         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
463         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
464
465         if (tn) {
466                 tn->parent = T_TNODE;
467                 tn->pos = pos;
468                 tn->bits = bits;
469                 tn->key = key;
470                 tn->full_children = 0;
471                 tn->empty_children = 1<<bits;
472         }
473
474         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tn, sizeof(struct tnode),
475                  sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
476         return tn;
477 }
478
479 /*
480  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
481  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
482  */
483
484 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct rt_trie_node *n)
485 {
486         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
487                 return 0;
488
489         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
490 }
491
492 static inline void put_child(struct tnode *tn, int i,
493                              struct rt_trie_node *n)
494 {
495         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
496 }
497
498  /*
499   * Add a child at position i overwriting the old value.
500   * Update the value of full_children and empty_children.
501   */
502
503 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
504                                   int wasfull)
505 {
506         struct rt_trie_node *chi = rtnl_dereference(tn->child[i]);
507         int isfull;
508
509         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
510
511         /* update emptyChildren */
512         if (n == NULL && chi != NULL)
513                 tn->empty_children++;
514         else if (n != NULL && chi == NULL)
515                 tn->empty_children--;
516
517         /* update fullChildren */
518         if (wasfull == -1)
519                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
520
521         isfull = tnode_full(tn, n);
522         if (wasfull && !isfull)
523                 tn->full_children--;
524         else if (!wasfull && isfull)
525                 tn->full_children++;
526
527         if (n)
528                 node_set_parent(n, tn);
529
530         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
531 }
532
533 #define MAX_WORK 10
534 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
535 {
536         int i;
537         struct tnode *old_tn;
538         int inflate_threshold_use;
539         int halve_threshold_use;
540         int max_work;
541
542         if (!tn)
543                 return NULL;
544
545         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
546                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
547
548         /* No children */
549         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
550                 tnode_free_safe(tn);
551                 return NULL;
552         }
553         /* One child */
554         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
555                 goto one_child;
556         /*
557          * Double as long as the resulting node has a number of
558          * nonempty nodes that are above the threshold.
559          */
560
561         /*
562          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
563          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
564          * Telecommunications, page 6:
565          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
566          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
567          *
568          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
569          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
570          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
571          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
572          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
573          * multiply the left-hand side by 50.
574          *
575          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
576          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
577          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
578          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
579          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
580          * we just count them one extra time here.
581          *
582          * A clearer way to write this would be:
583          *
584          * to_be_doubled = tn->full_children;
585          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
586          *     tn->full_children;
587          *
588          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
589          *
590          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
591          *      new_child_length;
592          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
593          *
594          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
595          *
596          * anyway,
597          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
598          *      inflate_threshold
599          *
600          * avoid a division:
601          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
602          *      inflate_threshold * new_child_length
603          *
604          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
605          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
606          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
607          *
608          * expand new_child_length:
609          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
610          *    tn->full_children) >=
611          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
612          *
613          * shorten again:
614          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
615          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
616          *    tnode_child_length(tn)
617          *
618          */
619
620         check_tnode(tn);
621
622         /* Keep root node larger  */
623
624         if (!node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) {
625                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
626                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
627         } else {
628                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
629                 halve_threshold_use = halve_threshold;
630         }
631
632         max_work = MAX_WORK;
633         while ((tn->full_children > 0 &&  max_work-- &&
634                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
635                       - tn->empty_children)
636                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
637
638                 old_tn = tn;
639                 tn = inflate(t, tn);
640
641                 if (IS_ERR(tn)) {
642                         tn = old_tn;
643 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
644                         t->stats.resize_node_skipped++;
645 #endif
646                         break;
647                 }
648         }
649
650         check_tnode(tn);
651
652         /* Return if at least one inflate is run */
653         if (max_work != MAX_WORK)
654                 return (struct rt_trie_node *) tn;
655
656         /*
657          * Halve as long as the number of empty children in this
658          * node is above threshold.
659          */
660
661         max_work = MAX_WORK;
662         while (tn->bits > 1 &&  max_work-- &&
663                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
664                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
665
666                 old_tn = tn;
667                 tn = halve(t, tn);
668                 if (IS_ERR(tn)) {
669                         tn = old_tn;
670 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
671                         t->stats.resize_node_skipped++;
672 #endif
673                         break;
674                 }
675         }
676
677
678         /* Only one child remains */
679         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1) {
680 one_child:
681                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
682                         struct rt_trie_node *n;
683
684                         n = rtnl_dereference(tn->child[i]);
685                         if (!n)
686                                 continue;
687
688                         /* compress one level */
689
690                         node_set_parent(n, NULL);
691                         tnode_free_safe(tn);
692                         return n;
693                 }
694         }
695         return (struct rt_trie_node *) tn;
696 }
697
698
699 static void tnode_clean_free(struct tnode *tn)
700 {
701         int i;
702         struct tnode *tofree;
703
704         for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
705                 tofree = (struct tnode *)rtnl_dereference(tn->child[i]);
706                 if (tofree)
707                         tnode_free(tofree);
708         }
709         tnode_free(tn);
710 }
711
712 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
713 {
714         struct tnode *oldtnode = tn;
715         int olen = tnode_child_length(tn);
716         int i;
717
718         pr_debug("In inflate\n");
719
720         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
721
722         if (!tn)
723                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
724
725         /*
726          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
727          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
728          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
729          * of tnode is ignored.
