seq/proc: modify seq_put_decimal_[u]ll to take a const char *, not char
[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 <linux/vmalloc.h>
76 #include <linux/notifier.h>
77 #include <net/net_namespace.h>
78 #include <net/ip.h>
79 #include <net/protocol.h>
80 #include <net/route.h>
81 #include <net/tcp.h>
82 #include <net/sock.h>
83 #include <net/ip_fib.h>
84 #include <trace/events/fib.h>
85 #include "fib_lookup.h"
86
87 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(fib_chain);
88
89 int register_fib_notifier(struct notifier_block *nb)
90 {
91         return blocking_notifier_chain_register(&fib_chain, nb);
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(register_fib_notifier);
94
95 int unregister_fib_notifier(struct notifier_block *nb)
96 {
97         return blocking_notifier_chain_unregister(&fib_chain, nb);
98 }
99 EXPORT_SYMBOL(unregister_fib_notifier);
100
101 int call_fib_notifiers(struct net *net, enum fib_event_type event_type,
102                        struct fib_notifier_info *info)
103 {
104         info->net = net;
105         return blocking_notifier_call_chain(&fib_chain, event_type, info);
106 }
107
108 static int call_fib_entry_notifiers(struct net *net,
109                                     enum fib_event_type event_type, u32 dst,
110                                     int dst_len, struct fib_info *fi,
111                                     u8 tos, u8 type, u32 tb_id, u32 nlflags)
112 {
113         struct fib_entry_notifier_info info = {
114                 .dst = dst,
115                 .dst_len = dst_len,
116                 .fi = fi,
117                 .tos = tos,
118                 .type = type,
119                 .tb_id = tb_id,
120                 .nlflags = nlflags,
121         };
122         return call_fib_notifiers(net, event_type, &info.info);
123 }
124
125 #define MAX_STAT_DEPTH 32
126
127 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
128 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
129
130 typedef unsigned int t_key;
131
132 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
133 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
134 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
135
136 struct key_vector {
137         t_key key;
138         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
139         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
140         unsigned char slen;
141         union {
142                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
143                 struct hlist_head leaf;
144                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
145                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
146         };
147 };
148
149 struct tnode {
150         struct rcu_head rcu;
151         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
152         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
153         struct key_vector __rcu *parent;
154         struct key_vector kv[1];
155 #define tn_bits kv[0].bits
156 };
157
158 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
159 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
160
161 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
162 struct trie_use_stats {
163         unsigned int gets;
164         unsigned int backtrack;
165         unsigned int semantic_match_passed;
166         unsigned int semantic_match_miss;
167         unsigned int null_node_hit;
168         unsigned int resize_node_skipped;
169 };
170 #endif
171
172 struct trie_stat {
173         unsigned int totdepth;
174         unsigned int maxdepth;
175         unsigned int tnodes;
176         unsigned int leaves;
177         unsigned int nullpointers;
178         unsigned int prefixes;
179         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
180 };
181
182 struct trie {
183         struct key_vector kv[1];
184 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
185         struct trie_use_stats __percpu *stats;
186 #endif
187 };
188
189 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
190 static size_t tnode_free_size;
191
192 /*
193  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
194  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
195  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
196  */
197 static const int sync_pages = 128;
198
199 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
200 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
201
202 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
203 {
204         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
205 }
206
207 /* caller must hold RTNL */
208 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
209 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
210
211 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
212 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
213 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
214
215 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
216 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
217 {
218         if (n)
219                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
220 }
221
222 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
223
224 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
225  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
226  */
227 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
228 {
229         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
230 }
231
232 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
233
234 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
235 {
236         unsigned long index = key ^ kv->key;
237
238         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
239                 return 0;
240
241         return index >> kv->pos;
242 }
243
244 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
245  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
246  * all of the bits in that key are significant.
247  *
248  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
249  *
250  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
251  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
252  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
253  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
254  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
255  * correct key path.
256  *
257  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
258  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
259  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
260  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
261  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
262  *
263  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
264  * have many different meanings.
265  *
266  * Example:
267  * _________________________________________________________________
268  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
269  * -----------------------------------------------------------------
270  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
271  *
272  * _________________________________________________________________
273  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
274  * -----------------------------------------------------------------
275  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
276  *
277  * tp->pos = 22
278  * tp->bits = 3
279  * n->pos = 13
280  * n->bits = 4
281  *
282  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
283  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
284  * point we do not use them for anything.
285  *
286  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
287  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
288  * 'n' among tp's children.
289  *
290  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tp->pos - 1) - "S" - are skipped bits
291  * for the node n.
292  *
293  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
294  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
295  *
296  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
297  * n's child array, and will of course be different for each child.
298  *
299  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos -1) - "u" - are completely unknown
300  * at this point.
301  */
302
303 static const int halve_threshold = 25;
304 static const int inflate_threshold = 50;
305 static const int halve_threshold_root = 15;
306 static const int inflate_threshold_root = 30;
307
308 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
309 {
310         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
311         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
312 }
313
314 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
315 {
316         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
317 }
318
319 #define TNODE_KMALLOC_MAX \
320         ilog2((PAGE_SIZE - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
321 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
322         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
323
324 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
325 {
326         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
327
328         if (!n->tn_bits)
329                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
330         else
331                 kvfree(n);
332 }
333
334 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
335
336 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
337 {
338         size_t size;
339
340         /* verify bits is within bounds */
341         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
342                 return NULL;
343
344         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
345         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
346
347         if (size <= PAGE_SIZE)
348                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
349         else
350                 return vzalloc(size);
351 }
352
353 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
354 {
355         ++tn_info(n)->empty_children ? : ++tn_info(n)->full_children;
356 }
357
358 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
359 {
360         tn_info(n)->empty_children-- ? : tn_info(n)->full_children--;
361 }
362
363 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
364 {
365         struct key_vector *l;
366         struct tnode *kv;
367
368         kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
369         if (!kv)
370                 return NULL;
371
372         /* initialize key vector */
373         l = kv->kv;
374         l->key = key;
375         l->pos = 0;
376         l->bits = 0;
377         l->slen = fa->fa_slen;
378
379         /* link leaf to fib alias */
380         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
381         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
382
383         return l;
384 }
385
386 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
387 {
388         unsigned int shift = pos + bits;
389         struct key_vector *tn;
390         struct tnode *tnode;
391
392         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
393         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
394
395         tnode = tnode_alloc(bits);
396         if (!tnode)
397                 return NULL;
398
399         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
400                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
401
402         if (bits == KEYLENGTH)
403                 tnode->full_children = 1;
404         else
405                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
406
407         tn = tnode->kv;
408         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
409         tn->pos = pos;
410         tn->bits = bits;
411         tn->slen = pos;
412
413         return tn;
414 }
415
416 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
417  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
418  */
419 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
420 {
421         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
422 }
423
424 /* Add a child at position i overwriting the old value.
