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