730          */
731
732         for (i = 0; i < olen; i++) {
733                 struct tnode *inode;
734
735                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
736                 if (inode &&
737                     IS_TNODE(inode) &&
738                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
739                     inode->bits > 1) {
740                         struct tnode *left, *right;
741                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
742
743                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
744                                          inode->bits - 1);
745                         if (!left)
746                                 goto nomem;
747
748                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
749                                           inode->bits - 1);
750
751                         if (!right) {
752                                 tnode_free(left);
753                                 goto nomem;
754                         }
755
756                         put_child(tn, 2*i, (struct rt_trie_node *) left);
757                         put_child(tn, 2*i+1, (struct rt_trie_node *) right);
758                 }
759         }
760
761         for (i = 0; i < olen; i++) {
762                 struct tnode *inode;
763                 struct rt_trie_node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
764                 struct tnode *left, *right;
765                 int size, j;
766
767                 /* An empty child */
768                 if (node == NULL)
769                         continue;
770
771                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
772
773                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
774                    tn->pos + tn->bits - 1) {
775                         if (tkey_extract_bits(node->key,
776                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
777                                               1) == 0)
778                                 put_child(tn, 2*i, node);
779                         else
780                                 put_child(tn, 2*i+1, node);
781                         continue;
782                 }
783
784                 /* An internal node with two children */
785                 inode = (struct tnode *) node;
786
787                 if (inode->bits == 1) {
788                         put_child(tn, 2*i, rtnl_dereference(inode->child[0]));
789                         put_child(tn, 2*i+1, rtnl_dereference(inode->child[1]));
790
791                         tnode_free_safe(inode);
792                         continue;
793                 }
794
795                 /* An internal node with more than two children */
796
797                 /* We will replace this node 'inode' with two new
798                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
799                  * original children. The two new nodes will have
800                  * a position one bit further down the key and this
801                  * means that the "significant" part of their keys
802                  * (see the discussion near the top of this file)
803                  * will differ by one bit, which will be "0" in
804                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
805                  * moving the key position by one step, the bit that
806                  * we are moving away from - the bit at position
807                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
808                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
809                  * two  new keys.
810                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
811                  * the position (inode->pos)
812                  */
813
814                 /* Use the old key, but set the new significant
815                  *   bit to zero.
816                  */
817
818                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
819                 put_child(tn, 2*i, NULL);
820
821                 BUG_ON(!left);
822
823                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
824                 put_child(tn, 2*i+1, NULL);
825
826                 BUG_ON(!right);
827
828                 size = tnode_child_length(left);
829                 for (j = 0; j < size; j++) {
830                         put_child(left, j, rtnl_dereference(inode->child[j]));
831                         put_child(right, j, rtnl_dereference(inode->child[j + size]));
832                 }
833                 put_child(tn, 2*i, resize(t, left));
834                 put_child(tn, 2*i+1, resize(t, right));
835
836                 tnode_free_safe(inode);
837         }
838         tnode_free_safe(oldtnode);
839         return tn;
840 nomem:
841         tnode_clean_free(tn);
842         return ERR_PTR(-ENOMEM);
843 }
844
845 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
846 {
847         struct tnode *oldtnode = tn;
848         struct rt_trie_node *left, *right;
849         int i;
850         int olen = tnode_child_length(tn);
851
852         pr_debug("In halve\n");
853
854         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
855
856         if (!tn)
857                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
858
859         /*
860          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
861          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
862          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
863          * of tnode is ignored.
864          */
865
866         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
867                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
868                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
869
870                 /* Two nonempty children */
871                 if (left && right) {
872                         struct tnode *newn;
873
874                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
875
876                         if (!newn)
877                                 goto nomem;
878
879                         put_child(tn, i/2, (struct rt_trie_node *)newn);
880                 }
881
882         }
883
884         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
885                 struct tnode *newBinNode;
886
887                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
888                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
889
890                 /* At least one of the children is empty */
891                 if (left == NULL) {
892                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
893                                 continue;
894                         put_child(tn, i/2, right);
895                         continue;
896                 }
897
898                 if (right == NULL) {
899                         put_child(tn, i/2, left);
900                         continue;
901                 }
902
903                 /* Two nonempty children */
904                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
905                 put_child(tn, i/2, NULL);
906                 put_child(newBinNode, 0, left);
907                 put_child(newBinNode, 1, right);
908                 put_child(tn, i/2, resize(t, newBinNode));
909         }
910         tnode_free_safe(oldtnode);
911         return tn;
912 nomem:
913         tnode_clean_free(tn);
914         return ERR_PTR(-ENOMEM);
915 }
916
917 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
918  via get_fa_head and dump */
919
920 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
921 {
922         struct hlist_head *head = &l->list;
923         struct hlist_node *node;
924         struct leaf_info *li;
925
926         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
927                 if (li->plen == plen)
928                         return li;
929
930         return NULL;
931 }
932
933 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
934 {
935         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
936
937         if (!li)
938                 return NULL;
939
940         return &li->falh;
941 }
942
943 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
944 {
945         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
946         struct hlist_node *node;
947
948         if (hlist_empty(head)) {
949                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
950         } else {
951                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
952                         if (new->plen > li->plen)
953                                 break;
954
955                         last = li;
956                 }
957                 if (last)
958                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
959                 else
960                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
961         }
962 }
963
964 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
965
966 static struct leaf *
967 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
968 {
969         int pos;
970         struct tnode *tn;
971         struct rt_trie_node *n;
972
973         pos = 0;
974         n = rcu_dereference_rtnl(t->trie);
975
976         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
977                 tn = (struct tnode *) n;
978
979                 check_tnode(tn);
980
981                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
982                         pos = tn->pos + tn->bits;
983                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
984                                                 tkey_extract_bits(key,
985                                                                   tn->pos,
986                                                                   tn->bits));
987                 } else
988                         break;
989         }
990         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
991
992         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
993                 return (struct leaf *)n;
994
995         return NULL;
996 }
997
998 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
999 {
1000         int wasfull;
1001         t_key cindex, key;
1002         struct tnode *tp;
1003
1004         key = tn->key;
1005
1006         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) != NULL) {
1007                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1008                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
1009                 tn = (struct tnode *)resize(t, tn);
1010
1011                 tnode_put_child_reorg(tp, cindex,
1012                                       (struct rt_trie_node *)tn, wasfull);
1013
1014                 tp = node_parent((struct rt_trie_node *) tn);
1015                 if (!tp)
1016                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1017
1018                 tnode_free_flush();
1019                 if (!tp)
1020                         break;
1021                 tn = tp;
1022         }
1023
1024         /* Handle last (top) tnode */
1025         if (IS_TNODE(tn))
1026                 tn = (struct tnode *)resize(t, tn);
1027
1028         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1029         tnode_free_flush();
1030 }
1031
1032 /* only used from updater-side */
1033
1034 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1035 {
1036         int pos, newpos;
1037         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1038         struct rt_trie_node *n;
1039         struct leaf *l;
1040         int missbit;
1041         struct list_head *fa_head = NULL;
1042         struct leaf_info *li;
1043         t_key cindex;
1044
1045         pos = 0;
1046         n = rtnl_dereference(t->trie);
1047
1048         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1049          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1050          * and we should just put our new leaf in that.
