Merge tag 'md-3.4-fixes' of git://neil.brown.name/md
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / net / ipv4 / fib_trie.c
1 /*
2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
9  *
10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
11  *     Agricultural Sciences.
12  *
13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
14  *
15  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
16  *
17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
19  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
20  *
21  *
22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
24  *
25  *
26  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
27  *
28  *
29  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
30  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
31  *              interface as the means of communication with the user level.
32  *
33  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
34  *
35  *
36  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
37  *
38  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
39  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
40  *              as published by the Free Software Foundation; either version
41  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
42  *
43  * Substantial contributions to this work comes from:
44  *
45  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
46  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
47  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
48  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
49  */
50
51 #define VERSION "0.409"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/prefetch.h>
75 #include <linux/export.h>
76 #include <net/net_namespace.h>
77 #include <net/ip.h>
78 #include <net/protocol.h>
79 #include <net/route.h>
80 #include <net/tcp.h>
81 #include <net/sock.h>
82 #include <net/ip_fib.h>
83 #include "fib_lookup.h"
84
85 #define MAX_STAT_DEPTH 32
86
87 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
88
89 typedef unsigned int t_key;
90
91 #define T_TNODE 0
92 #define T_LEAF  1
93 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
94 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
95
96 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
97 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
98
99 struct rt_trie_node {
100         unsigned long parent;
101         t_key key;
102 };
103
104 struct leaf {
105         unsigned long parent;
106         t_key key;
107         struct hlist_head list;
108         struct rcu_head rcu;
109 };
110
111 struct leaf_info {
112         struct hlist_node hlist;
113         int plen;
114         u32 mask_plen; /* ntohl(inet_make_mask(plen)) */
115         struct list_head falh;
116         struct rcu_head rcu;
117 };
118
119 struct tnode {
120         unsigned long parent;
121         t_key key;
122         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
123         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
124         unsigned int full_children;     /* KEYLENGTH bits needed */
125         unsigned int empty_children;    /* KEYLENGTH bits needed */
126         union {
127                 struct rcu_head rcu;
128                 struct work_struct work;
129                 struct tnode *tnode_free;
130         };
131         struct rt_trie_node __rcu *child[0];
132 };
133
134 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
135 struct trie_use_stats {
136         unsigned int gets;
137         unsigned int backtrack;
138         unsigned int semantic_match_passed;
139         unsigned int semantic_match_miss;
140         unsigned int null_node_hit;
141         unsigned int resize_node_skipped;
142 };
143 #endif
144
145 struct trie_stat {
146         unsigned int totdepth;
147         unsigned int maxdepth;
148         unsigned int tnodes;
149         unsigned int leaves;
150         unsigned int nullpointers;
151         unsigned int prefixes;
152         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
153 };
154
155 struct trie {
156         struct rt_trie_node __rcu *trie;
157 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
158         struct trie_use_stats stats;
159 #endif
160 };
161
162 static void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n);
163 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
164                                   int wasfull);
165 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
166 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
167 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
168 /* tnodes to free after resize(); protected by RTNL */
169 static struct tnode *tnode_free_head;
170 static size_t tnode_free_size;
171
172 /*
173  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
174  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
175  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
176  */
177 static const int sync_pages = 128;
178
179 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
180 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
181
182 /*
183  * caller must hold RTNL
184  */
185 static inline struct tnode *node_parent(const struct rt_trie_node *node)
186 {
187         unsigned long parent;
188
189         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, lockdep_rtnl_is_held());
190
191         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
192 }
193
194 /*
195  * caller must hold RCU read lock or RTNL
196  */
197 static inline struct tnode *node_parent_rcu(const struct rt_trie_node *node)
198 {
199         unsigned long parent;
200
201         parent = rcu_dereference_index_check(node->parent, rcu_read_lock_held() ||
202                                                            lockdep_rtnl_is_held());
203
204         return (struct tnode *)(parent & ~NODE_TYPE_MASK);
205 }
206
207 /* Same as rcu_assign_pointer
208  * but that macro() assumes that value is a pointer.
209  */
210 static inline void node_set_parent(struct rt_trie_node *node, struct tnode *ptr)
211 {
212         smp_wmb();
213         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
214 }
215
216 /*
217  * caller must hold RTNL
218  */
219 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child(const struct tnode *tn, unsigned int i)
220 {
221         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
222
223         return rtnl_dereference(tn->child[i]);
224 }
225
226 /*
227  * caller must hold RCU read lock or RTNL
228  */
229 static inline struct rt_trie_node *tnode_get_child_rcu(const struct tnode *tn, unsigned int i)
230 {
231         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
232
233         return rcu_dereference_rtnl(tn->child[i]);
234 }
235
236 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
237 {
238         return 1 << tn->bits;
239 }
240
241 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned int l)
242 {
243         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
244 }
245
246 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, unsigned int offset, unsigned int bits)
247 {
248         if (offset < KEYLENGTH)
249                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
250         else
251                 return 0;
252 }
253
254 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
255 {
256         return a == b;
257 }
258
259 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
260 {
261         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
262                 return 1;
263         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
264         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
265 }
266
267 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
268 {
269         t_key diff = a ^ b;
270         int i = offset;
271
272         if (!diff)
273                 return 0;
274         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
275                 i++;
276         return i;
277 }
278
279 /*
280   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
281   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
282   all of the bits in that key are significant.
283
284   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
285
286   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
287   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
288   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
289   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
290   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
291   correct key path.
292
293   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
294   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
295   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
296   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
297   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
298   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
299
300   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
301   have many different meanings.
302
303   Example:
304   _________________________________________________________________
305   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
306   -----------------------------------------------------------------
307     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
308
309   _________________________________________________________________
310   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
311   -----------------------------------------------------------------
312    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
313
314   tp->pos = 7
315   tp->bits = 3
316   n->pos = 15
317   n->bits = 4
318
319   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
320   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
321   not use them for anything.
322
323   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
324   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
325   'n' among tp's children.
326
327   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
328   for the node n.
329
330   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
331   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
332
333   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
334   n's child array, and will of course be different for each child.
335
336
337   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
338   at this point.