425  * Update the value of full_children and empty_children.
426  */
427 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
428                       struct key_vector *n)
429 {
430         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
431         int isfull, wasfull;
432
433         BUG_ON(i >= child_length(tn));
434
435         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
436         if (!n && chi)
437                 empty_child_inc(tn);
438         if (n && !chi)
439                 empty_child_dec(tn);
440
441         /* update fullChildren */
442         wasfull = tnode_full(tn, chi);
443         isfull = tnode_full(tn, n);
444
445         if (wasfull && !isfull)
446                 tn_info(tn)->full_children--;
447         else if (!wasfull && isfull)
448                 tn_info(tn)->full_children++;
449
450         if (n && (tn->slen < n->slen))
451                 tn->slen = n->slen;
452
453         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
454 }
455
456 static void update_children(struct key_vector *tn)
457 {
458         unsigned long i;
459
460         /* update all of the child parent pointers */
461         for (i = child_length(tn); i;) {
462                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
463
464                 if (!inode)
465                         continue;
466
467                 /* Either update the children of a tnode that
468                  * already belongs to us or update the child
469                  * to point to ourselves.
470                  */
471                 if (node_parent(inode) == tn)
472                         update_children(inode);
473                 else
474                         node_set_parent(inode, tn);
475         }
476 }
477
478 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
479                                   struct key_vector *n)
480 {
481         if (IS_TRIE(tp))
482                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
483         else
484                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
485 }
486
487 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
488 {
489         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
490 }
491
492 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
493                                      struct key_vector *n)
494 {
495         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
496         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
497 }
498
499 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
500 {
501         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
502
503         while (head) {
504                 head = head->next;
505                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
506                 node_free(tn);
507
508                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
509         }
510
511         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
512                 tnode_free_size = 0;
513                 synchronize_rcu();
514         }
515 }
516
517 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
518                                   struct key_vector *oldtnode,
519                                   struct key_vector *tn)
520 {
521         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
522         unsigned long i;
523
524         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
525         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
526         put_child_root(tp, tn->key, tn);
527
528         /* update all of the child parent pointers */
529         update_children(tn);
530
531         /* all pointers should be clean so we are done */
532         tnode_free(oldtnode);
533
534         /* resize children now that oldtnode is freed */
535         for (i = child_length(tn); i;) {
536                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
537
538                 /* resize child node */
539                 if (tnode_full(tn, inode))
540                         tn = resize(t, inode);
541         }
542
543         return tp;
544 }
545
546 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
547                                   struct key_vector *oldtnode)
548 {
549         struct key_vector *tn;
550         unsigned long i;
551         t_key m;
552
553         pr_debug("In inflate\n");
554
555         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
556         if (!tn)
557                 goto notnode;
558
559         /* prepare oldtnode to be freed */
560         tnode_free_init(oldtnode);
561
562         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
563          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
564          * point to existing tnodes and the links between our allocated
565          * nodes.
566          */
567         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
568                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
569                 struct key_vector *node0, *node1;
570                 unsigned long j, k;
571
572                 /* An empty child */
573                 if (!inode)
574                         continue;
575
576                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
577                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
578                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
579                         continue;
580                 }
581
582                 /* drop the node in the old tnode free list */
583                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
584
585                 /* An internal node with two children */
586                 if (inode->bits == 1) {
587                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
588                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
589                         continue;
590                 }
591
592                 /* We will replace this node 'inode' with two new
593                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
594                  * original children. The two new nodes will have
595                  * a position one bit further down the key and this
596                  * means that the "significant" part of their keys
597                  * (see the discussion near the top of this file)
598                  * will differ by one bit, which will be "0" in
599                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
600                  * moving the key position by one step, the bit that
601                  * we are moving away from - the bit at position
602                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
603                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
604                  * two new keys.
605                  */
606                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
607                 if (!node1)
608                         goto nomem;
609                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
610
611                 tnode_free_append(tn, node1);
612                 if (!node0)
613                         goto nomem;
614                 tnode_free_append(tn, node0);
615
616                 /* populate child pointers in new nodes */
617                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
618                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
619                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
620                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
621                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
622                 }
623
624                 /* link new nodes to parent */
625                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
626                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
627
628                 /* link parent to nodes */
629                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
630                 put_child(tn, 2 * i, node0);
631         }
632
633         /* setup the parent pointers into and out of this node */
634         return replace(t, oldtnode, tn);
635 nomem:
636         /* all pointers should be clean so we are done */
637         tnode_free(tn);
638 notnode:
639         return NULL;
640 }
641
642 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
643                                 struct key_vector *oldtnode)
644 {
645         struct key_vector *tn;
646         unsigned long i;
647
648         pr_debug("In halve\n");
649
650         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
651         if (!tn)
652                 goto notnode;
653
654         /* prepare oldtnode to be freed */
655         tnode_free_init(oldtnode);
656
657         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
658          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
659          * point to existing tnodes and the links between our allocated
660          * nodes.
661          */
662         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
663                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
664                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
665                 struct key_vector *inode;
666
667                 /* At least one of the children is empty */
668                 if (!node1 || !node0) {
669                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
670                         continue;
671                 }
672
673                 /* Two nonempty children */
674                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
675                 if (!inode)
676                         goto nomem;
677                 tnode_free_append(tn, inode);
678
679                 /* initialize pointers out of node */
680                 put_child(inode, 1, node1);
681                 put_child(inode, 0, node0);
682                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
683
684                 /* link parent to node */
685                 put_child(tn, i / 2, inode);
686         }
687
688         /* setup the parent pointers into and out of this node */
689         return replace(t, oldtnode, tn);
690 nomem:
691         /* all pointers should be clean so we are done */
692         tnode_free(tn);
693 notnode:
694         return NULL;
695 }
696
697 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
698                                    struct key_vector *oldtnode)
699 {
700         struct key_vector *n, *tp;
701         unsigned long i;
702
703         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
704         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
705                 n = get_child(oldtnode, --i);
706
707         /* compress one level */
708         tp = node_parent(oldtnode);
709         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
710         node_set_parent(n, tp);
711
712         /* drop dead node */
713         node_free(oldtnode);
714
715         return tp;
716 }
717
718 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
719 {
720         unsigned char slen = tn->pos;
721         unsigned long stride, i;
722
723         /* search though the list of children looking for nodes that might
724          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
725          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
726          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
727          */
728         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
729                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
730
731                 if (!n || (n->slen <= slen))
732                         continue;
733
734                 /* update stride and slen based on new value */
735                 stride <<= (n->slen - slen);
736                 slen = n->slen;
737                 i &= ~(stride - 1);
738
739                 /* if slen covers all but the last bit we can stop here
740                  * there will be nothing longer than that since only node
741                  * 0 and 1 << (bits - 1) could have that as their suffix
742                  * length.