1051          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1052          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1053          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1054          *
1055          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1056          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1057          *
1058          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1059          *
1060          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1061          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1062          * value, and return it.
1063          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1064          */
1065
1066         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1067                 tn = (struct tnode *) n;
1068
1069                 check_tnode(tn);
1070
1071                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1072                         tp = tn;
1073                         pos = tn->pos + tn->bits;
1074                         n = tnode_get_child(tn,
1075                                             tkey_extract_bits(key,
1076                                                               tn->pos,
1077                                                               tn->bits));
1078
1079                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1080                 } else
1081                         break;
1082         }
1083
1084         /*
1085          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1086          *
1087          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1088          */
1089
1090         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1091
1092         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1093
1094         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1095                 l = (struct leaf *) n;
1096                 li = leaf_info_new(plen);
1097
1098                 if (!li)
1099                         return NULL;
1100
1101                 fa_head = &li->falh;
1102                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1103                 goto done;
1104         }
1105         l = leaf_new();
1106
1107         if (!l)
1108                 return NULL;
1109
1110         l->key = key;
1111         li = leaf_info_new(plen);
1112
1113         if (!li) {
1114                 free_leaf(l);
1115                 return NULL;
1116         }
1117
1118         fa_head = &li->falh;
1119         insert_leaf_info(&l->list, li);
1120
1121         if (t->trie && n == NULL) {
1122                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1123
1124                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)l, tp);
1125
1126                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1127                 put_child(tp, cindex, (struct rt_trie_node *)l);
1128         } else {
1129                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1130                 /*
1131                  *  Add a new tnode here
1132                  *  first tnode need some special handling
1133                  */
1134
1135                 if (tp)
1136                         pos = tp->pos+tp->bits;
1137                 else
1138                         pos = 0;
1139
1140                 if (n) {
1141                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1142                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1143                 } else {
1144                         newpos = 0;
1145                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1146                 }
1147
1148                 if (!tn) {
1149                         free_leaf_info(li);
1150                         free_leaf(l);
1151                         return NULL;
1152                 }
1153
1154                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)tn, tp);
1155
1156                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1157                 put_child(tn, missbit, (struct rt_trie_node *)l);
1158                 put_child(tn, 1-missbit, n);
1159
1160                 if (tp) {
1161                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1162                         put_child(tp, cindex, (struct rt_trie_node *)tn);
1163                 } else {
1164                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1165                         tp = tn;
1166                 }
1167         }
1168
1169         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1170                 pr_warn("fib_trie tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1171                         tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1172
1173         /* Rebalance the trie */
1174
1175         trie_rebalance(t, tp);
1176 done:
1177         return fa_head;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Caller must hold RTNL.
1182  */
1183 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1184 {
1185         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1186         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1187         struct list_head *fa_head = NULL;
1188         struct fib_info *fi;
1189         int plen = cfg->fc_dst_len;
1190         u8 tos = cfg->fc_tos;
1191         u32 key, mask;
1192         int err;
1193         struct leaf *l;
1194
1195         if (plen > 32)
1196                 return -EINVAL;
1197
1198         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1199
1200         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1201
1202         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1203
1204         if (key & ~mask)
1205                 return -EINVAL;
1206
1207         key = key & mask;
1208
1209         fi = fib_create_info(cfg);
1210         if (IS_ERR(fi)) {
1211                 err = PTR_ERR(fi);
1212                 goto err;
1213         }
1214
1215         l = fib_find_node(t, key);
1216         fa = NULL;
1217
1218         if (l) {
1219                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1220                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1221         }
1222
1223         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1224          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1225          * exists or to the node before which we will insert new one.
1226          *
1227          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1228          * insert to the head of f.
1229          *
1230          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1231          * and we need to allocate a new one of those as well.