339
340 */
341
342 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
343 {
344         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
345 }
346
347 static const int halve_threshold = 25;
348 static const int inflate_threshold = 50;
349 static const int halve_threshold_root = 15;
350 static const int inflate_threshold_root = 30;
351
352 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
353 {
354         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
355         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
356 }
357
358 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
359 {
360         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
361 }
362
363 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
364 {
365         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
366         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
367 }
368
369 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
370 {
371         call_rcu_bh(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
372 }
373
374 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
375 {
376         kfree_rcu(leaf, rcu);
377 }
378
379 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
380 {
381         if (size <= PAGE_SIZE)
382                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
383         else
384                 return vzalloc(size);
385 }
386
387 static void __tnode_vfree(struct work_struct *arg)
388 {
389         struct tnode *tn = container_of(arg, struct tnode, work);
390         vfree(tn);
391 }
392
393 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
394 {
395         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
396         size_t size = sizeof(struct tnode) +
397                       (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
398
399         if (size <= PAGE_SIZE)
400                 kfree(tn);
401         else {
402                 INIT_WORK(&tn->work, __tnode_vfree);
403                 schedule_work(&tn->work);
404         }
405 }
406
407 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
408 {
409         if (IS_LEAF(tn))
410                 free_leaf((struct leaf *) tn);
411         else
412                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
413 }
414
415 static void tnode_free_safe(struct tnode *tn)
416 {
417         BUG_ON(IS_LEAF(tn));
418         tn->tnode_free = tnode_free_head;
419         tnode_free_head = tn;
420         tnode_free_size += sizeof(struct tnode) +
421                            (sizeof(struct rt_trie_node *) << tn->bits);
422 }
423
424 static void tnode_free_flush(void)
425 {
426         struct tnode *tn;
427
428         while ((tn = tnode_free_head)) {
429                 tnode_free_head = tn->tnode_free;
430                 tn->tnode_free = NULL;
431                 tnode_free(tn);
432         }
433
434         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
435                 tnode_free_size = 0;
436                 synchronize_rcu();
437         }
438 }
439
440 static struct leaf *leaf_new(void)
441 {
442         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
443         if (l) {
444                 l->parent = T_LEAF;
445                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
446         }
447         return l;
448 }
449
450 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
451 {
452         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
453         if (li) {
454                 li->plen = plen;
455                 li->mask_plen = ntohl(inet_make_mask(plen));
456                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
457         }
458         return li;
459 }
460
461 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
462 {
463         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct rt_trie_node *) << bits);
464         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
465
466         if (tn) {
467                 tn->parent = T_TNODE;
468                 tn->pos = pos;
469                 tn->bits = bits;
470                 tn->key = key;
471                 tn->full_children = 0;
472                 tn->empty_children = 1<<bits;
473         }
474
475         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tn, sizeof(struct tnode),
476                  sizeof(struct rt_trie_node) << bits);
477         return tn;
478 }
479
480 /*
481  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
482  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
483  */
484
485 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct rt_trie_node *n)
486 {
487         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
488                 return 0;
489
490         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
491 }
492
493 static inline void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i,
494                              struct rt_trie_node *n)
495 {
496         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
497 }
498
499  /*
500   * Add a child at position i overwriting the old value.
501   * Update the value of full_children and empty_children.
502   */
503
504 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct rt_trie_node *n,
505                                   int wasfull)
506 {
507         struct rt_trie_node *chi = rtnl_dereference(tn->child[i]);
508         int isfull;
509
510         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
511
512         /* update emptyChildren */
513         if (n == NULL && chi != NULL)
514                 tn->empty_children++;
515         else if (n != NULL && chi == NULL)
516                 tn->empty_children--;
517
518         /* update fullChildren */
519         if (wasfull == -1)
520                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
521
522         isfull = tnode_full(tn, n);
523         if (wasfull && !isfull)
524                 tn->full_children--;
525         else if (!wasfull && isfull)
526                 tn->full_children++;
527
528         if (n)
529                 node_set_parent(n, tn);
530
531         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
532 }
533
534 #define MAX_WORK 10
535 static struct rt_trie_node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
536 {
537         int i;
538         struct tnode *old_tn;
539         int inflate_threshold_use;
540         int halve_threshold_use;
541         int max_work;
542
543         if (!tn)
544                 return NULL;
545
546         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
547                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
548
549         /* No children */
550         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
551                 tnode_free_safe(tn);
552                 return NULL;
553         }
554         /* One child */
555         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
556                 goto one_child;
557         /*
558          * Double as long as the resulting node has a number of
559          * nonempty nodes that are above the threshold.
560          */
561
562         /*
563          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
564          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
565          * Telecommunications, page 6:
566          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
567          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
568          *
569          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
570          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
571          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
572          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
573          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
574          * multiply the left-hand side by 50.
575          *
576          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
577          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
578          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
579          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
580          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
581          * we just count them one extra time here.
582          *
583          * A clearer way to write this would be:
584          *
585          * to_be_doubled = tn->full_children;
586          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
587          *     tn->full_children;
588          *
589          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
590          *
591          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
592          *      new_child_length;
593          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
594          *
595          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
596          *
597          * anyway,
598          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
599          *      inflate_threshold
600          *
601          * avoid a division:
602          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
603          *      inflate_threshold * new_child_length
604          *
605          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
606          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
607          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
608          *
609          * expand new_child_length:
610          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
611          *    tn->full_children) >=
612          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
613          *
614          * shorten again:
615          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
616          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
617          *    tnode_child_length(tn)
618          *
619          */
620
621         check_tnode(tn);
622
623         /* Keep root node larger  */
624
625         if (!node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) {
626                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
627                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
628         } else {
629                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
630                 halve_threshold_use = halve_threshold;
631         }
632
633         max_work = MAX_WORK;
634         while ((tn->full_children > 0 &&  max_work-- &&
635                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
636                       - tn->empty_children)
637                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
638
639                 old_tn = tn;
640                 tn = inflate(t, tn);
641
642                 if (IS_ERR(tn)) {
643                         tn = old_tn;
644 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
645                         t->stats.resize_node_skipped++;
646 #endif
647                         break;
648                 }
649         }
650
651         check_tnode(tn);
652
653         /* Return if at least one inflate is run */
654         if (max_work != MAX_WORK)
655                 return (struct rt_trie_node *) tn;
656
657         /*
658          * Halve as long as the number of empty children in this
659          * node is above threshold.
660          */
661
662         max_work = MAX_WORK;
663         while (tn->bits > 1 &&  max_work-- &&
664                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
665                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
666
667                 old_tn = tn;
668                 tn = halve(t, tn);
669                 if (IS_ERR(tn)) {
670                         tn = old_tn;
671 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
672                         t->stats.resize_node_skipped++;
673 #endif
674                         break;
675                 }
676         }
677
678
679         /* Only one child remains */
680         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1) {
681 one_child:
682                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
683                         struct rt_trie_node *n;
684
685                         n = rtnl_dereference(tn->child[i]);
686                         if (!n)
687                                 continue;
688
689                         /* compress one level */
690
691                         node_set_parent(n, NULL);
692                         tnode_free_safe(tn);
693                         return n;
694                 }
695         }
696         return (struct rt_trie_node *) tn;
697 }
698
699
700 static void tnode_clean_free(struct tnode *tn)
701 {
702         int i;
703         struct tnode *tofree;
704
705         for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
706                 tofree = (struct tnode *)rtnl_dereference(tn->child[i]);
707                 if (tofree)
708                         tnode_free(tofree);
709         }
710         tnode_free(tn);
711 }
712
713 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
714 {
715         struct tnode *oldtnode = tn;
716         int olen = tnode_child_length(tn);
717         int i;
718
719         pr_debug("In inflate\n");
720
721         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
722
723         if (!tn)
724                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
725
726         /*
727          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
728          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
729          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
730          * of tnode is ignored.
