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