743                  */
744                 if ((slen + 1) >= (tn->pos + tn->bits))
745                         break;
746         }
747
748         tn->slen = slen;
749
750         return slen;
751 }
752
753 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
754  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
755  * Telecommunications, page 6:
756  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
757  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
758  *
759  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
760  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
761  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
762  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
763  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
764  * multiply the left-hand side by 50.
765  *
766  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
767  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
768  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
769  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
770  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
771  * we just count them one extra time here.
772  *
773  * A clearer way to write this would be:
774  *
775  * to_be_doubled = tn->full_children;
776  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
777  *     tn->full_children;
778  *
779  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
780  *
781  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
782  *      new_child_length;
783  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
784  *
785  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
786  *
787  * anyway,
788  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
789  *      inflate_threshold
790  *
791  * avoid a division:
792  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
793  *      inflate_threshold * new_child_length
794  *
795  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
796  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
797  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
798  *
799  * expand new_child_length:
800  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
801  *    tn->full_children) >=
802  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
803  *
804  * shorten again:
805  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
806  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
807  *    child_length(tn)
808  *
809  */
810 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
811 {
812         unsigned long used = child_length(tn);
813         unsigned long threshold = used;
814
815         /* Keep root node larger */
816         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
817         used -= tn_info(tn)->empty_children;
818         used += tn_info(tn)->full_children;
819
820         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
821
822         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
823 }
824
825 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
826 {
827         unsigned long used = child_length(tn);
828         unsigned long threshold = used;
829
830         /* Keep root node larger */
831         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
832         used -= tn_info(tn)->empty_children;
833
834         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
835
836         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
837 }
838
839 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
840 {
841         unsigned long used = child_length(tn);
842
843         used -= tn_info(tn)->empty_children;
844
845         /* account for bits == KEYLENGTH case */
846         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
847                 used -= KEY_MAX;
848
849         /* One child or none, time to drop us from the trie */
850         return used < 2;
851 }
852
853 #define MAX_WORK 10
854 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
855 {
856 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
857         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
858 #endif
859         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
860         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
861         int max_work = MAX_WORK;
862
863         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
864                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
865
866         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
867          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
868          * thing without us interfering
869          */
870         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
871
872         /* Double as long as the resulting node has a number of
873          * nonempty nodes that are above the threshold.
874          */
875         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
876                 tp = inflate(t, tn);
877                 if (!tp) {
878 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
879                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
880 #endif
881                         break;
882                 }
883
884                 max_work--;
885                 tn = get_child(tp, cindex);
886         }
887
888         /* update parent in case inflate failed */
889         tp = node_parent(tn);
890
891         /* Return if at least one inflate is run */
892         if (max_work != MAX_WORK)
893                 return tp;
894
895         /* Halve as long as the number of empty children in this
896          * node is above threshold.
897          */
898         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
899                 tp = halve(t, tn);
900                 if (!tp) {
901 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
902                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
903 #endif
904                         break;
905                 }
906
907                 max_work--;
908                 tn = get_child(tp, cindex);
909         }
910
911         /* Only one child remains */
912         if (should_collapse(tn))
913                 return collapse(t, tn);
914
915         /* update parent in case halve failed */
916         tp = node_parent(tn);
917
918         /* Return if at least one deflate was run */
919         if (max_work != MAX_WORK)
920                 return tp;
921
922         /* push the suffix length to the parent node */
923         if (tn->slen > tn->pos) {
924                 unsigned char slen = update_suffix(tn);
925
926                 if (slen > tp->slen)
927                         tp->slen = slen;
928         }
929
930         return tp;
931 }
932
933 static void leaf_pull_suffix(struct key_vector *tp, struct key_vector *l)
934 {
935         while ((tp->slen > tp->pos) && (tp->slen > l->slen)) {
936                 if (update_suffix(tp) > l->slen)
937                         break;
938                 tp = node_parent(tp);
939         }
940 }
941
942 static void leaf_push_suffix(struct key_vector *tn, struct key_vector *l)
943 {
944         /* if this is a new leaf then tn will be NULL and we can sort
945          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
946          */
947         while (tn->slen < l->slen) {
948                 tn->slen = l->slen;
949                 tn = node_parent(tn);
950         }
951 }
952
953 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
954 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
955                                         struct key_vector **tp, u32 key)
956 {
957         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
958         unsigned long index = 0;
959
960         do {
961                 pn = n;
962                 n = get_child_rcu(n, index);
963
964                 if (!n)
965                         break;
966
967                 index = get_cindex(key, n);
968
969                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
970                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
971                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
972                  * is the difference between the key and this value.  From
973                  * this we can actually derive several pieces of data.
974                  *   if (index >= (1ul << bits))
975                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
976                  *   else
977                  *     we know the value is cindex
978                  *
979                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
980                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
981                  * long is greater than 32 bits.
982                  */
983                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
984                         n = NULL;
985                         break;
986                 }
987
988                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
989         } while (IS_TNODE(n));
990
991         *tp = pn;
992
993         return n;
994 }
995
996 /* Return the first fib alias matching TOS with
997  * priority less than or equal to PRIO.