731          */
732
733         for (i = 0; i < olen; i++) {
734                 struct tnode *inode;
735
736                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
737                 if (inode &&
738                     IS_TNODE(inode) &&
739                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
740                     inode->bits > 1) {
741                         struct tnode *left, *right;
742                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
743
744                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
745                                          inode->bits - 1);
746                         if (!left)
747                                 goto nomem;
748
749                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
750                                           inode->bits - 1);
751
752                         if (!right) {
753                                 tnode_free(left);
754                                 goto nomem;
755                         }
756
757                         put_child(t, tn, 2*i, (struct rt_trie_node *) left);
758                         put_child(t, tn, 2*i+1, (struct rt_trie_node *) right);
759                 }
760         }
761
762         for (i = 0; i < olen; i++) {
763                 struct tnode *inode;
764                 struct rt_trie_node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
765                 struct tnode *left, *right;
766                 int size, j;
767
768                 /* An empty child */
769                 if (node == NULL)
770                         continue;
771
772                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
773
774                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
775                    tn->pos + tn->bits - 1) {
776                         if (tkey_extract_bits(node->key,
777                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
778                                               1) == 0)
779                                 put_child(t, tn, 2*i, node);
780                         else
781                                 put_child(t, tn, 2*i+1, node);
782                         continue;
783                 }
784
785                 /* An internal node with two children */
786                 inode = (struct tnode *) node;
787
788                 if (inode->bits == 1) {
789                         put_child(t, tn, 2*i, rtnl_dereference(inode->child[0]));
790                         put_child(t, tn, 2*i+1, rtnl_dereference(inode->child[1]));
791
792                         tnode_free_safe(inode);
793                         continue;
794                 }
795
796                 /* An internal node with more than two children */
797
798                 /* We will replace this node 'inode' with two new
799                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
800                  * original children. The two new nodes will have
801                  * a position one bit further down the key and this
802                  * means that the "significant" part of their keys
803                  * (see the discussion near the top of this file)
804                  * will differ by one bit, which will be "0" in
805                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
806                  * moving the key position by one step, the bit that
807                  * we are moving away from - the bit at position
808                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
809                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
810                  * two  new keys.
811                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
812                  * the position (inode->pos)
813                  */
814
815                 /* Use the old key, but set the new significant
816                  *   bit to zero.
817                  */
818
819                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
820                 put_child(t, tn, 2*i, NULL);
821
822                 BUG_ON(!left);
823
824                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
825                 put_child(t, tn, 2*i+1, NULL);
826
827                 BUG_ON(!right);
828
829                 size = tnode_child_length(left);
830                 for (j = 0; j < size; j++) {
831                         put_child(t, left, j, rtnl_dereference(inode->child[j]));
832                         put_child(t, right, j, rtnl_dereference(inode->child[j + size]));
833                 }
834                 put_child(t, tn, 2*i, resize(t, left));
835                 put_child(t, tn, 2*i+1, resize(t, right));
836
837                 tnode_free_safe(inode);
838         }
839         tnode_free_safe(oldtnode);
840         return tn;
841 nomem:
842         tnode_clean_free(tn);
843         return ERR_PTR(-ENOMEM);
844 }
845
846 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
847 {
848         struct tnode *oldtnode = tn;
849         struct rt_trie_node *left, *right;
850         int i;
851         int olen = tnode_child_length(tn);
852
853         pr_debug("In halve\n");
854
855         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
856
857         if (!tn)
858                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
859
860         /*
861          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
862          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
863          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
864          * of tnode is ignored.
865          */
866
867         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
868                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
869                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
870
871                 /* Two nonempty children */
872                 if (left && right) {
873                         struct tnode *newn;
874
875                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
876
877                         if (!newn)
878                                 goto nomem;
879
880                         put_child(t, tn, i/2, (struct rt_trie_node *)newn);
881                 }
882
883         }
884
885         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
886                 struct tnode *newBinNode;
887
888                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
889                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
890
891                 /* At least one of the children is empty */
892                 if (left == NULL) {
893                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
894                                 continue;
895                         put_child(t, tn, i/2, right);
896                         continue;
897                 }
898
899                 if (right == NULL) {
900                         put_child(t, tn, i/2, left);
901                         continue;
902                 }
903
904                 /* Two nonempty children */
905                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
906                 put_child(t, tn, i/2, NULL);
907                 put_child(t, newBinNode, 0, left);
908                 put_child(t, newBinNode, 1, right);
909                 put_child(t, tn, i/2, resize(t, newBinNode));
910         }
911         tnode_free_safe(oldtnode);
912         return tn;
913 nomem:
914         tnode_clean_free(tn);
915         return ERR_PTR(-ENOMEM);
916 }
917
918 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
919  via get_fa_head and dump */
920
921 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
922 {
923         struct hlist_head *head = &l->list;
924         struct hlist_node *node;
925         struct leaf_info *li;
926
927         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
928                 if (li->plen == plen)
929                         return li;
930
931         return NULL;
932 }
933
934 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
935 {
936         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
937
938         if (!li)
939                 return NULL;
940
941         return &li->falh;
942 }
943
944 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
945 {
946         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
947         struct hlist_node *node;
948
949         if (hlist_empty(head)) {
950                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
951         } else {
952                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
953                         if (new->plen > li->plen)
954                                 break;
955
956                         last = li;
957                 }
958                 if (last)
959                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
960                 else
961                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
962         }
963 }
964
965 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
966
967 static struct leaf *
968 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
969 {
970         int pos;
971         struct tnode *tn;
972         struct rt_trie_node *n;
973
974         pos = 0;
975         n = rcu_dereference_rtnl(t->trie);
976
977         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
978                 tn = (struct tnode *) n;
979
980                 check_tnode(tn);
981
982                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
983                         pos = tn->pos + tn->bits;
984                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
985                                                 tkey_extract_bits(key,
986                                                                   tn->pos,
987                                                                   tn->bits));
988                 } else
989                         break;
990         }
991         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
992
993         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
994                 return (struct leaf *)n;
995
996         return NULL;
997 }
998
999 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
1000 {
1001         int wasfull;
1002         t_key cindex, key;
1003         struct tnode *tp;
1004
1005         key = tn->key;
1006
1007         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct rt_trie_node *)tn)) != NULL) {
1008                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1009                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
1010                 tn = (struct tnode *) resize(t, (struct tnode *)tn);
1011
1012                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,
1013                                       (struct rt_trie_node *)tn, wasfull);
1014
1015                 tp = node_parent((struct rt_trie_node *) tn);
1016                 if (!tp)
1017                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1018
1019                 tnode_free_flush();
1020                 if (!tp)
1021                         break;
1022                 tn = tp;
1023         }
1024
1025         /* Handle last (top) tnode */
1026         if (IS_TNODE(tn))
1027                 tn = (struct tnode *)resize(t, (struct tnode *)tn);
1028
1029         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1030         tnode_free_flush();
1031 }
1032
1033 /* only used from updater-side */
1034
1035 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1036 {
1037         int pos, newpos;
1038         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1039         struct rt_trie_node *n;
1040         struct leaf *l;
1041         int missbit;
1042         struct list_head *fa_head = NULL;
1043         struct leaf_info *li;
1044         t_key cindex;
1045
1046         pos = 0;
1047         n = rtnl_dereference(t->trie);
1048
1049         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1050          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1051          * and we should just put our new leaf in that.
