net/ipv4/fib_trie.c

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