998  */
999 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
1000                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id)
1001 {
1002         struct fib_alias *fa;
1003
1004         if (!fah)
1005                 return NULL;
1006
1007         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
1008                 if (fa->fa_slen < slen)
1009                         continue;
1010                 if (fa->fa_slen != slen)
1011                         break;
1012                 if (fa->tb_id > tb_id)
1013                         continue;
1014                 if (fa->tb_id != tb_id)
1015                         break;
1016                 if (fa->fa_tos > tos)
1017                         continue;
1018                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
1019                         return fa;
1020         }
1021
1022         return NULL;
1023 }
1024
1025 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
1026 {
1027         while (!IS_TRIE(tn))
1028                 tn = resize(t, tn);
1029 }
1030
1031 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1032                            struct fib_alias *new, t_key key)
1033 {
1034         struct key_vector *n, *l;
1035
1036         l = leaf_new(key, new);
1037         if (!l)
1038                 goto noleaf;
1039
1040         /* retrieve child from parent node */
1041         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1042
1043         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1044          *
1045          *  Add a new tnode here
1046          *  first tnode need some special handling
1047          *  leaves us in position for handling as case 3
1048          */
1049         if (n) {
1050                 struct key_vector *tn;
1051
1052                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1053                 if (!tn)
1054                         goto notnode;
1055
1056                 /* initialize routes out of node */
1057                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1058                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1059
1060                 /* start adding routes into the node */
1061                 put_child_root(tp, key, tn);
1062                 node_set_parent(n, tn);
1063
1064                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1065                 tp = tn;
1066         }
1067
1068         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1069         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1070         put_child_root(tp, key, l);
1071         trie_rebalance(t, tp);
1072
1073         return 0;
1074 notnode:
1075         node_free(l);
1076 noleaf:
1077         return -ENOMEM;
1078 }
1079
1080 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1081                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1082                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1083 {
1084         if (!l)
1085                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1086
1087         if (fa) {
1088                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1089         } else {
1090                 struct fib_alias *last;
1091
1092                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1093                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1094                                 break;
1095                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1096                             (new->tb_id > last->tb_id))
1097                                 break;
1098                         fa = last;
1099                 }
1100
1101                 if (fa)
1102                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1103                 else
1104                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1105         }
1106
1107         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1108         if (l->slen < new->fa_slen) {
1109                 l->slen = new->fa_slen;
1110                 leaf_push_suffix(tp, l);
1111         }
1112
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 /* Caller must hold RTNL. */
1117 int fib_table_insert(struct net *net, struct fib_table *tb,
1118                      struct fib_config *cfg)
1119 {
1120         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1121         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1122         struct key_vector *l, *tp;
1123         u16 nlflags = NLM_F_EXCL;
1124         struct fib_info *fi;
1125         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1126         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1127         u8 tos = cfg->fc_tos;
1128         u32 key;
1129         int err;
1130
1131         if (plen > KEYLENGTH)
1132                 return -EINVAL;
1133
1134         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1135
1136         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1137
1138         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1139                 return -EINVAL;
1140
1141         fi = fib_create_info(cfg);
1142         if (IS_ERR(fi)) {
1143                 err = PTR_ERR(fi);
1144                 goto err;
1145         }
1146
1147         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1148         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1149                                 tb->tb_id) : NULL;
1150
1151         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1152          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1153          * exists or to the node before which we will insert new one.
1154          *
1155          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1156          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1157          * of the new alias.
1158          */
1159
1160         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1161             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1162                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1163
1164                 err = -EEXIST;
1165                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1166                         goto out;
1167
1168                 nlflags &= ~NLM_F_EXCL;
1169
1170                 /* We have 2 goals:
1171                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1172                  * duplicate routes
1173                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1174                  */
1175                 fa_match = NULL;
1176                 fa_first = fa;
1177                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1178                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1179                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1180                             (fa->fa_tos != tos))
1181                                 break;
1182                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1183                                 break;
1184                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1185                             fa->fa_info == fi) {
1186                                 fa_match = fa;
1187                                 break;
1188                         }
1189                 }
1190
1191                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1192                         struct fib_info *fi_drop;
1193                         u8 state;
1194
1195                         nlflags |= NLM_F_REPLACE;
1196                         fa = fa_first;
1197                         if (fa_match) {
1198                                 if (fa == fa_match)
1199                                         err = 0;
1200                                 goto out;
1201                         }
1202                         err = -ENOBUFS;
1203                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1204                         if (!new_fa)
1205                                 goto out;
1206
1207                         fi_drop = fa->fa_info;
1208                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1209                         new_fa->fa_info = fi;
1210                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1211                         state = fa->fa_state;
1212                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1213                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1214                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1215                         new_fa->fa_default = -1;
1216
1217                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1218
1219                         alias_free_mem_rcu(fa);
1220
1221                         fib_release_info(fi_drop);
1222                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1223                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1224
1225                         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_ADD,
1226                                                  key, plen, fi,
1227                                                  new_fa->fa_tos, cfg->fc_type,
1228                                                  tb->tb_id, cfg->fc_nlflags);
1229                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1230                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1231
1232                         goto succeeded;
1233                 }
1234                 /* Error if we find a perfect match which
1235                  * uses the same scope, type, and nexthop
1236                  * information.
1237                  */
1238                 if (fa_match)
1239                         goto out;
1240
1241                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
1242                         nlflags |= NLM_F_APPEND;
1243                 else
1244                         fa = fa_first;
1245         }
1246         err = -ENOENT;
1247         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1248                 goto out;
1249
1250         nlflags |= NLM_F_CREATE;
1251         err = -ENOBUFS;
1252         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1253         if (!new_fa)
1254                 goto out;
1255
1256         new_fa->fa_info = fi;
1257         new_fa->fa_tos = tos;
1258         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1259         new_fa->fa_state = 0;
1260         new_fa->fa_slen = slen;
1261         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1262         new_fa->fa_default = -1;
1263
1264         /* Insert new entry to the list. */
1265         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1266         if (err)
1267                 goto out_free_new_fa;
1268
1269         if (!plen)
1270                 tb->tb_num_default++;
1271
1272         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1273         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_ADD, key, plen, fi, tos,
1274                                  cfg->fc_type, tb->tb_id, cfg->fc_nlflags);
1275         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1276                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1277 succeeded:
1278         return 0;
1279
1280 out_free_new_fa:
1281         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1282 out:
1283         fib_release_info(fi);
1284 err:
1285         return err;
1286 }
1287
1288 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1289 {
1290         t_key prefix = n->key;
1291
1292         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1293 }
1294
1295 /* should be called with rcu_read_lock */
1296 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1297                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1298 {
1299         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1300 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1301         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1302 #endif
1303         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1304         struct key_vector *n, *pn;
1305         struct fib_alias *fa;
1306         unsigned long index;
1307         t_key cindex;
1308
1309         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp);
1310
1311         pn = t->kv;
1312         cindex = 0;
1313
1314         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1315         if (!n)
1316                 return -EAGAIN;
1317
1318 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1319         this_cpu_inc(stats->gets);
1320 #endif
1321
1322         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1323         for (;;) {
1324                 index = get_cindex(key, n);
1325
1326                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1327                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1328                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1329                  * is the difference between the key and this value.  From
1330                  * this we can actually derive several pieces of data.
1331                  *   if (index >= (1ul << bits))
1332                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1333                  *   else
1334                  *     we know the value is cindex
1335                  *
1336                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1337                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1338                  * long is greater than 32 bits.