1052          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1053          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1054          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1055          *
1056          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1057          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1058          *
1059          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1060          *
1061          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1062          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1063          * value, and return it.
1064          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1065          */
1066
1067         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1068                 tn = (struct tnode *) n;
1069
1070                 check_tnode(tn);
1071
1072                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1073                         tp = tn;
1074                         pos = tn->pos + tn->bits;
1075                         n = tnode_get_child(tn,
1076                                             tkey_extract_bits(key,
1077                                                               tn->pos,
1078                                                               tn->bits));
1079
1080                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1081                 } else
1082                         break;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1087          *
1088          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1089          */
1090
1091         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1092
1093         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1094
1095         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1096                 l = (struct leaf *) n;
1097                 li = leaf_info_new(plen);
1098
1099                 if (!li)
1100                         return NULL;
1101
1102                 fa_head = &li->falh;
1103                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1104                 goto done;
1105         }
1106         l = leaf_new();
1107
1108         if (!l)
1109                 return NULL;
1110
1111         l->key = key;
1112         li = leaf_info_new(plen);
1113
1114         if (!li) {
1115                 free_leaf(l);
1116                 return NULL;
1117         }
1118
1119         fa_head = &li->falh;
1120         insert_leaf_info(&l->list, li);
1121
1122         if (t->trie && n == NULL) {
1123                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1124
1125                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)l, tp);
1126
1127                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1128                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct rt_trie_node *)l);
1129         } else {
1130                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1131                 /*
1132                  *  Add a new tnode here
1133                  *  first tnode need some special handling
1134                  */
1135
1136                 if (tp)
1137                         pos = tp->pos+tp->bits;
1138                 else
1139                         pos = 0;
1140
1141                 if (n) {
1142                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1143                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1144                 } else {
1145                         newpos = 0;
1146                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1147                 }
1148
1149                 if (!tn) {
1150                         free_leaf_info(li);
1151                         free_leaf(l);
1152                         return NULL;
1153                 }
1154
1155                 node_set_parent((struct rt_trie_node *)tn, tp);
1156
1157                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1158                 put_child(t, tn, missbit, (struct rt_trie_node *)l);
1159                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1160
1161                 if (tp) {
1162                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1163                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex,
1164                                   (struct rt_trie_node *)tn);
1165                 } else {
1166                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct rt_trie_node *)tn);
1167                         tp = tn;
1168                 }
1169         }
1170
1171         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1172                 pr_warn("fib_trie tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1173                         tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1174
1175         /* Rebalance the trie */
1176
1177         trie_rebalance(t, tp);
1178 done:
1179         return fa_head;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Caller must hold RTNL.
1184  */
1185 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1186 {
1187         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1188         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1189         struct list_head *fa_head = NULL;
1190         struct fib_info *fi;
1191         int plen = cfg->fc_dst_len;
1192         u8 tos = cfg->fc_tos;
1193         u32 key, mask;
1194         int err;
1195         struct leaf *l;
1196
1197         if (plen > 32)
1198                 return -EINVAL;
1199
1200         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1201
1202         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1203
1204         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1205
1206         if (key & ~mask)
1207                 return -EINVAL;
1208
1209         key = key & mask;
1210
1211         fi = fib_create_info(cfg);
1212         if (IS_ERR(fi)) {
1213                 err = PTR_ERR(fi);
1214                 goto err;
1215         }
1216
1217         l = fib_find_node(t, key);
1218         fa = NULL;
1219
1220         if (l) {
1221                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1222                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1223         }
1224
1225         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1226          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1227          * exists or to the node before which we will insert new one.
1228          *
1229          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1230          * insert to the head of f.
1231          *
1232          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1233          * and we need to allocate a new one of those as well.
1234          */
1235
1236         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1237             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1238                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1239
1240                 err = -EEXIST;
1241                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1242                         goto out;
1243
1244                 /* We have 2 goals:
1245                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1246                  * duplicate routes
1247                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1248                  */
1249                 fa_match = NULL;
1250                 fa_first = fa;
1251                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1252                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1253                         if (fa->fa_tos != tos)
1254                                 break;
1255                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1256                                 break;
1257                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1258                             fa->fa_info == fi) {
1259                                 fa_match = fa;
1260                                 break;
1261                         }
1262                 }
1263
1264                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1265                         struct fib_info *fi_drop;
1266                         u8 state;
1267
1268                         fa = fa_first;
1269                         if (fa_match) {
1270                                 if (fa == fa_match)
1271                                         err = 0;
1272                                 goto out;
1273                         }
1274                         err = -ENOBUFS;
1275                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1276                         if (new_fa == NULL)
1277                                 goto out;
1278
1279                         fi_drop = fa->fa_info;
1280                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1281                         new_fa->fa_info = fi;
1282                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1283                         state = fa->fa_state;
1284                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1285
1286                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1287                         alias_free_mem_rcu(fa);
1288
1289                         fib_release_info(fi_drop);
1290                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1291                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1292                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1293                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1294
1295                         goto succeeded;
1296                 }
1297                 /* Error if we find a perfect match which
1298                  * uses the same scope, type, and nexthop
1299                  * information.
1300                  */
1301                 if (fa_match)
1302                         goto out;
1303
1304                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1305                         fa = fa_first;
1306         }
1307         err = -ENOENT;
1308         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1309                 goto out;
1310
1311         err = -ENOBUFS;
1312         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1313         if (new_fa == NULL)
1314                 goto out;
1315
1316         new_fa->fa_info = fi;
1317         new_fa->fa_tos = tos;
1318         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1319         new_fa->fa_state = 0;
1320         /*
1321          * Insert new entry to the list.
