64c2076ced54c5c639518e30d1d23acf989d1167
[pandora-kernel.git] / net / ipv4 / fib_trie.c
1 /*
2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
9  *
10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
11  *     Agricultural Sciences.
12  *
13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
14  *
15  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
16  *
17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
19  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
20  *
21  *
22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
24  *
25  *
26  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
27  *
28  *
29  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
30  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
31  *              interface as the means of communication with the user level.
32  *
33  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
34  *
35  *
36  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
37  *
38  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
39  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
40  *              as published by the Free Software Foundation; either version
41  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
42  *
43  * Substantial contributions to this work comes from:
44  *
45  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
46  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
47  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
48  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
49  */
50
51 #define VERSION "0.409"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/export.h>
75 #include <net/net_namespace.h>
76 #include <net/ip.h>
77 #include <net/protocol.h>
78 #include <net/route.h>
79 #include <net/tcp.h>
80 #include <net/sock.h>
81 #include <net/ip_fib.h>
82 #include <net/switchdev.h>
83 #include "fib_lookup.h"
84
85 #define MAX_STAT_DEPTH 32
86
87 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
88 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
89
90 typedef unsigned int t_key;
91
92 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
93 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
94 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
95
96 struct key_vector {
97         t_key key;
98         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
99         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
100         unsigned char slen;
101         union {
102                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
103                 struct hlist_head leaf;
104                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
105                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
106         };
107 };
108
109 struct tnode {
110         struct rcu_head rcu;
111         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
112         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
113         struct key_vector __rcu *parent;
114         struct key_vector kv[1];
115 #define tn_bits kv[0].bits
116 };
117
118 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
119 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
120
121 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
122 struct trie_use_stats {
123         unsigned int gets;
124         unsigned int backtrack;
125         unsigned int semantic_match_passed;
126         unsigned int semantic_match_miss;
127         unsigned int null_node_hit;
128         unsigned int resize_node_skipped;
129 };
130 #endif
131
132 struct trie_stat {
133         unsigned int totdepth;
134         unsigned int maxdepth;
135         unsigned int tnodes;
136         unsigned int leaves;
137         unsigned int nullpointers;
138         unsigned int prefixes;
139         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
140 };
141
142 struct trie {
143         struct key_vector kv[1];
144 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
145         struct trie_use_stats __percpu *stats;
146 #endif
147 };
148
149 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
150 static size_t tnode_free_size;
151
152 /*
153  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
154  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
155  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
156  */
157 static const int sync_pages = 128;
158
159 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
160 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
161
162 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
163 {
164         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
165 }
166
167 /* caller must hold RTNL */
168 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
169 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
170
171 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
172 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
173 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
174
175 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
176 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
177 {
178         if (n)
179                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
180 }
181
182 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
183
184 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
185  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
186  */
187 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
188 {
189         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
190 }
191
192 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
193
194 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
195 {
196         unsigned long index = key ^ kv->key;
197
198         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
199                 return 0;
200
201         return index >> kv->pos;
202 }
203
204 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
205  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
206  * all of the bits in that key are significant.
207  *
208  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
209  *
210  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
211  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
212  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
213  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
214  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
215  * correct key path.
216  *
217  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
218  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
219  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
220  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
221  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
222  *
223  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
224  * have many different meanings.
225  *
226  * Example:
227  * _________________________________________________________________
228  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
229  * -----------------------------------------------------------------
230  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
231  *
232  * _________________________________________________________________
233  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
234  * -----------------------------------------------------------------
235  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
236  *
237  * tp->pos = 22
238  * tp->bits = 3
239  * n->pos = 13
240  * n->bits = 4
241  *
242  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
243  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
244  * point we do not use them for anything.
245  *
246  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
247  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
248  * 'n' among tp's children.
249  *
250  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tn->pos - 1) - "S" - are skipped bits
251  * for the node n.
252  *
253  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
254  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
255  *
256  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
257  * n's child array, and will of course be different for each child.
258  *
259  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos + n->bits), are completely unknown
260  * at this point.
261  */
262
263 static const int halve_threshold = 25;
264 static const int inflate_threshold = 50;
265 static const int halve_threshold_root = 15;
266 static const int inflate_threshold_root = 30;
267
268 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
269 {
270         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
271         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
272 }
273
274 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
275 {
276         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
277 }
278
279 #define TNODE_KMALLOC_MAX \
280         ilog2((PAGE_SIZE - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
281 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
282         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
283
284 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
285 {
286         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
287
288         if (!n->tn_bits)
289                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
290         else if (n->tn_bits <= TNODE_KMALLOC_MAX)
291                 kfree(n);
292         else
293                 vfree(n);
294 }
295
296 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
297
298 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
299 {
300         size_t size;
301
302         /* verify bits is within bounds */
303         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
304                 return NULL;
305
306         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
307         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
308
309         if (size <= PAGE_SIZE)
310                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
311         else
312                 return vzalloc(size);
313 }
314
315 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
316 {
317         ++tn_info(n)->empty_children ? : ++tn_info(n)->full_children;
318 }
319
320 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
321 {
322         tn_info(n)->empty_children-- ? : tn_info(n)->full_children--;
323 }
324
325 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
326 {
327         struct tnode *kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
328         struct key_vector *l = kv->kv;
329
330         if (!kv)
331                 return NULL;
332
333         /* initialize key vector */
334         l->key = key;
335         l->pos = 0;
336         l->bits = 0;
337         l->slen = fa->fa_slen;
338
339         /* link leaf to fib alias */
340         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
341         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
342
343         return l;
344 }
345
346 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
347 {
348         struct tnode *tnode = tnode_alloc(bits);
349         unsigned int shift = pos + bits;
350         struct key_vector *tn = tnode->kv;
351
352         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
353         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
354
355         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
356                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
357
358         if (!tnode)
359                 return NULL;
360
361         if (bits == KEYLENGTH)
362                 tnode->full_children = 1;
363         else
364                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
365
366         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
367         tn->pos = pos;
368         tn->bits = bits;
369         tn->slen = pos;
370
371         return tn;
372 }
373
374 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
375  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
376  */
377 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
378 {
379         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
380 }
381
382 /* Add a child at position i overwriting the old value.
383  * Update the value of full_children and empty_children.
