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