1322          */
1323
1324         if (!fa_head) {
1325                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1326                 if (unlikely(!fa_head)) {
1327                         err = -ENOMEM;
1328                         goto out_free_new_fa;
1329                 }
1330         }
1331
1332         if (!plen)
1333                 tb->tb_num_default++;
1334
1335         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1336                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1337
1338         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1339         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1340                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1341 succeeded:
1342         return 0;
1343
1344 out_free_new_fa:
1345         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1346 out:
1347         fib_release_info(fi);
1348 err:
1349         return err;
1350 }
1351
1352 /* should be called with rcu_read_lock */
1353 static int check_leaf(struct fib_table *tb, struct trie *t, struct leaf *l,
1354                       t_key key,  const struct flowi4 *flp,
1355                       struct fib_result *res, int fib_flags)
1356 {
1357         struct leaf_info *li;
1358         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1359         struct hlist_node *node;
1360
1361         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1362                 struct fib_alias *fa;
1363
1364                 if (l->key != (key & li->mask_plen))
1365                         continue;
1366
1367                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
1368                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1369                         int nhsel, err;
1370
1371                         if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1372                                 continue;
1373                         if (fi->fib_dead)
1374                                 continue;
1375                         if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1376                                 continue;
1377                         fib_alias_accessed(fa);
1378                         err = fib_props[fa->fa_type].error;
1379                         if (err) {
1380 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1381                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1382 #endif
1383                                 return err;
1384                         }
1385                         if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1386                                 continue;
1387                         for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1388                                 const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1389
1390                                 if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1391                                         continue;
1392                                 if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1393                                         continue;
1394
1395 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1396                                 t->stats.semantic_match_passed++;
1397 #endif
1398                                 res->prefixlen = li->plen;
1399                                 res->nh_sel = nhsel;
1400                                 res->type = fa->fa_type;
1401                                 res->scope = fa->fa_info->fib_scope;
1402                                 res->fi = fi;
1403                                 res->table = tb;
1404                                 res->fa_head = &li->falh;
1405                                 if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1406                                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1407                                 return 0;
1408                         }
1409                 }
1410
1411 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1412                 t->stats.semantic_match_miss++;
1413 #endif
1414         }
1415
1416         return 1;
1417 }
1418
1419 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1420                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1421 {
1422         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1423         int ret;
1424         struct rt_trie_node *n;
1425         struct tnode *pn;
1426         unsigned int pos, bits;
1427         t_key key = ntohl(flp->daddr);
1428         unsigned int chopped_off;
1429         t_key cindex = 0;
1430         unsigned int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1431         struct tnode *cn;
1432         t_key pref_mismatch;
1433
1434         rcu_read_lock();
1435
1436         n = rcu_dereference(t->trie);
1437         if (!n)
1438                 goto failed;
1439
1440 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1441         t->stats.gets++;
1442 #endif
1443
1444         /* Just a leaf? */
1445         if (IS_LEAF(n)) {
1446                 ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1447                 goto found;
1448         }
1449
1450         pn = (struct tnode *) n;
1451         chopped_off = 0;
1452
1453         while (pn) {
1454                 pos = pn->pos;
1455                 bits = pn->bits;
1456
1457                 if (!chopped_off)
1458                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1459                                                    pos, bits);
1460
1461                 n = tnode_get_child_rcu(pn, cindex);
1462
1463                 if (n == NULL) {
1464 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1465                         t->stats.null_node_hit++;
1466 #endif
1467                         goto backtrace;
1468                 }
1469
1470                 if (IS_LEAF(n)) {
1471                         ret = check_leaf(tb, t, (struct leaf *)n, key, flp, res, fib_flags);
1472                         if (ret > 0)
1473                                 goto backtrace;
1474                         goto found;
1475                 }
1476
1477                 cn = (struct tnode *)n;
1478
1479                 /*
1480                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1481                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1482                  * This tnode is in the parent's child array at index
1483                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1484                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1485                  * subprefix, padded with zero at the end.
1486                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1487                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1488                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1489                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1490                  * considered unknown.
1491                  *
1492                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1493                  */
1494
1495                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1496                  * actual prefix  matching, which means everything from
1497                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1498                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1499                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1500                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1501                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1502                  * *are* zero.
1503                  */
1504
1505                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1506                    for the new node here */
1507
1508                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1509                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1510                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1511                             || !(cn->child[0]))
1512                                 goto backtrace;
1513                 }
1514
1515                 /*
1516                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1517                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1518                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1519                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1520                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1521                  * because if we do, we would like to have some way of
1522                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1523                  */
1524
1525                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1526                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1527                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1528                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1529                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1530                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1531                  * new tnode's key.
1532                  */
1533
1534                 /*
1535                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1536                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1537                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1538                  * aren't checked since these are by definition
1539                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1540                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1541                  * state, and in that case verify that the skipped
1542                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1543                  * zero, as they have to be if we are to find a
1544                  * matching prefix.
1545                  */
1546
1547                 pref_mismatch = mask_pfx(cn->key ^ key, cn->pos);
1548
1549                 /*
1550                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1551                  * the search key, enter the "prefix matching"
1552                  * state.directly.
1553                  */
1554                 if (pref_mismatch) {
1555                         int mp = KEYLENGTH - fls(pref_mismatch);
1556
1557                         if (tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos - mp) != 0)
1558                                 goto backtrace;
1559
1560                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1561                                 current_prefix_length = mp;
1562                 }
1563
1564                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1565                 chopped_off = 0;
1566                 continue;
1567
1568 backtrace:
1569                 chopped_off++;
1570
1571                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1572                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1573                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1574                         chopped_off++;
1575
1576                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1577                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1578                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1579                                 - chopped_off;
1580
1581                 /*
1582                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1583                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1584                  */
1585
1586                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1587                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1588                 } else {
1589                         struct tnode *parent = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *) pn);
1590                         if (!parent)
1591                                 goto failed;
1592
1593                         /* Get Child's index */
1594                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1595                         pn = parent;
1596                         chopped_off = 0;
1597
1598 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1599                         t->stats.backtrack++;
1600 #endif
1601                         goto backtrace;
1602                 }
1603         }
1604 failed:
1605         ret = 1;
1606 found:
1607         rcu_read_unlock();
1608         return ret;
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1611
1612 /*
1613  * Remove the leaf and return parent.
1614  */
1615 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1616 {
1617         struct tnode *tp = node_parent((struct rt_trie_node *) l);
1618
1619         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1620
1621         if (tp) {
1622                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1623                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1624                 trie_rebalance(t, tp);
1625         } else
1626                 RCU_INIT_POINTER(t->trie, NULL);
1627
1628         free_leaf(l);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Caller must hold RTNL.