384  */
385 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
386                       struct key_vector *n)
387 {
388         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
389         int isfull, wasfull;
390
391         BUG_ON(i >= child_length(tn));
392
393         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
394         if (!n && chi)
395                 empty_child_inc(tn);
396         if (n && !chi)
397                 empty_child_dec(tn);
398
399         /* update fullChildren */
400         wasfull = tnode_full(tn, chi);
401         isfull = tnode_full(tn, n);
402
403         if (wasfull && !isfull)
404                 tn_info(tn)->full_children--;
405         else if (!wasfull && isfull)
406                 tn_info(tn)->full_children++;
407
408         if (n && (tn->slen < n->slen))
409                 tn->slen = n->slen;
410
411         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
412 }
413
414 static void update_children(struct key_vector *tn)
415 {
416         unsigned long i;
417
418         /* update all of the child parent pointers */
419         for (i = child_length(tn); i;) {
420                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
421
422                 if (!inode)
423                         continue;
424
425                 /* Either update the children of a tnode that
426                  * already belongs to us or update the child
427                  * to point to ourselves.
428                  */
429                 if (node_parent(inode) == tn)
430                         update_children(inode);
431                 else
432                         node_set_parent(inode, tn);
433         }
434 }
435
436 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
437                                   struct key_vector *n)
438 {
439         if (IS_TRIE(tp))
440                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
441         else
442                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
443 }
444
445 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
446 {
447         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
448 }
449
450 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
451                                      struct key_vector *n)
452 {
453         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
454         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
455 }
456
457 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
458 {
459         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
460
461         while (head) {
462                 head = head->next;
463                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
464                 node_free(tn);
465
466                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
467         }
468
469         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
470                 tnode_free_size = 0;
471                 synchronize_rcu();
472         }
473 }
474
475 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
476                                   struct key_vector *oldtnode,
477                                   struct key_vector *tn)
478 {
479         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
480         unsigned long i;
481
482         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
483         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
484         put_child_root(tp, tn->key, tn);
485
486         /* update all of the child parent pointers */
487         update_children(tn);
488
489         /* all pointers should be clean so we are done */
490         tnode_free(oldtnode);
491
492         /* resize children now that oldtnode is freed */
493         for (i = child_length(tn); i;) {
494                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
495
496                 /* resize child node */
497                 if (tnode_full(tn, inode))
498                         tn = resize(t, inode);
499         }
500
501         return tp;
502 }
503
504 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
505                                   struct key_vector *oldtnode)
506 {
507         struct key_vector *tn;
508         unsigned long i;
509         t_key m;
510
511         pr_debug("In inflate\n");
512
513         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
514         if (!tn)
515                 goto notnode;
516
517         /* prepare oldtnode to be freed */
518         tnode_free_init(oldtnode);
519
520         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
521          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
522          * point to existing tnodes and the links between our allocated
523          * nodes.
524          */
525         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
526                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
527                 struct key_vector *node0, *node1;
528                 unsigned long j, k;
529
530                 /* An empty child */
531                 if (!inode)
532                         continue;
533
534                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
535                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
536                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
537                         continue;
538                 }
539
540                 /* drop the node in the old tnode free list */
541                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
542
543                 /* An internal node with two children */
544                 if (inode->bits == 1) {
545                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
546                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
547                         continue;
548                 }
549
550                 /* We will replace this node 'inode' with two new
551                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
552                  * original children. The two new nodes will have
553                  * a position one bit further down the key and this
554                  * means that the "significant" part of their keys
555                  * (see the discussion near the top of this file)
556                  * will differ by one bit, which will be "0" in
557                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
558                  * moving the key position by one step, the bit that
559                  * we are moving away from - the bit at position
560                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
561                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
562                  * two new keys.
563                  */
564                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
565                 if (!node1)
566                         goto nomem;
567                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
568
569                 tnode_free_append(tn, node1);
570                 if (!node0)
571                         goto nomem;
572                 tnode_free_append(tn, node0);
573
574                 /* populate child pointers in new nodes */
575                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
576                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
577                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
578                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
579                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
580                 }
581
582                 /* link new nodes to parent */
583                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
584                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
585
586                 /* link parent to nodes */
587                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
588                 put_child(tn, 2 * i, node0);
589         }
590
591         /* setup the parent pointers into and out of this node */
592         return replace(t, oldtnode, tn);
593 nomem:
594         /* all pointers should be clean so we are done */
595         tnode_free(tn);
596 notnode:
597         return NULL;
598 }
599
600 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
601                                 struct key_vector *oldtnode)
602 {
603         struct key_vector *tn;
604         unsigned long i;
605
606         pr_debug("In halve\n");
607
608         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
609         if (!tn)
610                 goto notnode;
611
612         /* prepare oldtnode to be freed */
613         tnode_free_init(oldtnode);
614
615         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
616          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
617          * point to existing tnodes and the links between our allocated
618          * nodes.
619          */
620         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
621                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
622                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
623                 struct key_vector *inode;
624
625                 /* At least one of the children is empty */
626                 if (!node1 || !node0) {
627                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
628                         continue;
629                 }
630
631                 /* Two nonempty children */
632                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
633                 if (!inode)
634                         goto nomem;
635                 tnode_free_append(tn, inode);
636
637                 /* initialize pointers out of node */
638                 put_child(inode, 1, node1);
639                 put_child(inode, 0, node0);
640                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
641
642                 /* link parent to node */
643                 put_child(tn, i / 2, inode);
644         }
645
646         /* setup the parent pointers into and out of this node */
647         return replace(t, oldtnode, tn);
648 nomem:
649         /* all pointers should be clean so we are done */
650         tnode_free(tn);
651 notnode:
652         return NULL;
653 }
654
655 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
656                                    struct key_vector *oldtnode)
657 {
658         struct key_vector *n, *tp;
659         unsigned long i;
660
661         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
662         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
663                 n = get_child(oldtnode, --i);
664
665         /* compress one level */
666         tp = node_parent(oldtnode);
667         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
668         node_set_parent(n, tp);
669
670         /* drop dead node */
671         node_free(oldtnode);
672
673         return tp;
674 }
675
676 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
677 {
678         unsigned char slen = tn->pos;
679         unsigned long stride, i;
680
681         /* search though the list of children looking for nodes that might
682          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
683          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
684          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
685          */
686         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
687                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
688
689                 if (!n || (n->slen <= slen))
690                         continue;
691
692                 /* update stride and slen based on new value */
693                 stride <<= (n->slen - slen);
694                 slen = n->slen;
695                 i &= ~(stride - 1);
696
697                 /* if slen covers all but the last bit we can stop here
698                  * there will be nothing longer than that since only node
699                  * 0 and 1 << (bits - 1) could have that as their suffix
700                  * length.
701                  */
702                 if ((slen + 1) >= (tn->pos + tn->bits))
703                         break;
704         }
705
706         tn->slen = slen;
707
708         return slen;
709 }
710
711 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
712  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
713  * Telecommunications, page 6:
714  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
715  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
716  *
717  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
718  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
719  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
720  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
721  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
722  * multiply the left-hand side by 50.