1339                  */
1340                 if (index >= (1ul << n->bits))
1341                         break;
1342
1343                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1344                 if (IS_LEAF(n))
1345                         goto found;
1346
1347                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1348                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1349                  */
1350                 if (n->slen > n->pos) {
1351                         pn = n;
1352                         cindex = index;
1353                 }
1354
1355                 n = get_child_rcu(n, index);
1356                 if (unlikely(!n))
1357                         goto backtrace;
1358         }
1359
1360         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1361         for (;;) {
1362                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1363                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1364
1365                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1366                  * between the key and the prefix exist in the region of
1367                  * the lsb and higher in the prefix.
1368                  */
1369                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1370                         goto backtrace;
1371
1372                 /* exit out and process leaf */
1373                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1374                         break;
1375
1376                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1377                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1378                  * we started this traversal anyway
1379                  */
1380
1381                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1382 backtrace:
1383 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1384                         if (!n)
1385                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1386 #endif
1387                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1388                          * us to strip at this level so we must ascend back
1389                          * up one level to see if there are any more bits to
1390                          * be stripped there.
1391                          */
1392                         while (!cindex) {
1393                                 t_key pkey = pn->key;
1394
1395                                 /* If we don't have a parent then there is
1396                                  * nothing for us to do as we do not have any
1397                                  * further nodes to parse.
1398                                  */
1399                                 if (IS_TRIE(pn))
1400                                         return -EAGAIN;
1401 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1402                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1403 #endif
1404                                 /* Get Child's index */
1405                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1406                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1407                         }
1408
1409                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1410                         cindex &= cindex - 1;
1411
1412                         /* grab pointer for next child node */
1413                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1414                 }
1415         }
1416
1417 found:
1418         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1419         index = key ^ n->key;
1420
1421         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1422         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1423                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1424                 int nhsel, err;
1425
1426                 if ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen < KEYLENGTH)) {
1427                         if (index >= (1ul << fa->fa_slen))
1428                                 continue;
1429                 }
1430                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1431                         continue;
1432                 if (fi->fib_dead)
1433                         continue;
1434                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1435                         continue;
1436                 fib_alias_accessed(fa);
1437                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1438                 if (unlikely(err < 0)) {
1439 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1440                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1441 #endif
1442                         return err;
1443                 }
1444                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1445                         continue;
1446                 for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1447                         const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1448                         struct in_device *in_dev = __in_dev_get_rcu(nh->nh_dev);
1449
1450                         if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1451                                 continue;
1452                         if (in_dev &&
1453                             IN_DEV_IGNORE_ROUTES_WITH_LINKDOWN(in_dev) &&
1454                             nh->nh_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
1455                             !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
1456                                 continue;
1457                         if (!(flp->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF)) {
1458                                 if (flp->flowi4_oif &&
1459                                     flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1460                                         continue;
1461                         }
1462
1463                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1464                                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1465
1466                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1467                         res->nh_sel = nhsel;
1468                         res->type = fa->fa_type;
1469                         res->scope = fi->fib_scope;
1470                         res->fi = fi;
1471                         res->table = tb;
1472                         res->fa_head = &n->leaf;
1473 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1474                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1475 #endif
1476                         trace_fib_table_lookup_nh(nh);
1477
1478                         return err;
1479                 }
1480         }
1481 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1482         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1483 #endif
1484         goto backtrace;
1485 }
1486 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1487
1488 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1489                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1490 {
1491         /* record the location of the previous list_info entry */
1492         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1493         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1494
1495         /* remove the fib_alias from the list */
1496         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1497
1498         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1499          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1500          */
1501         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1502                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1503                 node_free(l);
1504                 trie_rebalance(t, tp);
1505                 return;
1506         }
1507
1508         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1509         if (*pprev)
1510                 return;
1511
1512         /* update the trie with the latest suffix length */
1513         l->slen = fa->fa_slen;
1514         leaf_pull_suffix(tp, l);
1515 }
1516
1517 /* Caller must hold RTNL. */
1518 int fib_table_delete(struct net *net, struct fib_table *tb,
1519                      struct fib_config *cfg)
1520 {
1521         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1522         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1523         struct key_vector *l, *tp;
1524         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1525         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1526         u8 tos = cfg->fc_tos;
1527         u32 key;
1528
1529         if (plen > KEYLENGTH)
1530                 return -EINVAL;
1531
1532         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1533
1534         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1535                 return -EINVAL;
1536
1537         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1538         if (!l)
1539                 return -ESRCH;
1540
1541         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id);
1542         if (!fa)
1543                 return -ESRCH;
1544
1545         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1546
1547         fa_to_delete = NULL;
1548         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1549                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1550
1551                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1552                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1553                     (fa->fa_tos != tos))
1554                         break;
1555
1556                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1557                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1558                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1559                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1560                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1561                     (!cfg->fc_protocol ||
1562                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1563                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1564                         fa_to_delete = fa;
1565                         break;
1566                 }
1567         }
1568
1569         if (!fa_to_delete)
1570                 return -ESRCH;
1571
1572         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_DEL, key, plen,
1573                                  fa_to_delete->fa_info, tos, cfg->fc_type,
1574                                  tb->tb_id, 0);
1575         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1576                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1577
1578         if (!plen)
1579                 tb->tb_num_default--;
1580
1581         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1582
1583         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1584                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1585
1586         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1587         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1588         return 0;
1589 }
1590
1591 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1592 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1593 {