1633  */
1634 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1635 {
1636         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1637         u32 key, mask;
1638         int plen = cfg->fc_dst_len;
1639         u8 tos = cfg->fc_tos;
1640         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1641         struct list_head *fa_head;
1642         struct leaf *l;
1643         struct leaf_info *li;
1644
1645         if (plen > 32)
1646                 return -EINVAL;
1647
1648         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1649         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1650
1651         if (key & ~mask)
1652                 return -EINVAL;
1653
1654         key = key & mask;
1655         l = fib_find_node(t, key);
1656
1657         if (!l)
1658                 return -ESRCH;
1659
1660         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1661         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1662
1663         if (!fa)
1664                 return -ESRCH;
1665
1666         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1667
1668         fa_to_delete = NULL;
1669         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1670         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1671                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1672
1673                 if (fa->fa_tos != tos)
1674                         break;
1675
1676                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1677                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1678                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1679                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1680                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1681                     (!cfg->fc_protocol ||
1682                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1683                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1684                         fa_to_delete = fa;
1685                         break;
1686                 }
1687         }
1688
1689         if (!fa_to_delete)
1690                 return -ESRCH;
1691
1692         fa = fa_to_delete;
1693         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1694                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1695
1696         l = fib_find_node(t, key);
1697         li = find_leaf_info(l, plen);
1698
1699         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1700
1701         if (!plen)
1702                 tb->tb_num_default--;
1703
1704         if (list_empty(fa_head)) {
1705                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1706                 free_leaf_info(li);
1707         }
1708
1709         if (hlist_empty(&l->list))
1710                 trie_leaf_remove(t, l);
1711
1712         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1713                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1714
1715         fib_release_info(fa->fa_info);
1716         alias_free_mem_rcu(fa);
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1721 {
1722         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1723         int found = 0;
1724
1725         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1726                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1727
1728                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1729                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1730                         fib_release_info(fa->fa_info);
1731                         alias_free_mem_rcu(fa);
1732                         found++;
1733                 }
1734         }
1735         return found;
1736 }
1737
1738 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1739 {
1740         int found = 0;
1741         struct hlist_head *lih = &l->list;
1742         struct hlist_node *node, *tmp;
1743         struct leaf_info *li = NULL;
1744
1745         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1746                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1747
1748                 if (list_empty(&li->falh)) {
1749                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1750                         free_leaf_info(li);
1751                 }
1752         }
1753         return found;
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1758  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1759  */
1760 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct rt_trie_node *c)
1761 {
1762         do {
1763                 t_key idx;
1764
1765                 if (c)
1766                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1767                 else
1768                         idx = 0;
1769
1770                 while (idx < 1u << p->bits) {
1771                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1772                         if (!c)
1773                                 continue;
1774
1775                         if (IS_LEAF(c)) {
1776                                 prefetch(rcu_dereference_rtnl(p->child[idx]));
1777                                 return (struct leaf *) c;
1778                         }
1779
1780                         /* Rescan start scanning in new node */
1781                         p = (struct tnode *) c;
1782                         idx = 0;
1783                 }
1784
1785                 /* Node empty, walk back up to parent */
1786                 c = (struct rt_trie_node *) p;
1787         } while ((p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1788
1789         return NULL; /* Root of trie */
1790 }
1791
1792 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1793 {
1794         struct tnode *n = (struct tnode *)rcu_dereference_rtnl(t->trie);
1795
1796         if (!n)
1797                 return NULL;
1798
1799         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1800                 return (struct leaf *) n;
1801
1802         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1803 }
1804
1805 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1806 {
1807         struct rt_trie_node *c = (struct rt_trie_node *) l;
1808         struct tnode *p = node_parent_rcu(c);
1809
1810         if (!p)
1811                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1812
1813         return leaf_walk_rcu(p, c);
1814 }
1815
1816 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1817 {
1818         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1819
1820         while (l && index-- > 0)
1821                 l = trie_nextleaf(l);
1822
1823         return l;
1824 }
1825
1826
1827 /*
1828  * Caller must hold RTNL.
1829  */
1830 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1831 {
1832         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1833         struct leaf *l, *ll = NULL;
1834         int found = 0;
1835
1836         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1837                 found += trie_flush_leaf(l);
1838
1839                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1840                         trie_leaf_remove(t, ll);
1841                 ll = l;
1842         }
1843
1844         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1845                 trie_leaf_remove(t, ll);
1846
1847         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1848         return found;
1849 }
1850
1851 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1852 {
1853         kfree(tb);
1854 }
1855
1856 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1857                            struct fib_table *tb,
1858                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1859 {
1860         int i, s_i;
1861         struct fib_alias *fa;
1862         __be32 xkey = htonl(key);
1863
1864         s_i = cb->args[5];
1865         i = 0;
1866
1867         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1868
1869         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1870                 if (i < s_i) {
1871                         i++;
1872                         continue;
1873                 }
1874
1875                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1876                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1877                                   RTM_NEWROUTE,
1878                                   tb->tb_id,
1879                                   fa->fa_type,
1880                                   xkey,
1881                                   plen,
1882                                   fa->fa_tos,
1883                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1884                         cb->args[5] = i;
1885                         return -1;
1886                 }
1887                 i++;
1888         }
1889         cb->args[5] = i;
1890         return skb->len;
1891 }
1892
1893 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1894                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1895 {
1896         struct leaf_info *li;
1897         struct hlist_node *node;
1898         int i, s_i;
1899
1900         s_i = cb->args[4];
1901         i = 0;
1902
1903         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1904         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
1905                 if (i < s_i) {
1906                         i++;
1907                         continue;
1908                 }
1909
1910                 if (i > s_i)
1911                         cb->args[5] = 0;
1912
1913                 if (list_empty(&li->falh))
1914                         continue;
1915
1916                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1917                         cb->args[4] = i;
1918                         return -1;
1919                 }
1920                 i++;
1921         }
1922
1923         cb->args[4] = i;
1924         return skb->len;
1925 }
1926
1927 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1928                    struct netlink_callback *cb)
1929 {
1930         struct leaf *l;
1931         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1932         t_key key = cb->args[2];
1933         int count = cb->args[3];
1934
1935         rcu_read_lock();
1936         /* Dump starting at last key.