723  *
724  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
725  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
726  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
727  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
728  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
729  * we just count them one extra time here.
730  *
731  * A clearer way to write this would be:
732  *
733  * to_be_doubled = tn->full_children;
734  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
735  *     tn->full_children;
736  *
737  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
738  *
739  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
740  *      new_child_length;
741  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
742  *
743  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
744  *
745  * anyway,
746  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
747  *      inflate_threshold
748  *
749  * avoid a division:
750  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
751  *      inflate_threshold * new_child_length
752  *
753  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
754  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
755  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
756  *
757  * expand new_child_length:
758  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
759  *    tn->full_children) >=
760  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
761  *
762  * shorten again:
763  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
764  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
765  *    child_length(tn)
766  *
767  */
768 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
769 {
770         unsigned long used = child_length(tn);
771         unsigned long threshold = used;
772
773         /* Keep root node larger */
774         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
775         used -= tn_info(tn)->empty_children;
776         used += tn_info(tn)->full_children;
777
778         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
779
780         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
781 }
782
783 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
784 {
785         unsigned long used = child_length(tn);
786         unsigned long threshold = used;
787
788         /* Keep root node larger */
789         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
790         used -= tn_info(tn)->empty_children;
791
792         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
793
794         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
795 }
796
797 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
798 {
799         unsigned long used = child_length(tn);
800
801         used -= tn_info(tn)->empty_children;
802
803         /* account for bits == KEYLENGTH case */
804         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
805                 used -= KEY_MAX;
806
807         /* One child or none, time to drop us from the trie */
808         return used < 2;
809 }
810
811 #define MAX_WORK 10
812 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
813 {
814 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
815         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
816 #endif
817         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
818         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
819         int max_work = MAX_WORK;
820
821         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
822                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
823
824         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
825          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
826          * thing without us interfering
827          */
828         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
829
830         /* Double as long as the resulting node has a number of
831          * nonempty nodes that are above the threshold.
832          */
833         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
834                 tp = inflate(t, tn);
835                 if (!tp) {
836 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
837                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
838 #endif
839                         break;
840                 }
841
842                 max_work--;
843                 tn = get_child(tp, cindex);
844         }
845
846         /* update parent in case inflate failed */
847         tp = node_parent(tn);
848
849         /* Return if at least one inflate is run */
850         if (max_work != MAX_WORK)
851                 return tp;
852
853         /* Halve as long as the number of empty children in this
854          * node is above threshold.
855          */
856         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
857                 tp = halve(t, tn);
858                 if (!tp) {
859 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
860                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
861 #endif
862                         break;
863                 }
864
865                 max_work--;
866                 tn = get_child(tp, cindex);
867         }
868
869         /* Only one child remains */
870         if (should_collapse(tn))
871                 return collapse(t, tn);
872
873         /* update parent in case halve failed */
874         tp = node_parent(tn);
875
876         /* Return if at least one deflate was run */
877         if (max_work != MAX_WORK)
878                 return tp;
879
880         /* push the suffix length to the parent node */
881         if (tn->slen > tn->pos) {
882                 unsigned char slen = update_suffix(tn);
883
884                 if (slen > tp->slen)
885                         tp->slen = slen;
886         }
887
888         return tp;
889 }
890
891 static void leaf_pull_suffix(struct key_vector *tp, struct key_vector *l)
892 {
893         while ((tp->slen > tp->pos) && (tp->slen > l->slen)) {
894                 if (update_suffix(tp) > l->slen)
895                         break;
896                 tp = node_parent(tp);
897         }
898 }
899
900 static void leaf_push_suffix(struct key_vector *tn, struct key_vector *l)
901 {
902         /* if this is a new leaf then tn will be NULL and we can sort
903          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
904          */
905         while (tn->slen < l->slen) {
906                 tn->slen = l->slen;
907                 tn = node_parent(tn);
908         }
909 }
910
911 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
912 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
913                                         struct key_vector **tp, u32 key)
914 {
915         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
916         unsigned long index = 0;
917
918         do {
919                 pn = n;
920                 n = get_child_rcu(n, index);
921
922                 if (!n)
923                         break;
924
925                 index = get_cindex(key, n);
926
927                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
928                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
929                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
930                  * is the difference between the key and this value.  From
931                  * this we can actually derive several pieces of data.
932                  *   if (index >= (1ul << bits))
933                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
934                  *   else
935                  *     we know the value is cindex
936                  *
937                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
938                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
939                  * long is greater than 32 bits.
940                  */
941                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
942                         n = NULL;
943                         break;
944                 }
945
946                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
947         } while (IS_TNODE(n));
948
949         *tp = pn;
950
951         return n;
952 }
953
954 /* Return the first fib alias matching TOS with
955  * priority less than or equal to PRIO.
956  */
957 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
958                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id)
959 {
960         struct fib_alias *fa;
961
962         if (!fah)
963                 return NULL;
964
965         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
966                 if (fa->fa_slen < slen)
967                         continue;
968                 if (fa->fa_slen != slen)
969                         break;
970                 if (fa->tb_id > tb_id)
971                         continue;
972                 if (fa->tb_id != tb_id)
973                         break;
974                 if (fa->fa_tos > tos)
975                         continue;
976                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
977                         return fa;
978         }
979
980         return NULL;
981 }
982
983 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
984 {
985         while (!IS_TRIE(tn))
986                 tn = resize(t, tn);
987 }
988
989 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
990                            struct fib_alias *new, t_key key)
991 {
992         struct key_vector *n, *l;
993
994         l = leaf_new(key, new);
995         if (!l)
996                 goto noleaf;
997
998         /* retrieve child from parent node */
999         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1000
1001         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1002          *
1003          *  Add a new tnode here
1004          *  first tnode need some special handling
1005          *  leaves us in position for handling as case 3
1006          */
1007         if (n) {
1008                 struct key_vector *tn;
1009
1010                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1011                 if (!tn)
1012                         goto notnode;
1013
1014                 /* initialize routes out of node */
1015                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1016                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1017
1018                 /* start adding routes into the node */
1019                 put_child_root(tp, key, tn);
1020                 node_set_parent(n, tn);
1021
1022                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1023                 tp = tn;
1024         }
1025
1026         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1027         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1028         put_child_root(tp, key, l);
1029         trie_rebalance(t, tp);
1030
1031         return 0;
1032 notnode:
1033         node_free(l);
1034 noleaf:
1035         return -ENOMEM;
1036 }
1037
1038 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1039                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1040                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1041 {
1042         if (!l)
1043                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1044
1045         if (fa) {
1046                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1047         } else {
1048                 struct fib_alias *last;
1049
1050                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1051                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1052                                 break;
1053                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1054                             (new->tb_id > last->tb_id))
1055                                 break;
1056                         fa = last;
1057                 }
1058
1059                 if (fa)
1060                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1061                 else
1062                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1063         }
1064
1065         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1066         if (l->slen < new->fa_slen) {
1067                 l->slen = new->fa_slen;
1068                 leaf_push_suffix(tp, l);
1069         }
1070
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 /* Caller must hold RTNL. */
1075 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1076 {
1077         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1078         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1079         struct key_vector *l, *tp;
1080         struct fib_info *fi;
1081         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1082         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1083         u8 tos = cfg->fc_tos;
1084         u32 key;
1085         int err;
1086
1087         if (plen > KEYLENGTH)
1088                 return -EINVAL;
1089
1090         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1091
1092         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1093
1094         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1095                 return -EINVAL;
1096
1097         fi = fib_create_info(cfg);
1098         if (IS_ERR(fi)) {
1099                 err = PTR_ERR(fi);
1100                 goto err;
1101         }
1102
1103         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1104         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1105                                 tb->tb_id) : NULL;
1106
1107         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1108          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1109          * exists or to the node before which we will insert new one.