1594         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1595         unsigned long cindex;
1596
1597         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1598         do {
1599                 /* record parent and next child index */
1600                 pn = n;
1601                 cindex = (key > pn->key) ? get_index(key, pn) : 0;
1602
1603                 if (cindex >> pn->bits)
1604                         break;
1605
1606                 /* descend into the next child */
1607                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1608                 if (!n)
1609                         break;
1610
1611                 /* guarantee forward progress on the keys */
1612                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1613                         goto found;
1614         } while (IS_TNODE(n));
1615
1616         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1617         while (!IS_TRIE(pn)) {
1618                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1619                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1620                         t_key pkey = pn->key;
1621
1622                         pn = node_parent_rcu(pn);
1623                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1624                         continue;
1625                 }
1626
1627                 /* grab the next available node */
1628                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1629                 if (!n)
1630                         continue;
1631
1632                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1633                 if (IS_LEAF(n))
1634                         goto found;
1635
1636                 /* Rescan start scanning in new node */
1637                 pn = n;
1638                 cindex = 0;
1639         }
1640
1641         *tn = pn;
1642         return NULL; /* Root of trie */
1643 found:
1644         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1645         *tn = pn;
1646         return n;
1647 }
1648
1649 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1650 {
1651         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1652         struct key_vector *pn = t->kv;
1653         unsigned long cindex = 1;
1654         struct hlist_node *tmp;
1655         struct fib_alias *fa;
1656
1657         /* walk trie in reverse order and free everything */
1658         for (;;) {
1659                 struct key_vector *n;
1660
1661                 if (!(cindex--)) {
1662                         t_key pkey = pn->key;
1663
1664                         if (IS_TRIE(pn))
1665                                 break;
1666
1667                         n = pn;
1668                         pn = node_parent(pn);
1669
1670                         /* drop emptied tnode */
1671                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1672                         node_free(n);
1673
1674                         cindex = get_index(pkey, pn);
1675
1676                         continue;
1677                 }
1678
1679                 /* grab the next available node */
1680                 n = get_child(pn, cindex);
1681                 if (!n)
1682                         continue;
1683
1684                 if (IS_TNODE(n)) {
1685                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1686                         pn = n;
1687                         cindex = 1ul << n->bits;
1688
1689                         continue;
1690                 }
1691
1692                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1693                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1694                         alias_free_mem_rcu(fa);
1695                 }
1696
1697                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1698                 node_free(n);
1699         }
1700
1701 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1702         free_percpu(t->stats);
1703 #endif
1704         kfree(tb);
1705 }
1706
1707 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1708 {
1709         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1710         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1711         struct fib_table *local_tb;
1712         struct fib_alias *fa;
1713         struct trie *lt;
1714         t_key key = 0;
1715
1716         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1717                 return oldtb;
1718
1719         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1720         if (!local_tb)
1721                 return NULL;
1722
1723         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1724
1725         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1726                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1727
1728                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1729                         struct fib_alias *new_fa;
1730
1731                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1732                                 continue;
1733
1734                         /* clone fa for new local table */
1735                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1736                         if (!new_fa)
1737                                 goto out;
1738
1739                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1740
1741                         /* insert clone into table */
1742                         if (!local_l)
1743                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1744
1745                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1746                                              NULL, l->key))
1747                                 goto out;
1748                 }
1749
1750                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1751                 key = l->key + 1;
1752                 if (key < l->key)
1753                         break;
1754         }
1755
1756         return local_tb;
1757 out:
1758         fib_trie_free(local_tb);
1759
1760         return NULL;
1761 }
1762
1763 /* Caller must hold RTNL. */
1764 int fib_table_flush(struct net *net, struct fib_table *tb)
1765 {
1766         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1767         struct key_vector *pn = t->kv;
1768         unsigned long cindex = 1;
1769         struct hlist_node *tmp;
1770         struct fib_alias *fa;
1771         int found = 0;
1772
1773         /* walk trie in reverse order */
1774         for (;;) {
1775                 unsigned char slen = 0;
1776                 struct key_vector *n;
1777
1778                 if (!(cindex--)) {
1779                         t_key pkey = pn->key;
1780
1781                         /* cannot resize the trie vector */
1782                         if (IS_TRIE(pn))
1783                                 break;
1784
1785                         /* resize completed node */
1786                         pn = resize(t, pn);
1787                         cindex = get_index(pkey, pn);
1788
1789                         continue;
1790                 }
1791
1792                 /* grab the next available node */
1793                 n = get_child(pn, cindex);
1794                 if (!n)
1795                         continue;
1796
1797                 if (IS_TNODE(n)) {
1798                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1799                         pn = n;
1800                         cindex = 1ul << n->bits;
1801
1802                         continue;
1803                 }
1804
1805                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1806                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1807
1808                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1809                                 slen = fa->fa_slen;
1810                                 continue;
1811                         }
1812
1813                         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_DEL,
1814                                                  n->key,
1815                                                  KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1816                                                  fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1817                                                  tb->tb_id, 0);
1818                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1819                         fib_release_info(fa->fa_info);
1820                         alias_free_mem_rcu(fa);
1821                         found++;
1822                 }
1823
1824                 /* update leaf slen */
1825                 n->slen = slen;
1826
1827                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1828                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1829                         node_free(n);
1830                 }
1831         }
1832
1833         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1834         return found;
1835 }
1836
1837 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
1838 {
1839         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
1840 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1841         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1842
1843         if (tb->tb_data == tb->__data)
1844                 free_percpu(t->stats);
1845 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
1846         kfree(tb);
1847 }
1848
1849 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1850 {
1851         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
1852 }
1853
1854 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
1855                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1856 {
1857         __be32 xkey = htonl(l->key);
1858         struct fib_alias *fa;
1859         int i, s_i;
1860
1861         s_i = cb->args[4];
1862         i = 0;
1863
1864         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1865         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1866                 if (i < s_i) {
1867                         i++;
1868                         continue;
1869                 }
1870
1871                 if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1872                         i++;
1873                         continue;
1874                 }
1875
1876                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1877                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1878                                   RTM_NEWROUTE,
1879                                   tb->tb_id,
1880                                   fa->fa_type,
1881                                   xkey,
1882                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1883                                   fa->fa_tos,
1884                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1885                         cb->args[4] = i;
1886                         return -1;
1887                 }
1888                 i++;
1889         }
1890
1891         cb->args[4] = i;
1892         return skb->len;
1893 }
1894
1895 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1896 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1897                    struct netlink_callback *cb)
1898 {
1899         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1900         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
1901         /* Dump starting at last key.