1937          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1938          */
1939         if (count == 0)
1940                 l = trie_firstleaf(t);
1941         else {
1942                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1943                  * fallback to using slow rescan
1944                  */
1945                 l = fib_find_node(t, key);
1946                 if (!l)
1947                         l = trie_leafindex(t, count);
1948         }
1949
1950         while (l) {
1951                 cb->args[2] = l->key;
1952                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1953                         cb->args[3] = count;
1954                         rcu_read_unlock();
1955                         return -1;
1956                 }
1957
1958                 ++count;
1959                 l = trie_nextleaf(l);
1960                 memset(&cb->args[4], 0,
1961                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1962         }
1963         cb->args[3] = count;
1964         rcu_read_unlock();
1965
1966         return skb->len;
1967 }
1968
1969 void __init fib_trie_init(void)
1970 {
1971         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1972                                           sizeof(struct fib_alias),
1973                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1974
1975         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1976                                            max(sizeof(struct leaf),
1977                                                sizeof(struct leaf_info)),
1978                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1979 }
1980
1981
1982 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id)
1983 {
1984         struct fib_table *tb;
1985         struct trie *t;
1986
1987         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1988                      GFP_KERNEL);
1989         if (tb == NULL)
1990                 return NULL;
1991
1992         tb->tb_id = id;
1993         tb->tb_default = -1;
1994         tb->tb_num_default = 0;
1995
1996         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1997         memset(t, 0, sizeof(*t));
1998
1999         return tb;
2000 }
2001
2002 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2003 /* Depth first Trie walk iterator */
2004 struct fib_trie_iter {
2005         struct seq_net_private p;
2006         struct fib_table *tb;
2007         struct tnode *tnode;
2008         unsigned int index;
2009         unsigned int depth;
2010 };
2011
2012 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2013 {
2014         struct tnode *tn = iter->tnode;
2015         unsigned int cindex = iter->index;
2016         struct tnode *p;
2017
2018         /* A single entry routing table */
2019         if (!tn)
2020                 return NULL;
2021
2022         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2023                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2024 rescan:
2025         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2026                 struct rt_trie_node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2027
2028                 if (n) {
2029                         if (IS_LEAF(n)) {
2030                                 iter->tnode = tn;
2031                                 iter->index = cindex + 1;
2032                         } else {
2033                                 /* push down one level */
2034                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2035                                 iter->index = 0;
2036                                 ++iter->depth;
2037                         }
2038                         return n;
2039                 }
2040
2041                 ++cindex;
2042         }
2043
2044         /* Current node exhausted, pop back up */
2045         p = node_parent_rcu((struct rt_trie_node *)tn);
2046         if (p) {
2047                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2048                 tn = p;
2049                 --iter->depth;
2050                 goto rescan;
2051         }
2052
2053         /* got root? */
2054         return NULL;
2055 }
2056
2057 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2058                                        struct trie *t)
2059 {
2060         struct rt_trie_node *n;
2061
2062         if (!t)
2063                 return NULL;
2064
2065         n = rcu_dereference(t->trie);
2066         if (!n)
2067                 return NULL;
2068
2069         if (IS_TNODE(n)) {
2070                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2071                 iter->index = 0;
2072                 iter->depth = 1;
2073         } else {
2074                 iter->tnode = NULL;
2075                 iter->index = 0;
2076                 iter->depth = 0;
2077         }
2078
2079         return n;
2080 }
2081
2082 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2083 {
2084         struct rt_trie_node *n;
2085         struct fib_trie_iter iter;
2086
2087         memset(s, 0, sizeof(*s));
2088
2089         rcu_read_lock();
2090         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2091                 if (IS_LEAF(n)) {
2092                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2093                         struct leaf_info *li;
2094                         struct hlist_node *tmp;
2095
2096                         s->leaves++;
2097                         s->totdepth += iter.depth;
2098                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2099                                 s->maxdepth = iter.depth;
2100
2101                         hlist_for_each_entry_rcu(li, tmp, &l->list, hlist)
2102                                 ++s->prefixes;
2103                 } else {
2104                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2105                         int i;
2106
2107                         s->tnodes++;
2108                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2109                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2110
2111                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2112                                 if (!tn->child[i])
2113                                         s->nullpointers++;
2114                 }
2115         }
2116         rcu_read_unlock();
2117 }
2118
2119 /*
2120  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2121  */
2122 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2123 {
2124         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2125
2126         if (stat->leaves)
2127                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2128         else
2129                 avdepth = 0;
2130
2131         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2132                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2133         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2134
2135         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2136         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2137
2138         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2139         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2140
2141         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2142         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2143
2144         max = MAX_STAT_DEPTH;
2145         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2146                 max--;
2147
2148         pointers = 0;
2149         for (i = 1; i <= max; i++)
2150                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2151                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2152                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2153                 }
2154         seq_putc(seq, '\n');
2155         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2156
2157         bytes += sizeof(struct rt_trie_node *) * pointers;
2158         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2159         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2160 }
2161
2162 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2163 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2164                             const struct trie_use_stats *stats)
2165 {
2166         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2167         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2168         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2169         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2170                    stats->semantic_match_passed);
2171         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2172                    stats->semantic_match_miss);
2173         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2174         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2175                    stats->resize_node_skipped);
2176 }
2177 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2178
2179 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2180 {
2181         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2182                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2183         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2184                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2185         else
2186                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2187 }
2188
2189
2190 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2191 {
2192         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2193         unsigned int h;
2194
2195         seq_printf(seq,
2196                    "Basic info: size of leaf:"
2197                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2198                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2199
2200         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2201                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2202                 struct hlist_node *node;
2203                 struct fib_table *tb;
2204
2205                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2206                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2207                         struct trie_stat stat;
2208
2209                         if (!t)
2210                                 continue;
2211
2212                         fib_table_print(seq, tb);
2213
2214                         trie_collect_stats(t, &stat);
2215                         trie_show_stats(seq, &stat);
2216 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2217                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2218 #endif
2219                 }
2220         }
2221
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2226 {
2227         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2228 }
2229
2230 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2231         .owner  = THIS_MODULE,
2232         .open   = fib_triestat_seq_open,
2233         .read   = seq_read,
2234         .llseek = seq_lseek,
2235         .release = single_release_net,
2236 };
2237
2238 static struct rt_trie_node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2239 {
2240         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2241         struct net *net = seq_file_net(seq);
2242         loff_t idx = 0;
2243         unsigned int h;
2244
2245         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2246                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2247                 struct hlist_node *node;
2248                 struct fib_table *tb;
2249
2250                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2251                         struct rt_trie_node *n;
2252
2253                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2254                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2255                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2256                                 if (pos == idx++) {
2257                                         iter->tb = tb;
2258                                         return n;
2259                                 }
2260                 }
2261         }
2262
2263         return NULL;
2264 }
2265
2266 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2267         __acquires(RCU)
2268 {
2269         rcu_read_lock();
2270         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2271 }
2272
2273 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2274 {
2275         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2276         struct net *net = seq_file_net(seq);
2277         struct fib_table *tb = iter->tb;
2278         struct hlist_node *tb_node;
2279         unsigned int h;
2280         struct rt_trie_node *n;
2281
2282         ++*pos;
2283         /* next node in same table */
2284         n = fib_trie_get_next(iter);
2285         if (n)
2286                 return n;
2287
2288         /* walk rest of this hash chain */