1110          *
1111          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1112          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1113          * of the new alias.
1114          */
1115
1116         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1117             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1118                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1119
1120                 err = -EEXIST;
1121                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1122                         goto out;
1123
1124                 /* We have 2 goals:
1125                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1126                  * duplicate routes
1127                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1128                  */
1129                 fa_match = NULL;
1130                 fa_first = fa;
1131                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1132                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1133                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1134                             (fa->fa_tos != tos))
1135                                 break;
1136                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1137                                 break;
1138                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1139                             fa->fa_info == fi) {
1140                                 fa_match = fa;
1141                                 break;
1142                         }
1143                 }
1144
1145                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1146                         struct fib_info *fi_drop;
1147                         u8 state;
1148
1149                         fa = fa_first;
1150                         if (fa_match) {
1151                                 if (fa == fa_match)
1152                                         err = 0;
1153                                 goto out;
1154                         }
1155                         err = -ENOBUFS;
1156                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1157                         if (!new_fa)
1158                                 goto out;
1159
1160                         fi_drop = fa->fa_info;
1161                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1162                         new_fa->fa_info = fi;
1163                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1164                         state = fa->fa_state;
1165                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1166                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1167
1168                         err = netdev_switch_fib_ipv4_add(key, plen, fi,
1169                                                          new_fa->fa_tos,
1170                                                          cfg->fc_type,
1171                                                          cfg->fc_nlflags,
1172                                                          tb->tb_id);
1173                         if (err) {
1174                                 netdev_switch_fib_ipv4_abort(fi);
1175                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1176                                 goto out;
1177                         }
1178
1179                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1180
1181                         alias_free_mem_rcu(fa);
1182
1183                         fib_release_info(fi_drop);
1184                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1185                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1186                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1187                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1188
1189                         goto succeeded;
1190                 }
1191                 /* Error if we find a perfect match which
1192                  * uses the same scope, type, and nexthop
1193                  * information.
1194                  */
1195                 if (fa_match)
1196                         goto out;
1197
1198                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1199                         fa = fa_first;
1200         }
1201         err = -ENOENT;
1202         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1203                 goto out;
1204
1205         err = -ENOBUFS;
1206         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1207         if (!new_fa)
1208                 goto out;
1209
1210         new_fa->fa_info = fi;
1211         new_fa->fa_tos = tos;
1212         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1213         new_fa->fa_state = 0;
1214         new_fa->fa_slen = slen;
1215         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1216
1217         /* (Optionally) offload fib entry to switch hardware. */
1218         err = netdev_switch_fib_ipv4_add(key, plen, fi, tos,
1219                                          cfg->fc_type,
1220                                          cfg->fc_nlflags,
1221                                          tb->tb_id);
1222         if (err) {
1223                 netdev_switch_fib_ipv4_abort(fi);
1224                 goto out_free_new_fa;
1225         }
1226
1227         /* Insert new entry to the list. */
1228         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1229         if (err)
1230                 goto out_sw_fib_del;
1231
1232         if (!plen)
1233                 tb->tb_num_default++;
1234
1235         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1236         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1237                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1238 succeeded:
1239         return 0;
1240
1241 out_sw_fib_del:
1242         netdev_switch_fib_ipv4_del(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type, tb->tb_id);
1243 out_free_new_fa:
1244         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1245 out:
1246         fib_release_info(fi);
1247 err:
1248         return err;
1249 }
1250
1251 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1252 {
1253         t_key prefix = n->key;
1254
1255         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1256 }
1257
1258 /* should be called with rcu_read_lock */
1259 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1260                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1261 {
1262         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1263 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1264         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1265 #endif
1266         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1267         struct key_vector *n, *pn;
1268         struct fib_alias *fa;
1269         unsigned long index;
1270         t_key cindex;
1271
1272         pn = t->kv;
1273         cindex = 0;
1274
1275         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1276         if (!n)
1277                 return -EAGAIN;
1278
1279 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1280         this_cpu_inc(stats->gets);
1281 #endif
1282
1283         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1284         for (;;) {
1285                 index = get_cindex(key, n);
1286
1287                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1288                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1289                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1290                  * is the difference between the key and this value.  From
1291                  * this we can actually derive several pieces of data.
1292                  *   if (index >= (1ul << bits))
1293                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1294                  *   else
1295                  *     we know the value is cindex
1296                  *
1297                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1298                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1299                  * long is greater than 32 bits.
1300                  */
1301                 if (index >= (1ul << n->bits))
1302                         break;
1303
1304                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1305                 if (IS_LEAF(n))
1306                         goto found;
1307
1308                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1309                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1310                  */
1311                 if (n->slen > n->pos) {
1312                         pn = n;
1313                         cindex = index;
1314                 }
1315
1316                 n = get_child_rcu(n, index);
1317                 if (unlikely(!n))
1318                         goto backtrace;
1319         }
1320
1321         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1322         for (;;) {
1323                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1324                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1325
1326                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1327                  * between the key and the prefix exist in the region of
1328                  * the lsb and higher in the prefix.
1329                  */
1330                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1331                         goto backtrace;
1332
1333                 /* exit out and process leaf */
1334                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1335                         break;
1336
1337                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1338                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1339                  * we started this traversal anyway
1340                  */
1341
1342                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1343 backtrace:
1344 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1345                         if (!n)
1346                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1347 #endif
1348                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1349                          * us to strip at this level so we must ascend back
1350                          * up one level to see if there are any more bits to
1351                          * be stripped there.