1902          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1903          */
1904         int count = cb->args[2];
1905         t_key key = cb->args[3];
1906
1907         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1908                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1909                         cb->args[3] = key;
1910                         cb->args[2] = count;
1911                         return -1;
1912                 }
1913
1914                 ++count;
1915                 key = l->key + 1;
1916
1917                 memset(&cb->args[4], 0,
1918                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1919
1920                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1921                 if (key < l->key)
1922                         break;
1923         }
1924
1925         cb->args[3] = key;
1926         cb->args[2] = count;
1927
1928         return skb->len;
1929 }
1930
1931 void __init fib_trie_init(void)
1932 {
1933         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1934                                           sizeof(struct fib_alias),
1935                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1936
1937         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1938                                            LEAF_SIZE,
1939                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1940 }
1941
1942 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
1943 {
1944         struct fib_table *tb;
1945         struct trie *t;
1946         size_t sz = sizeof(*tb);
1947
1948         if (!alias)
1949                 sz += sizeof(struct trie);
1950
1951         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
1952         if (!tb)
1953                 return NULL;
1954
1955         tb->tb_id = id;
1956         tb->tb_num_default = 0;
1957         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
1958
1959         if (alias)
1960                 return tb;
1961
1962         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1963         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
1964         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
1965 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1966         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
1967         if (!t->stats) {
1968                 kfree(tb);
1969                 tb = NULL;
1970         }
1971 #endif
1972
1973         return tb;
1974 }
1975
1976 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1977 /* Depth first Trie walk iterator */
1978 struct fib_trie_iter {
1979         struct seq_net_private p;
1980         struct fib_table *tb;
1981         struct key_vector *tnode;
1982         unsigned int index;
1983         unsigned int depth;
1984 };
1985
1986 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
1987 {
1988         unsigned long cindex = iter->index;
1989         struct key_vector *pn = iter->tnode;
1990         t_key pkey;
1991
1992         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
1993                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
1994
1995         while (!IS_TRIE(pn)) {
1996                 while (cindex < child_length(pn)) {
1997                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1998
1999                         if (!n)
2000                                 continue;
2001
2002                         if (IS_LEAF(n)) {
2003                                 iter->tnode = pn;
2004                                 iter->index = cindex;
2005                         } else {
2006                                 /* push down one level */
2007                                 iter->tnode = n;
2008                                 iter->index = 0;
2009                                 ++iter->depth;
2010                         }
2011
2012                         return n;
2013                 }
2014
2015                 /* Current node exhausted, pop back up */
2016                 pkey = pn->key;
2017                 pn = node_parent_rcu(pn);
2018                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2019                 --iter->depth;
2020         }
2021
2022         /* record root node so further searches know we are done */
2023         iter->tnode = pn;
2024         iter->index = 0;
2025
2026         return NULL;
2027 }
2028
2029 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2030                                              struct trie *t)
2031 {
2032         struct key_vector *n, *pn;
2033
2034         if (!t)
2035                 return NULL;
2036
2037         pn = t->kv;
2038         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2039         if (!n)
2040                 return NULL;
2041
2042         if (IS_TNODE(n)) {
2043                 iter->tnode = n;
2044                 iter->index = 0;
2045                 iter->depth = 1;
2046         } else {
2047                 iter->tnode = pn;
2048                 iter->index = 0;
2049                 iter->depth = 0;
2050         }
2051
2052         return n;
2053 }
2054
2055 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2056 {
2057         struct key_vector *n;
2058         struct fib_trie_iter iter;
2059
2060         memset(s, 0, sizeof(*s));
2061
2062         rcu_read_lock();
2063         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2064                 if (IS_LEAF(n)) {
2065                         struct fib_alias *fa;
2066
2067                         s->leaves++;
2068                         s->totdepth += iter.depth;
2069                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2070                                 s->maxdepth = iter.depth;
2071
2072                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2073                                 ++s->prefixes;
2074                 } else {
2075                         s->tnodes++;
2076                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2077                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2078                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2079                 }
2080         }
2081         rcu_read_unlock();
2082 }
2083
2084 /*
2085  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2086  */
2087 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2088 {
2089         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2090
2091         if (stat->leaves)
2092                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2093         else
2094                 avdepth = 0;
2095
2096         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2097                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2098         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2099
2100         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2101         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2102
2103         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2104         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2105
2106         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2107         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2108
2109         max = MAX_STAT_DEPTH;
2110         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2111                 max--;
2112
2113         pointers = 0;
2114         for (i = 1; i < max; i++)
2115                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2116                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2117                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2118                 }
2119         seq_putc(seq, '\n');
2120         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2121
2122         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2123         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2124         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2125 }
2126
2127 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2128 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2129                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2130 {
2131         struct trie_use_stats s = { 0 };
2132         int cpu;
2133
2134         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2135         for_each_possible_cpu(cpu) {
2136                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2137
2138                 s.gets += pcpu->gets;
2139                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2140                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2141                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2142                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2143                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2144         }
2145
2146         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2147         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2148         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2149         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2150                    s.semantic_match_passed);
2151         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2152         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2153         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2154 }
2155 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2156
2157 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2158 {
2159         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2160                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2161         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2162                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2163         else
2164                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2165 }
2166
2167
2168 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2169 {
2170         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2171         unsigned int h;
2172
2173         seq_printf(seq,
2174                    "Basic info: size of leaf:"
2175                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2176                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2177
2178         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2179                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2180                 struct fib_table *tb;
2181
2182                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2183                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2184                         struct trie_stat stat;
2185
2186                         if (!t)
2187                                 continue;
2188
2189                         fib_table_print(seq, tb);
2190
2191                         trie_collect_stats(t, &stat);
2192                         trie_show_stats(seq, &stat);
2193 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2194                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2195 #endif
2196                 }
2197         }
2198
2199         return 0;
2200 }
2201
2202 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2203 {
2204         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2205 }
2206
2207 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2208         .owner  = THIS_MODULE,
2209         .open   = fib_triestat_seq_open,
2210         .read   = seq_read,
2211         .llseek = seq_lseek,
2212         .release = single_release_net,
2213 };
2214
2215 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2216 {
2217         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2218         struct net *net = seq_file_net(seq);
2219         loff_t idx = 0;
2220         unsigned int h;
2221
2222         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2223                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2224                 struct fib_table *tb;
2225
2226                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2227                         struct key_vector *n;
2228
2229                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2230                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2231                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2232                                 if (pos == idx++) {
2233                                         iter->tb = tb;
2234                                         return n;
2235                                 }
2236                 }
2237         }
2238
2239         return NULL;
2240 }
2241
2242 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2243         __acquires(RCU)
2244 {
2245         rcu_read_lock();
2246         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2247 }
2248
2249 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2250 {
2251         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2252         struct net *net = seq_file_net(seq);
2253         struct fib_table *tb = iter->tb;
2254         struct hlist_node *tb_node;
2255         unsigned int h;
2256         struct key_vector *n;
2257
2258         ++*pos;
2259         /* next node in same table */
2260         n = fib_trie_get_next(iter);
2261         if (n)
2262                 return n;
2263
2264         /* walk rest of this hash chain */