1232          */
1233
1234         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1235             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1236                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1237
1238                 err = -EEXIST;
1239                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1240                         goto out;
1241
1242                 /* We have 2 goals:
1243                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1244                  * duplicate routes
1245                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1246                  */
1247                 fa_match = NULL;
1248                 fa_first = fa;
1249                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1250                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1251                         if (fa->fa_tos != tos)
1252                                 break;
1253                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1254                                 break;
1255                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1256                             fa->fa_info == fi) {
1257                                 fa_match = fa;
1258                                 break;
1259                         }
1260                 }
1261
1262                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1263                         struct fib_info *fi_drop;
1264                         u8 state;
1265
1266                         fa = fa_first;
1267                         if (fa_match) {
1268                                 if (fa == fa_match)
1269                                         err = 0;
1270                                 goto out;
1271                         }
1272                         err = -ENOBUFS;
1273                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1274                         if (new_fa == NULL)
1275                                 goto out;
1276
1277                         fi_drop = fa->fa_info;
1278                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1279                         new_fa->fa_info = fi;
1280                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1281                         state = fa->fa_state;
1282                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1283
1284                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1285                         alias_free_mem_rcu(fa);
1286
1287                         fib_release_info(fi_drop);
1288                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1289                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1290                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1291                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1292
1293                         goto succeeded;
1294                 }
1295                 /* Error if we find a perfect match which
1296                  * uses the same scope, type, and nexthop
1297                  * information.
1298                  */
1299                 if (fa_match)
1300                         goto out;
1301
1302                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1303                         fa = fa_first;
1304         }
1305         err = -ENOENT;
1306         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1307                 goto out;
1308
1309         err = -ENOBUFS;
1310         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1311         if (new_fa == NULL)
1312                 goto out;
1313
1314         new_fa->fa_info = fi;
1315         new_fa->fa_tos = tos;
1316         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1317         new_fa->fa_state = 0;
1318         /*
1319          * Insert new entry to the list.
1320          */
1321
1322         if (!fa_head) {
1323                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1324                 if (unlikely(!fa_head)) {
1325                         err = -ENOMEM;
1326                         goto out_free_new_fa;
1327                 }
1328         }
1329
1330         if (!plen)
1331                 tb->tb_num_default++;
1332
1333         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1334                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1335
1336         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1337         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1338                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1339 succeeded:
1340         return 0;
1341
1342 out_free_new_fa:
1343         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1344 out:
1345         fib_release_info(fi);
1346 err:
1347         return err;
1348 }
1349
1350 /* should be called with rcu_read_lock */
1351 static int check_leaf(struct fib_table *tb, struct trie *t, struct leaf *l,
1352                       t_key key,  const struct flowi4 *flp,
1353                       struct fib_result *res, int fib_flags)
1354 {
1355         struct leaf_info *li;
1356         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1357         struct hlist_node *node;
1358
1359         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1360                 struct fib_alias *fa;
1361
1362                 if (l->key != (key & li->mask_plen))
1363                         continue;
1364
1365                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
1366                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1367                         int nhsel, err;
1368
1369                         if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1370                                 continue;
1371                         if (fi->fib_dead)
1372                                 continue;
1373                         if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1374                                 continue;
1375                         fib_alias_accessed(fa);
1376                         err = fib_props[fa->fa_type].error;
1377                         if (err) {
1378 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1379                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1380 #endif
1381                                 return err;
1382                         }
1383                         if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1384                                 continue;
1385                         for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1386                                 const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1387
1388                                 if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1389                                         continue;
1390                                 if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1391                                         continue;
1392
1393 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1394                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1395 #endif
1396                                 res->prefixlen = li->plen;
1397                                 res->nh_sel = nhsel;
1398                                 res->type = fa->fa_type;
1399                                 res->scope = fa->fa_info->fib_scope;
1400                                 res->fi = fi;
1401                                 res->table = tb;
1402                                 res->fa_head = &li->falh;
1403                                 if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1404                                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1405                                 return 0;
1406                         }
1407                 }
1408
1409 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1410                 t->stats.semantic_match_miss++;
1411 #endif
1412         }
1413
1414         return 1;
1415 }
1416
1417 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1418                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1419 {
1420         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1421         int ret;
1422         struct rt_trie_node *n;
1423         struct tnode *pn;
1424         unsigned int pos, bits;
1425         t_key key = ntohl(flp->daddr);
1426         unsigned int chopped_off;
1427         t_key cindex = 0;
1428         unsigned int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1429         struct tnode *cn;
1430         t_key pref_mismatch;
1431
1432         rcu_read_lock();
1433
1434         n = rcu_dereference(t->trie);
1435         if (!n)
1436                 goto failed;
1437
1438 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1439         t->stats.gets++;
1440 #endif
1441
1442         /* Just a leaf? */
1443         if (IS_LEAF(n)) {
1444                 ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1445                 goto found;
1446         }
1447
1448         pn = (struct tnode *) n;
1449         chopped_off = 0;
1450
1451         while (pn) {
1452                 pos = pn->pos;
1453                 bits = pn->bits;
1454
1455                 if (!chopped_off)
1456                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1457                                                    pos, bits);
1458
1459                 n = tnode_get_child_rcu(pn, cindex);
1460
1461                 if (n == NULL) {
1462 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1463                         t->stats.null_node_hit++;
1464 #endif
1465                         goto backtrace;
1466                 }
1467
1468                 if (IS_LEAF(n)) {
1469                         ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1470                         if (ret > 0)
1471                                 goto backtrace;
1472                         goto found;
1473                 }
1474
1475                 cn = (struct tnode *)n;
1476
1477                 /*
1478                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1479                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1480                  * This tnode is in the parent's child array at index
1481                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1482                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1483                  * subprefix, padded with zero at the end.
1484                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1485                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1486                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1487                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1488                  * considered unknown.
1489                  *
1490                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1491                  */
1492
1493                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1494                  * actual prefix  matching, which means everything from
1495                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1496                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1497                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1498                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1499                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1500                  * *are* zero.
1501                  */
1502
1503                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1504                    for the new node here */
1505
1506                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1507                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1508                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1509                             || !(cn->child[0]))
1510                                 goto backtrace;
1511                 }
1512
1513                 /*
1514                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1515                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1516                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1517                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1518                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1519                  * because if we do, we would like to have some way of
1520                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1521                  */
1522
1523                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1524                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1525                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1526                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1527                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1528                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1529                  * new tnode's key.