1352                          */
1353                         while (!cindex) {
1354                                 t_key pkey = pn->key;
1355
1356                                 /* If we don't have a parent then there is
1357                                  * nothing for us to do as we do not have any
1358                                  * further nodes to parse.
1359                                  */
1360                                 if (IS_TRIE(pn))
1361                                         return -EAGAIN;
1362 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1363                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1364 #endif
1365                                 /* Get Child's index */
1366                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1367                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1368                         }
1369
1370                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1371                         cindex &= cindex - 1;
1372
1373                         /* grab pointer for next child node */
1374                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1375                 }
1376         }
1377
1378 found:
1379         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1380         index = key ^ n->key;
1381
1382         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1383         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1384                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1385                 int nhsel, err;
1386
1387                 if ((index >= (1ul << fa->fa_slen)) &&
1388                     ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen != KEYLENGTH)))
1389                         continue;
1390                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1391                         continue;
1392                 if (fi->fib_dead)
1393                         continue;
1394                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1395                         continue;
1396                 fib_alias_accessed(fa);
1397                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1398                 if (unlikely(err < 0)) {
1399 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1400                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1401 #endif
1402                         return err;
1403                 }
1404                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1405                         continue;
1406                 for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1407                         const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1408
1409                         if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1410                                 continue;
1411                         if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1412                                 continue;
1413
1414                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1415                                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1416
1417                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1418                         res->nh_sel = nhsel;
1419                         res->type = fa->fa_type;
1420                         res->scope = fi->fib_scope;
1421                         res->fi = fi;
1422                         res->table = tb;
1423                         res->fa_head = &n->leaf;
1424 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1425                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1426 #endif
1427                         return err;
1428                 }
1429         }
1430 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1431         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1432 #endif
1433         goto backtrace;
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1436
1437 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1438                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1439 {
1440         /* record the location of the previous list_info entry */
1441         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1442         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1443
1444         /* remove the fib_alias from the list */
1445         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1446
1447         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1448          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1449          */
1450         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1451                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1452                 node_free(l);
1453                 trie_rebalance(t, tp);
1454                 return;
1455         }
1456
1457         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1458         if (*pprev)
1459                 return;
1460
1461         /* update the trie with the latest suffix length */
1462         l->slen = fa->fa_slen;
1463         leaf_pull_suffix(tp, l);
1464 }
1465
1466 /* Caller must hold RTNL. */
1467 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1468 {
1469         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1470         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1471         struct key_vector *l, *tp;
1472         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1473         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1474         u8 tos = cfg->fc_tos;
1475         u32 key;
1476
1477         if (plen > KEYLENGTH)
1478                 return -EINVAL;
1479
1480         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1481
1482         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1483                 return -EINVAL;
1484
1485         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1486         if (!l)
1487                 return -ESRCH;
1488
1489         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id);
1490         if (!fa)
1491                 return -ESRCH;
1492
1493         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1494
1495         fa_to_delete = NULL;
1496         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1497                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1498
1499                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1500                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1501                     (fa->fa_tos != tos))
1502                         break;
1503
1504                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1505                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1506                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1507                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1508                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1509                     (!cfg->fc_protocol ||
1510                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1511                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1512                         fa_to_delete = fa;
1513                         break;
1514                 }
1515         }
1516
1517         if (!fa_to_delete)
1518                 return -ESRCH;
1519
1520         netdev_switch_fib_ipv4_del(key, plen, fa_to_delete->fa_info, tos,
1521                                    cfg->fc_type, tb->tb_id);
1522
1523         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1524                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1525
1526         if (!plen)
1527                 tb->tb_num_default--;
1528
1529         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1530
1531         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1532                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1533
1534         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1535         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1536         return 0;
1537 }
1538
1539 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1540 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1541 {
1542         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1543         unsigned long cindex;
1544
1545         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1546         do {
1547                 /* record parent and next child index */
1548                 pn = n;
1549                 cindex = key ? get_index(key, pn) : 0;
1550
1551                 if (cindex >> pn->bits)
1552                         break;
1553
1554                 /* descend into the next child */
1555                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1556                 if (!n)
1557                         break;
1558
1559                 /* guarantee forward progress on the keys */
1560                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1561                         goto found;
1562         } while (IS_TNODE(n));
1563
1564         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1565         while (!IS_TRIE(pn)) {
1566                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1567                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1568                         t_key pkey = pn->key;
1569
1570                         pn = node_parent_rcu(pn);
1571                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1572                         continue;
1573                 }
1574
1575                 /* grab the next available node */
1576                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1577                 if (!n)
1578                         continue;
1579
1580                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1581                 if (IS_LEAF(n))
1582                         goto found;
1583
1584                 /* Rescan start scanning in new node */
1585                 pn = n;
1586                 cindex = 0;
1587         }
1588
1589         *tn = pn;
1590         return NULL; /* Root of trie */
1591 found:
1592         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1593         *tn = pn;
1594         return n;
1595 }
1596
1597 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1598 {
1599         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1600         struct key_vector *pn = t->kv;
1601         unsigned long cindex = 1;
1602         struct hlist_node *tmp;
1603         struct fib_alias *fa;
1604
1605         /* walk trie in reverse order and free everything */
1606         for (;;) {
1607                 struct key_vector *n;
1608
1609                 if (!(cindex--)) {
1610                         t_key pkey = pn->key;
1611
1612                         if (IS_TRIE(pn))
1613                                 break;
1614
1615                         n = pn;
1616                         pn = node_parent(pn);
1617
1618                         /* drop emptied tnode */
1619                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1620                         node_free(n);
1621
1622                         cindex = get_index(pkey, pn);
1623
1624                         continue;
1625                 }
1626
1627                 /* grab the next available node */