2265         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2266         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2267                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2268                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2269                 if (n)
2270                         goto found;
2271         }
2272
2273         /* new hash chain */
2274         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2275                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2276                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2277                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2278                         if (n)
2279                                 goto found;
2280                 }
2281         }
2282         return NULL;
2283
2284 found:
2285         iter->tb = tb;
2286         return n;
2287 }
2288
2289 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2290         __releases(RCU)
2291 {
2292         rcu_read_unlock();
2293 }
2294
2295 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2296 {
2297         while (n-- > 0)
2298                 seq_puts(seq, "   ");
2299 }
2300
2301 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2302 {
2303         switch (s) {
2304         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2305         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2306         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2307         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2308         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2309         default:
2310                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2311                 return buf;
2312         }
2313 }
2314
2315 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2316         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2317         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2318         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2319         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2320         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2321         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2322         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2323         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2324         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2325         [RTN_THROW] = "THROW",
2326         [RTN_NAT] = "NAT",
2327         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2328 };
2329
2330 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2331 {
2332         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2333                 return rtn_type_names[t];
2334         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2335         return buf;
2336 }
2337
2338 /* Pretty print the trie */
2339 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2340 {
2341         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2342         struct key_vector *n = v;
2343
2344         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2345                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2346
2347         if (IS_TNODE(n)) {
2348                 __be32 prf = htonl(n->key);
2349
2350                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2351                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2352                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2353                            tn_info(n)->full_children,
2354                            tn_info(n)->empty_children);
2355         } else {
2356                 __be32 val = htonl(n->key);
2357                 struct fib_alias *fa;
2358
2359                 seq_indent(seq, iter->depth);
2360                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2361
2362                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2363                         char buf1[32], buf2[32];
2364
2365                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2366                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2367                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2368                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2369                                              fa->fa_info->fib_scope),
2370                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2371                                             fa->fa_type));
2372                         if (fa->fa_tos)
2373                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2374                         seq_putc(seq, '\n');
2375                 }
2376         }
2377
2378         return 0;
2379 }
2380
2381 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2382         .start  = fib_trie_seq_start,
2383         .next   = fib_trie_seq_next,
2384         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2385         .show   = fib_trie_seq_show,
2386 };
2387
2388 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2389 {
2390         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2391                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2392 }
2393
2394 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2395         .owner  = THIS_MODULE,
2396         .open   = fib_trie_seq_open,
2397         .read   = seq_read,
2398         .llseek = seq_lseek,
2399         .release = seq_release_net,
2400 };
2401
2402 struct fib_route_iter {
2403         struct seq_net_private p;
2404         struct fib_table *main_tb;
2405         struct key_vector *tnode;
2406         loff_t  pos;
2407         t_key   key;
2408 };
2409
2410 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2411                                             loff_t pos)
2412 {
2413         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2414         t_key key;
2415
2416         /* use cache location of next-to-find key */
2417         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2418                 pos -= iter->pos;
2419                 key = iter->key;
2420         } else {
2421                 iter->pos = 0;
2422                 key = 0;
2423         }
2424
2425         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) != NULL) {
2426                 key = l->key + 1;
2427                 iter->pos++;
2428
2429                 if (--pos <= 0)
2430                         break;
2431
2432                 l = NULL;
2433
2434                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2435                 if (!key)
2436                         break;
2437         }
2438
2439         if (l)
2440                 iter->key = key;        /* remember it */
2441         else
2442                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2443
2444         return l;
2445 }
2446
2447 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2448         __acquires(RCU)
2449 {
2450         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2451         struct fib_table *tb;
2452         struct trie *t;
2453
2454         rcu_read_lock();
2455
2456         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2457         if (!tb)
2458                 return NULL;
2459
2460         iter->main_tb = tb;
2461         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2462         iter->tnode = t->kv;
2463
2464         if (*pos != 0)
2465                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2466
2467         iter->pos = 0;
2468         iter->key = 0;
2469
2470         return SEQ_START_TOKEN;
2471 }
2472
2473 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2474 {
2475         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2476         struct key_vector *l = NULL;
2477         t_key key = iter->key;
2478
2479         ++*pos;
2480
2481         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2482         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2483                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2484
2485         if (l) {
2486                 iter->key = l->key + 1;
2487                 iter->pos++;
2488         } else {
2489                 iter->pos = 0;
2490         }
2491
2492         return l;
2493 }
2494
2495 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2496         __releases(RCU)
2497 {
2498         rcu_read_unlock();
2499 }
2500
2501 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2502 {
2503         unsigned int flags = 0;
2504
2505         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2506                 flags = RTF_REJECT;
2507         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2508                 flags |= RTF_GATEWAY;
2509         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2510                 flags |= RTF_HOST;
2511         flags |= RTF_UP;
2512         return flags;
2513 }
2514
2515 /*
2516  *      This outputs /proc/net/route.
2517  *      The format of the file is not supposed to be changed
2518  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2519  *      legacy utilities
2520  */
2521 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2522 {
2523         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2524         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2525         struct fib_alias *fa;
2526         struct key_vector *l = v;
2527         __be32 prefix;
2528
2529         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2530                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2531                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2532                            "\tWindow\tIRTT");
2533                 return 0;
2534         }
2535
2536         prefix = htonl(l->key);
2537
2538         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2539                 const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2540                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2541                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2542
2543                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2544                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2545                         continue;
2546
2547                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2548                         continue;
2549
2550                 seq_setwidth(seq, 127);
2551
2552                 if (fi)
2553                         seq_printf(seq,
2554                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2555                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2556                                    fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2557                                    prefix,
2558                                    fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2559                                    fi->fib_priority,
2560                                    mask,
2561                                    (fi->fib_advmss ?
2562                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2563                                    fi->fib_window,
2564                                    fi->fib_rtt >> 3);
2565                 else
2566                         seq_printf(seq,
2567                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2568                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2569                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2570                                    mask, 0, 0, 0);
2571
2572                 seq_pad(seq, '\n');
2573         }
2574
2575         return 0;
2576 }
2577
2578 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2579         .start  = fib_route_seq_start,
2580         .next   = fib_route_seq_next,
2581         .stop   = fib_route_seq_stop,
2582         .show   = fib_route_seq_show,
2583 };
2584
2585 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2586 {
2587         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2588                             sizeof(struct fib_route_iter));
2589 }
2590
2591 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2592         .owner  = THIS_MODULE,
2593         .open   = fib_route_seq_open,
2594         .read   = seq_read,
2595         .llseek = seq_lseek,
2596         .release = seq_release_net,
2597 };
2598
2599 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2600 {
2601         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2602                 goto out1;
2603
2604         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2605                          &fib_triestat_fops))
2606                 goto out2;
2607
2608         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2609                 goto out3;
2610
2611         return 0;
2612
2613 out3:
2614         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2615 out2:
2616         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2617 out1:
2618         return -ENOMEM;
2619 }
2620
2621 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2622 {
2623         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2624         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2625         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2626 }
2627
2628 #endif /* CONFIG_PROC_FS */