1530                  */
1531
1532                 /*
1533                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1534                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1535                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1536                  * aren't checked since these are by definition
1537                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1538                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1539                  * state, and in that case verify that the skipped
1540                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1541                  * zero, as they have to be if we are to find a
1542                  * matching prefix.
1543                  */
1544
1545                 pref_mismatch = mask_pfx(cn->key ^ key, cn->pos);
1546
1547                 /*
1548                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1549                  * the search key, enter the "prefix matching"
1550                  * state.directly.
1551                  */
1552                 if (pref_mismatch) {
1553                         /* fls(x) = __fls(x) + 1 */
1554                         int mp = KEYLENGTH - __fls(pref_mismatch) - 1;
1555
1556                         if (tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos - mp) != 0)
1557                                 goto backtrace;
1558
1559                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1560                                 current_prefix_length = mp;
1561                 }
1562
1563                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1564                 chopped_off = 0;
1565                 continue;
1566
1567 backtrace:
1568                 chopped_off++;
1569
1570                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1571                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1572                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1573                         chopped_off++;
1574
1575                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1576                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1577                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1578                                 - chopped_off;
1579
1580                 /*
1581                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1582                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1583                  */
1584
1585                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1586                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1587                 } else {
1588                         struct tnode *parent = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *) pn);
1589                         if (!parent)
1590                                 goto failed;
1591
1592                         /* Get Child's index */
1593                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1594                         pn = parent;
1595                         chopped_off = 0;
1596
1597 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1598                         t->stats.backtrack++;
1599 #endif
1600                         goto backtrace;
1601                 }
1602         }
1603 failed:
1604         ret = 1;
1605 found:
1606         rcu_read_unlock();
1607         return ret;
1608 }
1609 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1610
1611 /*
1612  * Remove the leaf and return parent.
1613  */
1614 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1615 {
1616         struct tnode *tp = node_parent((struct rt_trie_node *) l);
1617
1618         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1619
1620         if (tp) {
1621                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1622                 put_child(tp, cindex, NULL);
1623                 trie_rebalance(t, tp);
1624         } else
1625                 RCU_INIT_POINTER(t->trie, NULL);
1626
1627         free_leaf(l);
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Caller must hold RTNL.
1632  */
1633 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1634 {
1635         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1636         u32 key, mask;
1637         int plen = cfg->fc_dst_len;
1638         u8 tos = cfg->fc_tos;
1639         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1640         struct list_head *fa_head;
1641         struct leaf *l;
1642         struct leaf_info *li;
1643
1644         if (plen > 32)
1645                 return -EINVAL;
1646
1647         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1648         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1649
1650         if (key & ~mask)
1651                 return -EINVAL;
1652
1653         key = key & mask;
1654         l = fib_find_node(t, key);
1655
1656         if (!l)
1657                 return -ESRCH;
1658
1659         li = find_leaf_info(l, plen);
1660
1661         if (!li)
1662                 return -ESRCH;
1663
1664         fa_head = &li->falh;
1665         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1666
1667         if (!fa)
1668                 return -ESRCH;
1669
1670         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1671
1672         fa_to_delete = NULL;
1673         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1674         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1675                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1676
1677                 if (fa->fa_tos != tos)
1678                         break;
1679
1680                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1681                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1682                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1683                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1684                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1685                     (!cfg->fc_protocol ||
1686                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1687                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1688                         fa_to_delete = fa;
1689                         break;
1690                 }
1691         }
1692
1693         if (!fa_to_delete)
1694                 return -ESRCH;
1695
1696         fa = fa_to_delete;
1697         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1698                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1699
1700         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1701
1702         if (!plen)
1703                 tb->tb_num_default--;
1704
1705         if (list_empty(fa_head)) {
1706                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1707                 free_leaf_info(li);
1708         }
1709
1710         if (hlist_empty(&l->list))
1711                 trie_leaf_remove(t, l);
1712
1713         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1714                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1715
1716         fib_release_info(fa->fa_info);
1717         alias_free_mem_rcu(fa);
1718         return 0;
1719 }
1720
1721 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1722 {
1723         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1724         int found = 0;
1725
1726         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1727                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1728
1729                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1730                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1731                         fib_release_info(fa->fa_info);
1732                         alias_free_mem_rcu(fa);
1733                         found++;
1734                 }
1735         }
1736         return found;
1737 }
1738
1739 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1740 {
1741         int found = 0;
1742         struct hlist_head *lih = &l->list;
1743         struct hlist_node *node, *tmp;
1744         struct leaf_info *li = NULL;
1745
1746         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1747                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1748
1749                 if (list_empty(&li->falh)) {
1750                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1751                         free_leaf_info(li);
1752                 }
1753         }
1754         return found;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1759  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1760  */
1761 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct rt_trie_node *c)
1762 {
1763         do {
1764                 t_key idx;
1765
1766                 if (c)
1767                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1768                 else
1769                         idx = 0;
1770
1771                 while (idx < 1u << p->bits) {
1772                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1773                         if (!c)
1774                                 continue;
1775
1776                         if (IS_LEAF(c)) {
1777                                 prefetch(rcu_dereference_rtnl(p->child[idx]));
1778                                 return (struct leaf *) c;
1779                         }
1780
1781                         /* Rescan start scanning in new node */
1782                         p = (struct tnode *) c;
1783                         idx = 0;
1784                 }
1785
1786                 /* Node empty, walk back up to parent */
1787                 c = (struct rt_trie_node *) p;
1788         } while ((p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1789
1790         return NULL; /* Root of trie */
1791 }
1792
1793 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1794 {
1795         struct tnode *n = (struct tnode *)rcu_dereference_rtnl(t->trie);
1796
1797         if (!n)
1798                 return NULL;
1799
1800         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1801                 return (struct leaf *) n;
1802
1803         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1804 }
1805
1806 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1807 {
1808         struct rt_trie_node *c = (struct rt_trie_node *) l;
1809         struct tnode *p = node_parent_rcu(c);
1810
1811         if (!p)
1812                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1813
1814         return leaf_walk_rcu(p, c);
1815 }
1816
1817 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1818 {
1819         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1820
1821         while (l && index-- > 0)
1822                 l = trie_nextleaf(l);
1823
1824         return l;
1825 }
1826
1827
1828 /*
1829  * Caller must hold RTNL.