1628                 n = get_child(pn, cindex);
1629                 if (!n)
1630                         continue;
1631
1632                 if (IS_TNODE(n)) {
1633                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1634                         pn = n;
1635                         cindex = 1ul << n->bits;
1636
1637                         continue;
1638                 }
1639
1640                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1641                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1642                         alias_free_mem_rcu(fa);
1643                 }
1644
1645                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1646                 node_free(n);
1647         }
1648
1649 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1650         free_percpu(t->stats);
1651 #endif
1652         kfree(tb);
1653 }
1654
1655 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1656 {
1657         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1658         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1659         struct fib_table *local_tb;
1660         struct fib_alias *fa;
1661         struct trie *lt;
1662         t_key key = 0;
1663
1664         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1665                 return oldtb;
1666
1667         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1668         if (!local_tb)
1669                 return NULL;
1670
1671         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1672
1673         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1674                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1675
1676                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1677                         struct fib_alias *new_fa;
1678
1679                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1680                                 continue;
1681
1682                         /* clone fa for new local table */
1683                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1684                         if (!new_fa)
1685                                 goto out;
1686
1687                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1688
1689                         /* insert clone into table */
1690                         if (!local_l)
1691                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1692
1693                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1694                                              NULL, l->key))
1695                                 goto out;
1696                 }
1697
1698                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1699                 key = l->key + 1;
1700                 if (key < l->key)
1701                         break;
1702         }
1703
1704         return local_tb;
1705 out:
1706         fib_trie_free(local_tb);
1707
1708         return NULL;
1709 }
1710
1711 /* Caller must hold RTNL */
1712 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1713 {
1714         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1715         struct key_vector *pn = t->kv;
1716         unsigned long cindex = 1;
1717         struct hlist_node *tmp;
1718         struct fib_alias *fa;
1719
1720         /* walk trie in reverse order */
1721         for (;;) {
1722                 unsigned char slen = 0;
1723                 struct key_vector *n;
1724
1725                 if (!(cindex--)) {
1726                         t_key pkey = pn->key;
1727
1728                         /* cannot resize the trie vector */
1729                         if (IS_TRIE(pn))
1730                                 break;
1731
1732                         /* resize completed node */
1733                         pn = resize(t, pn);
1734                         cindex = get_index(pkey, pn);
1735
1736                         continue;
1737                 }
1738
1739                 /* grab the next available node */
1740                 n = get_child(pn, cindex);
1741                 if (!n)
1742                         continue;
1743
1744                 if (IS_TNODE(n)) {
1745                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1746                         pn = n;
1747                         cindex = 1ul << n->bits;
1748
1749                         continue;
1750                 }
1751
1752                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1753                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1754
1755                         /* if alias was cloned to local then we just
1756                          * need to remove the local copy from main
1757                          */
1758                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1759                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1760                                 alias_free_mem_rcu(fa);
1761                                 continue;
1762                         }
1763
1764                         /* record local slen */
1765                         slen = fa->fa_slen;
1766
1767                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_OFFLOAD))
1768                                 continue;
1769
1770                         netdev_switch_fib_ipv4_del(n->key,
1771                                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1772                                                    fi, fa->fa_tos,
1773                                                    fa->fa_type, tb->tb_id);
1774                 }
1775
1776                 /* update leaf slen */
1777                 n->slen = slen;
1778
1779                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1780                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1781                         node_free(n);
1782                 } else {
1783                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1784                 }
1785         }
1786 }
1787
1788 /* Caller must hold RTNL. */
1789 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1790 {
1791         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1792         struct key_vector *pn = t->kv;
1793         unsigned long cindex = 1;
1794         struct hlist_node *tmp;
1795         struct fib_alias *fa;
1796         int found = 0;
1797
1798         /* walk trie in reverse order */
1799         for (;;) {
1800                 unsigned char slen = 0;
1801                 struct key_vector *n;
1802
1803                 if (!(cindex--)) {
1804                         t_key pkey = pn->key;
1805
1806                         /* cannot resize the trie vector */
1807                         if (IS_TRIE(pn))
1808                                 break;
1809
1810                         /* resize completed node */
1811                         pn = resize(t, pn);
1812                         cindex = get_index(pkey, pn);
1813
1814                         continue;
1815                 }
1816
1817                 /* grab the next available node */
1818                 n = get_child(pn, cindex);
1819                 if (!n)
1820                         continue;
1821
1822                 if (IS_TNODE(n)) {
1823                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1824                         pn = n;
1825                         cindex = 1ul << n->bits;
1826
1827                         continue;
1828                 }
1829
1830                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1831                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1832
1833                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1834                                 slen = fa->fa_slen;
1835                                 continue;
1836                         }
1837
1838                         netdev_switch_fib_ipv4_del(n->key,
1839                                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1840                                                    fi, fa->fa_tos,
1841                                                    fa->fa_type, tb->tb_id);
1842                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1843                         fib_release_info(fa->fa_info);
1844                         alias_free_mem_rcu(fa);
1845                         found++;
1846                 }
1847
1848                 /* update leaf slen */
1849                 n->slen = slen;
1850
1851                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1852                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1853                         node_free(n);
1854                 } else {
1855                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1856                 }
1857         }
1858
1859         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1860         return found;
1861 }
1862
1863 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
1864 {
1865         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
1866 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1867         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1868
1869         if (tb->tb_data == tb->__data)
1870                 free_percpu(t->stats);
1871 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
1872         kfree(tb);
1873 }
1874
1875 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1876 {
1877         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
1878 }
1879
1880 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
1881                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1882 {
1883         __be32 xkey = htonl(l->key);
1884         struct fib_alias *fa;
1885         int i, s_i;
1886
1887         s_i = cb->args[4];
1888         i = 0;
1889
1890         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1891         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1892                 if (i < s_i) {
1893                         i++;
1894                         continue;
1895                 }
1896
1897                 if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1898                         i++;
1899                         continue;
1900                 }
1901
1902                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1903                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1904                                   RTM_NEWROUTE,
1905                                   tb->tb_id,
1906                                   fa->fa_type,
1907                                   xkey,
1908                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1909                                   fa->fa_tos,
1910                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1911                         cb->args[4] = i;
1912                         return -1;
1913                 }
1914                 i++;
1915         }
1916
1917         cb->args[4] = i;
1918         return skb->len;
1919 }
1920
1921 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1922 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1923                    struct netlink_callback *cb)
1924 {
1925         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1926         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
1927         /* Dump starting at last key.
