net/ipv4/fib_trie.c

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