1830  */
1831 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1832 {
1833         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1834         struct leaf *l, *ll = NULL;
1835         int found = 0;
1836
1837         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1838                 found += trie_flush_leaf(l);
1839
1840                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1841                         trie_leaf_remove(t, ll);
1842                 ll = l;
1843         }
1844
1845         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1846                 trie_leaf_remove(t, ll);
1847
1848         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1849         return found;
1850 }
1851
1852 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1853 {
1854         kfree(tb);
1855 }
1856
1857 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1858                            struct fib_table *tb,
1859                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1860 {
1861         int i, s_i;
1862         struct fib_alias *fa;
1863         __be32 xkey = htonl(key);
1864
1865         s_i = cb->args[5];
1866         i = 0;
1867
1868         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1869
1870         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1871                 if (i < s_i) {
1872                         i++;
1873                         continue;
1874                 }
1875
1876                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1877                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1878                                   RTM_NEWROUTE,
1879                                   tb->tb_id,
1880                                   fa->fa_type,
1881                                   xkey,
1882                                   plen,
1883                                   fa->fa_tos,
1884                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1885                         cb->args[5] = i;
1886                         return -1;
1887                 }
1888                 i++;
1889         }
1890         cb->args[5] = i;
1891         return skb->len;
1892 }
1893
1894 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1895                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1896 {
1897         struct leaf_info *li;
1898         struct hlist_node *node;
1899         int i, s_i;
1900
1901         s_i = cb->args[4];
1902         i = 0;
1903
1904         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1905         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
1906                 if (i < s_i) {
1907                         i++;
1908                         continue;
1909                 }
1910
1911                 if (i > s_i)
1912                         cb->args[5] = 0;
1913
1914                 if (list_empty(&li->falh))
1915                         continue;
1916
1917                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1918                         cb->args[4] = i;
1919                         return -1;
1920                 }
1921                 i++;
1922         }
1923
1924         cb->args[4] = i;
1925         return skb->len;
1926 }
1927
1928 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1929                    struct netlink_callback *cb)
1930 {
1931         struct leaf *l;
1932         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1933         t_key key = cb->args[2];
1934         int count = cb->args[3];
1935
1936         rcu_read_lock();
1937         /* Dump starting at last key.
1938          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1939          */
1940         if (count == 0)
1941                 l = trie_firstleaf(t);
1942         else {
1943                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1944                  * fallback to using slow rescan
1945                  */
1946                 l = fib_find_node(t, key);
1947                 if (!l)
1948                         l = trie_leafindex(t, count);
1949         }
1950
1951         while (l) {
1952                 cb->args[2] = l->key;
1953                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1954                         cb->args[3] = count;
1955                         rcu_read_unlock();
1956                         return -1;
1957                 }
1958
1959                 ++count;
1960                 l = trie_nextleaf(l);
1961                 memset(&cb->args[4], 0,
1962                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1963         }
1964         cb->args[3] = count;
1965         rcu_read_unlock();
1966
1967         return skb->len;
1968 }
1969
1970 void __init fib_trie_init(void)
1971 {
1972         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1973                                           sizeof(struct fib_alias),
1974                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1975
1976         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1977                                            max(sizeof(struct leaf),
1978                                                sizeof(struct leaf_info)),
1979                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1980 }
1981
1982
1983 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id)
1984 {
1985         struct fib_table *tb;
1986         struct trie *t;
1987
1988         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1989                      GFP_KERNEL);
1990         if (tb == NULL)
1991                 return NULL;
1992
1993         tb->tb_id = id;
1994         tb->tb_default = -1;
1995         tb->tb_num_default = 0;
1996
1997         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1998         memset(t, 0, sizeof(*t));
1999
2000         return tb;
2001 }
2002
2003 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2004 /* Depth first Trie walk iterator */
2005 struct fib_trie_iter {
2006         struct seq_net_private p;
2007         struct fib_table *tb;
2008         struct tnode *tnode;
2009         unsigned int index;
2010         unsigned int depth;
2011 };
2012
2013 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2014 {
2015         struct tnode *tn = iter->tnode;
2016         unsigned int cindex = iter->index;
2017         struct tnode *p;
2018
2019         /* A single entry routing table */
2020         if (!tn)
2021                 return NULL;
2022
2023         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2024                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2025 rescan:
2026         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2027                 struct rt_trie_node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2028
2029                 if (n) {
2030                         if (IS_LEAF(n)) {
2031                                 iter->tnode = tn;
2032                                 iter->index = cindex + 1;
2033                         } else {
2034                                 /* push down one level */
2035                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2036                                 iter->index = 0;
2037                                 ++iter->depth;
2038                         }
2039                         return n;
2040                 }
2041
2042                 ++cindex;
2043         }
2044
2045         /* Current node exhausted, pop back up */
2046         p = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *)tn);
2047         if (p) {
2048                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2049                 tn = p;
2050                 --iter->depth;
2051                 goto rescan;
2052         }
2053
2054         /* got root? */
2055         return NULL;
2056 }
2057
2058 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2059                                        struct trie *t)
2060 {
2061         struct rt_trie_node *n;
2062
2063         if (!t)
2064                 return NULL;
2065
2066         n = rcu_dereference(t->trie);
2067         if (!n)
2068                 return NULL;
2069
2070         if (IS_TNODE(n)) {
2071                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2072                 iter->index = 0;
2073                 iter->depth = 1;
2074         } else {
2075                 iter->tnode = NULL;
2076                 iter->index = 0;
2077                 iter->depth = 0;
2078         }
2079
2080         return n;
2081 }
2082
2083 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2084 {
2085         struct rt_trie_node *n;
2086         struct fib_trie_iter iter;
2087
2088         memset(s, 0, sizeof(*s));
2089
2090         rcu_read_lock();
2091         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2092                 if (IS_LEAF(n)) {
2093                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2094                         struct leaf_info *li;
2095                         struct hlist_node *tmp;
2096
2097                         s->leaves++;
2098                         s->totdepth += iter.depth;
2099                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2100                                 s->maxdepth = iter.depth;
2101
2102                         hlist_for_each_entry_rcu(li, tmp, &l->list, hlist)
2103                                 ++s->prefixes;
2104                 } else {
2105                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2106                         int i;
2107
2108                         s->tnodes++;
2109                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2110                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2111
2112                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2113                                 if (!tn->child[i])
2114                                         s->nullpointers++;