1928          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1929          */
1930         int count = cb->args[2];
1931         t_key key = cb->args[3];
1932
1933         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1934                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1935                         cb->args[3] = key;
1936                         cb->args[2] = count;
1937                         return -1;
1938                 }
1939
1940                 ++count;
1941                 key = l->key + 1;
1942
1943                 memset(&cb->args[4], 0,
1944                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1945
1946                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1947                 if (key < l->key)
1948                         break;
1949         }
1950
1951         cb->args[3] = key;
1952         cb->args[2] = count;
1953
1954         return skb->len;
1955 }
1956
1957 void __init fib_trie_init(void)
1958 {
1959         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1960                                           sizeof(struct fib_alias),
1961                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1962
1963         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1964                                            LEAF_SIZE,
1965                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1966 }
1967
1968 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
1969 {
1970         struct fib_table *tb;
1971         struct trie *t;
1972         size_t sz = sizeof(*tb);
1973
1974         if (!alias)
1975                 sz += sizeof(struct trie);
1976
1977         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
1978         if (!tb)
1979                 return NULL;
1980
1981         tb->tb_id = id;
1982         tb->tb_default = -1;
1983         tb->tb_num_default = 0;
1984         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
1985
1986         if (alias)
1987                 return tb;
1988
1989         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1990         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
1991         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
1992 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1993         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
1994         if (!t->stats) {
1995                 kfree(tb);
1996                 tb = NULL;
1997         }
1998 #endif
1999
2000         return tb;
2001 }
2002
2003 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2004 /* Depth first Trie walk iterator */
2005 struct fib_trie_iter {
2006         struct seq_net_private p;
2007         struct fib_table *tb;
2008         struct key_vector *tnode;
2009         unsigned int index;
2010         unsigned int depth;
2011 };
2012
2013 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2014 {
2015         unsigned long cindex = iter->index;
2016         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2017         t_key pkey;
2018
2019         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2020                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2021
2022         while (!IS_TRIE(pn)) {
2023                 while (cindex < child_length(pn)) {
2024                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2025
2026                         if (!n)
2027                                 continue;
2028
2029                         if (IS_LEAF(n)) {
2030                                 iter->tnode = pn;
2031                                 iter->index = cindex;
2032                         } else {
2033                                 /* push down one level */
2034                                 iter->tnode = n;
2035                                 iter->index = 0;
2036                                 ++iter->depth;
2037                         }
2038
2039                         return n;
2040                 }
2041
2042                 /* Current node exhausted, pop back up */
2043                 pkey = pn->key;
2044                 pn = node_parent_rcu(pn);
2045                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2046                 --iter->depth;
2047         }
2048
2049         /* record root node so further searches know we are done */
2050         iter->tnode = pn;
2051         iter->index = 0;
2052
2053         return NULL;
2054 }
2055
2056 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2057                                              struct trie *t)
2058 {
2059         struct key_vector *n, *pn = t->kv;
2060
2061         if (!t)
2062                 return NULL;
2063
2064         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2065         if (!n)
2066                 return NULL;
2067
2068         if (IS_TNODE(n)) {
2069                 iter->tnode = n;
2070                 iter->index = 0;
2071                 iter->depth = 1;
2072         } else {
2073                 iter->tnode = pn;
2074                 iter->index = 0;
2075                 iter->depth = 0;
2076         }
2077
2078         return n;
2079 }
2080
2081 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2082 {
2083         struct key_vector *n;
2084         struct fib_trie_iter iter;
2085
2086         memset(s, 0, sizeof(*s));
2087
2088         rcu_read_lock();
2089         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2090                 if (IS_LEAF(n)) {
2091                         struct fib_alias *fa;
2092
2093                         s->leaves++;
2094                         s->totdepth += iter.depth;
2095                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2096                                 s->maxdepth = iter.depth;
2097
2098                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2099                                 ++s->prefixes;
2100                 } else {
2101                         s->tnodes++;
2102                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2103                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2104                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2105                 }
2106         }
2107         rcu_read_unlock();
2108 }
2109
2110 /*
2111  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2112  */
2113 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2114 {
2115         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2116
2117         if (stat->leaves)
2118                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2119         else
2120                 avdepth = 0;
2121
2122         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2123                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2124         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2125
2126         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2127         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2128
2129         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2130         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2131
2132         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2133         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2134
2135         max = MAX_STAT_DEPTH;
2136         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2137                 max--;
2138
2139         pointers = 0;
2140         for (i = 1; i < max; i++)
2141                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2142                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2143                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2144                 }
2145         seq_putc(seq, '\n');
2146         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2147
2148         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2149         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2150         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2151 }
2152
2153 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2154 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2155                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2156 {
2157         struct trie_use_stats s = { 0 };
2158         int cpu;
2159
2160         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2161         for_each_possible_cpu(cpu) {
2162                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2163
2164                 s.gets += pcpu->gets;
2165                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2166                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2167                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2168                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2169                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2170         }
2171
2172         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2173         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2174         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2175         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2176                    s.semantic_match_passed);
2177         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2178         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2179         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2180 }
2181 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2182
2183 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2184 {
2185         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2186                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2187         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2188                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2189         else
2190                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2191 }
2192
2193
2194 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2195 {
2196         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2197         unsigned int h;
2198
2199         seq_printf(seq,
2200                    "Basic info: size of leaf:"
2201                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2202                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2203
2204         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2205                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2206                 struct fib_table *tb;
2207
2208                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2209                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2210                         struct trie_stat stat;
2211
2212                         if (!t)
2213                                 continue;
2214
2215                         fib_table_print(seq, tb);
2216
2217                         trie_collect_stats(t, &stat);
2218                         trie_show_stats(seq, &stat);
2219 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2220                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2221 #endif
2222                 }
2223         }
2224
2225         return 0;
2226 }
2227
2228 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2229 {
2230         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2231 }
2232
2233 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2234         .owner  = THIS_MODULE,
2235         .open   = fib_triestat_seq_open,
2236         .read   = seq_read,
2237         .llseek = seq_lseek,
2238         .release = single_release_net,
2239 };
2240
2241 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2242 {
2243         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2244         struct net *net = seq_file_net(seq);
2245         loff_t idx = 0;
2246         unsigned int h;
2247
2248         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2249                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2250                 struct fib_table *tb;
2251
2252                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2253                         struct key_vector *n;
2254
2255                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2256                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2257                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2258                                 if (pos == idx++) {
2259                                         iter->tb = tb;
2260                                         return n;
2261                                 }
2262                 }
2263         }
2264
2265         return NULL;
2266 }
2267
2268 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2269         __acquires(RCU)
2270 {
2271         rcu_read_lock();
2272         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2273 }
2274
2275 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2276 {
2277         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2278         struct net *net = seq_file_net(seq);
2279         struct fib_table *tb = iter->tb;
2280         struct hlist_node *tb_node;
2281         unsigned int h;
2282         struct key_vector *n;
2283
2284         ++*pos;
2285         /* next node in same table */
2286         n = fib_trie_get_next(iter);
2287         if (n)
2288                 return n;
2289
2290         /* walk rest of this hash chain */