2289         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2290         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2291                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2292                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2293                 if (n)
2294                         goto found;
2295         }
2296
2297         /* new hash chain */
2298         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2299                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2300                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, tb_node, head, tb_hlist) {
2301                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2302                         if (n)
2303                                 goto found;
2304                 }
2305         }
2306         return NULL;
2307
2308 found:
2309         iter->tb = tb;
2310         return n;
2311 }
2312
2313 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2314         __releases(RCU)
2315 {
2316         rcu_read_unlock();
2317 }
2318
2319 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2320 {
2321         while (n-- > 0)
2322                 seq_puts(seq, "   ");
2323 }
2324
2325 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2326 {
2327         switch (s) {
2328         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2329         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2330         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2331         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2332         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2333         default:
2334                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2335                 return buf;
2336         }
2337 }
2338
2339 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2340         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2341         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2342         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2343         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2344         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2345         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2346         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2347         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2348         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2349         [RTN_THROW] = "THROW",
2350         [RTN_NAT] = "NAT",
2351         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2352 };
2353
2354 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2355 {
2356         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2357                 return rtn_type_names[t];
2358         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2359         return buf;
2360 }
2361
2362 /* Pretty print the trie */
2363 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2364 {
2365         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2366         struct rt_trie_node *n = v;
2367
2368         if (!node_parent_rcu(n))
2369                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2370
2371         if (IS_TNODE(n)) {
2372                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2373                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2374
2375                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2376                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2377                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2378                            tn->empty_children);
2379
2380         } else {
2381                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2382                 struct leaf_info *li;
2383                 struct hlist_node *node;
2384                 __be32 val = htonl(l->key);
2385
2386                 seq_indent(seq, iter->depth);
2387                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2388
2389                 hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2390                         struct fib_alias *fa;
2391
2392                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2393                                 char buf1[32], buf2[32];
2394
2395                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2396                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2397                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2398                                                      fa->fa_info->fib_scope),
2399                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2400                                                     fa->fa_type));
2401                                 if (fa->fa_tos)
2402                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2403                                 seq_putc(seq, '\n');
2404                         }
2405                 }
2406         }
2407
2408         return 0;
2409 }
2410
2411 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2412         .start  = fib_trie_seq_start,
2413         .next   = fib_trie_seq_next,
2414         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2415         .show   = fib_trie_seq_show,
2416 };
2417
2418 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2419 {
2420         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2421                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2422 }
2423
2424 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2425         .owner  = THIS_MODULE,
2426         .open   = fib_trie_seq_open,
2427         .read   = seq_read,
2428         .llseek = seq_lseek,
2429         .release = seq_release_net,
2430 };
2431
2432 struct fib_route_iter {
2433         struct seq_net_private p;
2434         struct trie *main_trie;
2435         loff_t  pos;
2436         t_key   key;
2437 };
2438
2439 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2440 {
2441         struct leaf *l = NULL;
2442         struct trie *t = iter->main_trie;
2443
2444         /* use cache location of last found key */
2445         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2446                 pos -= iter->pos;
2447         else {
2448                 iter->pos = 0;
2449                 l = trie_firstleaf(t);
2450         }
2451
2452         while (l && pos-- > 0) {
2453                 iter->pos++;
2454                 l = trie_nextleaf(l);
2455         }
2456
2457         if (l)
2458                 iter->key = pos;        /* remember it */
2459         else
2460                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2461
2462         return l;
2463 }
2464
2465 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2466         __acquires(RCU)
2467 {
2468         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2469         struct fib_table *tb;
2470
2471         rcu_read_lock();
2472         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2473         if (!tb)
2474                 return NULL;
2475
2476         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2477         if (*pos == 0)
2478                 return SEQ_START_TOKEN;
2479         else
2480                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2481 }
2482
2483 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2484 {
2485         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2486         struct leaf *l = v;
2487
2488         ++*pos;
2489         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2490                 iter->pos = 0;
2491                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2492         } else {
2493                 iter->pos++;
2494                 l = trie_nextleaf(l);
2495         }
2496
2497         if (l)
2498                 iter->key = l->key;
2499         else
2500                 iter->pos = 0;
2501         return l;
2502 }
2503
2504 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2505         __releases(RCU)
2506 {
2507         rcu_read_unlock();
2508 }
2509
2510 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2511 {
2512         unsigned int flags = 0;
2513
2514         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2515                 flags = RTF_REJECT;
2516         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2517                 flags |= RTF_GATEWAY;
2518         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2519                 flags |= RTF_HOST;
2520         flags |= RTF_UP;
2521         return flags;
2522 }
2523
2524 /*
2525  *      This outputs /proc/net/route.
2526  *      The format of the file is not supposed to be changed
2527  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2528  *      legacy utilities
2529  */
2530 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2531 {
2532         struct leaf *l = v;
2533         struct leaf_info *li;
2534         struct hlist_node *node;
2535
2536         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2537                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2538                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2539                            "\tWindow\tIRTT");
2540                 return 0;
2541         }
2542
2543         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2544                 struct fib_alias *fa;
2545                 __be32 mask, prefix;
2546
2547                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2548                 prefix = htonl(l->key);
2549
2550                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2551                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2552                         unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2553                         int len;
2554
2555                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2556                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2557                                 continue;
2558
2559                         if (fi)
2560                                 seq_printf(seq,
2561                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2562                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2563                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2564                                          prefix,
2565                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2566                                          fi->fib_priority,
2567                                          mask,
2568                                          (fi->fib_advmss ?
2569                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2570                                          fi->fib_window,
2571                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2572                         else
2573                                 seq_printf(seq,
2574                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2575                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2576                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2577                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2578
2579                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2580                 }
2581         }
2582
2583         return 0;
2584 }
2585
2586 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2587         .start  = fib_route_seq_start,
2588         .next   = fib_route_seq_next,
2589         .stop   = fib_route_seq_stop,
2590         .show   = fib_route_seq_show,
2591 };
2592
2593 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2594 {
2595         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2596                             sizeof(struct fib_route_iter));
2597 }
2598
2599 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2600         .owner  = THIS_MODULE,
2601         .open   = fib_route_seq_open,
2602         .read   = seq_read,
2603         .llseek = seq_lseek,
2604         .release = seq_release_net,
2605 };
2606
2607 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2608 {
2609         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2610                 goto out1;
2611
2612         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_triestat", S_IRUGO,
2613                                   &fib_triestat_fops))
2614                 goto out2;
2615
2616         if (!proc_net_fops_create(net, "route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2617                 goto out3;
2618
2619         return 0;
2620
2621 out3:
2622         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2623 out2:
2624         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2625 out1:
2626         return -ENOMEM;
2627 }
2628
2629 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2630 {
2631         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2632         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2633         proc_net_remove(net, "route");
2634 }
2635
2636 #endif /* CONFIG_PROC_FS */