2115                 }
2116         }
2117         rcu_read_unlock();
2118 }
2119
2120 /*
2121  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2122  */
2123 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2124 {
2125         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2126
2127         if (stat->leaves)
2128                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2129         else
2130                 avdepth = 0;
2131
2132         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2133                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2134         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2135
2136         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2137         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2138
2139         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2140         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2141
2142         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2143         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2144
2145         max = MAX_STAT_DEPTH;
2146         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2147                 max--;
2148
2149         pointers = 0;
2150         for (i = 1; i <= max; i++)
2151                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2152                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2153                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2154                 }
2155         seq_putc(seq, '\n');
2156         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2157
2158         bytes += sizeof(struct rt_trie_node *) * pointers;
2159         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2160         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2161 }
2162
2163 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2164 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2165                             const struct trie_use_stats *stats)
2166 {
2167         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2168         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2169         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2170         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2171                    stats->semantic_match_passed);
2172         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2173                    stats->semantic_match_miss);
2174         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2175         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2176                    stats->resize_node_skipped);
2177 }
2178 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2179
2180 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2181 {
2182         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2183                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2184         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2185                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2186         else
2187                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2188 }
2189
2190
2191 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2192 {
2193         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2194         unsigned int h;
2195
2196         seq_printf(seq,
2197                    "Basic info: size of leaf:"
2198                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2199                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2200
2201         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2202                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2203                 struct hlist_node *node;
2204                 struct fib_table *tb;
2205
2206                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2207                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2208                         struct trie_stat stat;
2209
2210                         if (!t)
2211                                 continue;
2212
2213                         fib_table_print(seq, tb);
2214
2215                         trie_collect_stats(t, &stat);
2216                         trie_show_stats(seq, &stat);
2217 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2218                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2219 #endif
2220                 }
2221         }
2222
2223         return 0;
2224 }
2225
2226 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2227 {
2228         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2229 }
2230
2231 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2232         .owner  = THIS_MODULE,
2233         .open   = fib_triestat_seq_open,
2234         .read   = seq_read,
2235         .llseek = seq_lseek,
2236         .release = single_release_net,
2237 };
2238
2239 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2240 {
2241         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2242         struct net *net = seq_file_net(seq);
2243         loff_t idx = 0;
2244         unsigned int h;
2245
2246         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2247                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2248                 struct hlist_node *node;
2249                 struct fib_table *tb;
2250
2251                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2252                         struct rt_trie_node *n;
2253
2254                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2255                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2256                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2257                                 if (pos == idx++) {
2258                                         iter->tb = tb;
2259                                         return n;
2260                                 }
2261                 }
2262         }
2263
2264         return NULL;
2265 }
2266
2267 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2268         __acquires(RCU)
2269 {
2270         rcu_read_lock();
2271         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2272 }
2273
2274 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2275 {
2276         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2277         struct net *net = seq_file_net(seq);
2278         struct fib_table *tb = iter->tb;
2279         struct hlist_node *tb_node;
2280         unsigned int h;
2281         struct rt_trie_node *n;
2282
2283         ++*pos;
2284         /* next node in same table */
2285         n = fib_trie_get_next(iter);
2286         if (n)
2287                 return n;
2288
2289         /* walk rest of this hash chain */
2290         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2291         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2292                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2293                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2294                 if (n)
2295                         goto found;
2296         }
2297
2298         /* new hash chain */
2299         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2300                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2301                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, tb_node, head, tb_hlist) {
2302                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2303                         if (n)
2304                                 goto found;
2305                 }
2306         }
2307         return NULL;
2308
2309 found:
2310         iter->tb = tb;
2311         return n;
2312 }
2313
2314 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2315         __releases(RCU)
2316 {
2317         rcu_read_unlock();
2318 }
2319
2320 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2321 {
2322         while (n-- > 0)
2323                 seq_puts(seq, "   ");
2324 }
2325
2326 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2327 {
2328         switch (s) {
2329         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2330         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2331         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2332         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2333         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2334         default:
2335                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2336                 return buf;
2337         }
2338 }
2339
2340 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2341         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2342         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2343         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2344         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2345         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2346         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2347         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2348         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2349         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2350         [RTN_THROW] = "THROW",
2351         [RTN_NAT] = "NAT",
2352         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2353 };
2354
2355 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2356 {
2357         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2358                 return rtn_type_names[t];
2359         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2360         return buf;
2361 }
2362
2363 /* Pretty print the trie */
2364 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2365 {
2366         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2367         struct rt_trie_node *n = v;
2368
2369         if (!node_parent_rcu(n))