2291         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2292         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2293                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2294                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2295                 if (n)
2296                         goto found;
2297         }
2298
2299         /* new hash chain */
2300         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2301                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2302                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2303                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2304                         if (n)
2305                                 goto found;
2306                 }
2307         }
2308         return NULL;
2309
2310 found:
2311         iter->tb = tb;
2312         return n;
2313 }
2314
2315 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2316         __releases(RCU)
2317 {
2318         rcu_read_unlock();
2319 }
2320
2321 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2322 {
2323         while (n-- > 0)
2324                 seq_puts(seq, "   ");
2325 }
2326
2327 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2328 {
2329         switch (s) {
2330         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2331         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2332         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2333         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2334         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2335         default:
2336                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2337                 return buf;
2338         }
2339 }
2340
2341 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2342         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2343         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2344         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2345         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2346         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2347         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2348         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2349         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2350         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2351         [RTN_THROW] = "THROW",
2352         [RTN_NAT] = "NAT",
2353         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2354 };
2355
2356 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2357 {
2358         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2359                 return rtn_type_names[t];
2360         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2361         return buf;
2362 }
2363
2364 /* Pretty print the trie */
2365 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2366 {
2367         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2368         struct key_vector *n = v;
2369
2370         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2371                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2372
2373         if (IS_TNODE(n)) {
2374                 __be32 prf = htonl(n->key);
2375
2376                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2377                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2378                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2379                            tn_info(n)->full_children,
2380                            tn_info(n)->empty_children);
2381         } else {
2382                 __be32 val = htonl(n->key);
2383                 struct fib_alias *fa;
2384
2385                 seq_indent(seq, iter->depth);
2386                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2387
2388                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2389                         char buf1[32], buf2[32];
2390
2391                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2392                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2393                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2394                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2395                                              fa->fa_info->fib_scope),
2396                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2397                                             fa->fa_type));
2398                         if (fa->fa_tos)
2399                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2400                         seq_putc(seq, '\n');
2401                 }
2402         }
2403
2404         return 0;
2405 }
2406
2407 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2408         .start  = fib_trie_seq_start,
2409         .next   = fib_trie_seq_next,
2410         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2411         .show   = fib_trie_seq_show,
2412 };
2413
2414 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2415 {
2416         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2417                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2418 }
2419
2420 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2421         .owner  = THIS_MODULE,
2422         .open   = fib_trie_seq_open,
2423         .read   = seq_read,
2424         .llseek = seq_lseek,
2425         .release = seq_release_net,
2426 };
2427
2428 struct fib_route_iter {
2429         struct seq_net_private p;
2430         struct fib_table *main_tb;
2431         struct key_vector *tnode;
2432         loff_t  pos;
2433         t_key   key;
2434 };
2435
2436 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2437                                             loff_t pos)
2438 {
2439         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2440         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2441         struct trie *t;
2442         t_key key;
2443
2444         /* use cache location of next-to-find key */
2445         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2446                 pos -= iter->pos;
2447                 key = iter->key;
2448         } else {
2449                 t = (struct trie *)tb->tb_data;
2450                 iter->tnode = t->kv;
2451                 iter->pos = 0;
2452                 key = 0;
2453         }
2454
2455         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) != NULL) {
2456                 key = l->key + 1;
2457                 iter->pos++;
2458
2459                 if (pos-- <= 0)
2460                         break;
2461
2462                 l = NULL;
2463
2464                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2465                 if (!key)
2466                         break;
2467         }
2468
2469         if (l)
2470                 iter->key = key;        /* remember it */
2471         else
2472                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2473
2474         return l;
2475 }
2476
2477 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2478         __acquires(RCU)
2479 {
2480         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2481         struct fib_table *tb;
2482         struct trie *t;
2483
2484         rcu_read_lock();
2485
2486         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2487         if (!tb)
2488                 return NULL;
2489
2490         iter->main_tb = tb;
2491
2492         if (*pos != 0)
2493                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2494
2495         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2496         iter->tnode = t->kv;
2497         iter->pos = 0;
2498         iter->key = 0;
2499
2500         return SEQ_START_TOKEN;
2501 }
2502
2503 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2504 {
2505         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2506         struct key_vector *l = NULL;
2507         t_key key = iter->key;
2508
2509         ++*pos;
2510
2511         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2512         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2513                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2514
2515         if (l) {
2516                 iter->key = l->key + 1;
2517                 iter->pos++;
2518         } else {
2519                 iter->pos = 0;
2520         }
2521
2522         return l;
2523 }
2524
2525 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2526         __releases(RCU)
2527 {
2528         rcu_read_unlock();
2529 }
2530
2531 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2532 {
2533         unsigned int flags = 0;
2534
2535         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2536                 flags = RTF_REJECT;
2537         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2538                 flags |= RTF_GATEWAY;
2539         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2540                 flags |= RTF_HOST;
2541         flags |= RTF_UP;
2542         return flags;
2543 }
2544
2545 /*
2546  *      This outputs /proc/net/route.
2547  *      The format of the file is not supposed to be changed
2548  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2549  *      legacy utilities
2550  */
2551 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2552 {
2553         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2554         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2555         struct fib_alias *fa;
2556         struct key_vector *l = v;
2557         __be32 prefix;
2558
2559         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2560                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2561                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2562                            "\tWindow\tIRTT");
2563                 return 0;
2564         }
2565
2566         prefix = htonl(l->key);
2567
2568         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2569                 const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2570                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2571                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2572
2573                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2574                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2575                         continue;
2576
2577                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2578                         continue;
2579
2580                 seq_setwidth(seq, 127);
2581
2582                 if (fi)
2583                         seq_printf(seq,
2584                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2585                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2586                                    fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2587                                    prefix,
2588                                    fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2589                                    fi->fib_priority,
2590                                    mask,
2591                                    (fi->fib_advmss ?
2592                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2593                                    fi->fib_window,
2594                                    fi->fib_rtt >> 3);
2595                 else
2596                         seq_printf(seq,
2597                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2598                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2599                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2600                                    mask, 0, 0, 0);
2601
2602                 seq_pad(seq, '\n');
2603         }
2604
2605         return 0;
2606 }
2607
2608 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2609         .start  = fib_route_seq_start,
2610         .next   = fib_route_seq_next,
2611         .stop   = fib_route_seq_stop,
2612         .show   = fib_route_seq_show,
2613 };
2614
2615 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2616 {
2617         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2618                             sizeof(struct fib_route_iter));
2619 }
2620
2621 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2622         .owner  = THIS_MODULE,
2623         .open   = fib_route_seq_open,
2624         .read   = seq_read,
2625         .llseek = seq_lseek,
2626         .release = seq_release_net,
2627 };
2628
2629 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2630 {
2631         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2632                 goto out1;
2633
2634         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2635                          &fib_triestat_fops))
2636                 goto out2;
2637
2638         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2639                 goto out3;
2640
2641         return 0;
2642
2643 out3:
2644         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2645 out2:
2646         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2647 out1:
2648         return -ENOMEM;
2649 }
2650
2651 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2652 {
2653         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2654         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2655         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2656 }
2657
2658 #endif /* CONFIG_PROC_FS */