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