2370                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2371
2372         if (IS_TNODE(n)) {
2373                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2374                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2375
2376                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2377                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2378                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2379                            tn->empty_children);
2380
2381         } else {
2382                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2383                 struct leaf_info *li;
2384                 struct hlist_node *node;
2385                 __be32 val = htonl(l->key);
2386
2387                 seq_indent(seq, iter->depth);
2388                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2389
2390                 hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2391                         struct fib_alias *fa;
2392
2393                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2394                                 char buf1[32], buf2[32];
2395
2396                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2397                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2398                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2399                                                      fa->fa_info->fib_scope),
2400                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2401                                                     fa->fa_type));
2402                                 if (fa->fa_tos)
2403                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2404                                 seq_putc(seq, '\n');
2405                         }
2406                 }
2407         }
2408
2409         return 0;
2410 }
2411
2412 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2413         .start  = fib_trie_seq_start,
2414         .next   = fib_trie_seq_next,
2415         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2416         .show   = fib_trie_seq_show,
2417 };
2418
2419 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2420 {
2421         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2422                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2423 }
2424
2425 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2426         .owner  = THIS_MODULE,
2427         .open   = fib_trie_seq_open,
2428         .read   = seq_read,
2429         .llseek = seq_lseek,
2430         .release = seq_release_net,
2431 };
2432
2433 struct fib_route_iter {
2434         struct seq_net_private p;
2435         struct trie *main_trie;
2436         loff_t  pos;
2437         t_key   key;
2438 };
2439
2440 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2441 {
2442         struct leaf *l = NULL;
2443         struct trie *t = iter->main_trie;
2444
2445         /* use cache location of last found key */
2446         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2447                 pos -= iter->pos;
2448         else {
2449                 iter->pos = 0;
2450                 l = trie_firstleaf(t);
2451         }
2452
2453         while (l && pos-- > 0) {
2454                 iter->pos++;
2455                 l = trie_nextleaf(l);
2456         }
2457
2458         if (l)
2459                 iter->key = pos;        /* remember it */
2460         else
2461                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2462
2463         return l;
2464 }
2465
2466 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2467         __acquires(RCU)
2468 {
2469         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2470         struct fib_table *tb;
2471
2472         rcu_read_lock();
2473         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2474         if (!tb)
2475                 return NULL;
2476
2477         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2478         if (*pos == 0)
2479                 return SEQ_START_TOKEN;
2480         else
2481                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2482 }
2483
2484 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2485 {
2486         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2487         struct leaf *l = v;
2488
2489         ++*pos;
2490         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2491                 iter->pos = 0;
2492                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2493         } else {
2494                 iter->pos++;
2495                 l = trie_nextleaf(l);
2496         }
2497
2498         if (l)
2499                 iter->key = l->key;
2500         else
2501                 iter->pos = 0;
2502         return l;
2503 }
2504
2505 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2506         __releases(RCU)
2507 {
2508         rcu_read_unlock();
2509 }
2510
2511 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2512 {
2513         unsigned int flags = 0;
2514
2515         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2516                 flags = RTF_REJECT;
2517         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2518                 flags |= RTF_GATEWAY;
2519         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2520                 flags |= RTF_HOST;
2521         flags |= RTF_UP;
2522         return flags;
2523 }
2524
2525 /*
2526  *      This outputs /proc/net/route.
2527  *      The format of the file is not supposed to be changed
2528  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2529  *      legacy utilities
2530  */
2531 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2532 {
2533         struct leaf *l = v;
2534         struct leaf_info *li;
2535         struct hlist_node *node;
2536
2537         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2538                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2539                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2540                            "\tWindow\tIRTT");
2541                 return 0;
2542         }
2543
2544         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2545                 struct fib_alias *fa;
2546                 __be32 mask, prefix;
2547
2548                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2549                 prefix = htonl(l->key);
2550
2551                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2552                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2553                         unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2554                         int len;
2555
2556                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2557                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2558                                 continue;
2559
2560                         if (fi)
2561                                 seq_printf(seq,
2562                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2563                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2564                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2565                                          prefix,
2566                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2567                                          fi->fib_priority,
2568                                          mask,
2569                                          (fi->fib_advmss ?
2570                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2571                                          fi->fib_window,
2572                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2573                         else
2574                                 seq_printf(seq,
2575                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2576                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2577                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2578                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2579
2580                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2581                 }
2582         }
2583
2584         return 0;
2585 }
2586
2587 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2588         .start  = fib_route_seq_start,
2589         .next   = fib_route_seq_next,
2590         .stop   = fib_route_seq_stop,
2591         .show   = fib_route_seq_show,
2592 };
2593
2594 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2595 {
2596         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2597                             sizeof(struct fib_route_iter));
2598 }
2599
2600 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2601         .owner  = THIS_MODULE,
2602         .open   = fib_route_seq_open,
2603         .read   = seq_read,
2604         .llseek = seq_lseek,
2605         .release = seq_release_net,
2606 };
2607
2608 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2609 {
2610         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2611                 goto out1;
2612
2613         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2614                          &fib_triestat_fops))
2615                 goto out2;
2616
2617         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2618                 goto out3;
2619
2620         return 0;
2621
2622 out3:
2623         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2624 out2:
2625         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2626 out1:
2627         return -ENOMEM;
2628 }
2629
2630 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2631 {
2632         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2633         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2634         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2635 }
2636
2637 #endif /* CONFIG_PROC_FS */