net: suppress lockdep-RCU false positive in FIB trie.
[safe/jmp/linux-2.6] / 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 descibed 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.nada.kth.se/~snilsson/public/papers/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 <asm/system.h>
55 #include <linux/bitops.h>
56 #include <linux/types.h>
57 #include <linux/kernel.h>
58 #include <linux/mm.h>
59 #include <linux/string.h>
60 #include <linux/socket.h>
61 #include <linux/sockios.h>
62 #include <linux/errno.h>
63 #include <linux/in.h>
64 #include <linux/inet.h>
65 #include <linux/inetdevice.h>
66 #include <linux/netdevice.h>
67 #include <linux/if_arp.h>
68 #include <linux/proc_fs.h>
69 #include <linux/rcupdate.h>
70 #include <linux/skbuff.h>
71 #include <linux/netlink.h>
72 #include <linux/init.h>
73 #include <linux/list.h>
74 #include <net/net_namespace.h>
75 #include <net/ip.h>
76 #include <net/protocol.h>
77 #include <net/route.h>
78 #include <net/tcp.h>
79 #include <net/sock.h>
80 #include <net/ip_fib.h>
81 #include "fib_lookup.h"
82
83 #define MAX_STAT_DEPTH 32
84
85 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
86
87 typedef unsigned int t_key;
88
89 #define T_TNODE 0
90 #define T_LEAF  1
91 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
92 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
93
94 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
95 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
96
97 struct node {
98         unsigned long parent;
99         t_key key;
100 };
101
102 struct leaf {
103         unsigned long parent;
104         t_key key;
105         struct hlist_head list;
106         struct rcu_head rcu;
107 };
108
109 struct leaf_info {
110         struct hlist_node hlist;
111         struct rcu_head rcu;
112         int plen;
113         struct list_head falh;
114 };
115
116 struct tnode {
117         unsigned long parent;
118         t_key key;
119         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
120         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
121         unsigned int full_children;     /* KEYLENGTH bits needed */
122         unsigned int empty_children;    /* KEYLENGTH bits needed */
123         union {
124                 struct rcu_head rcu;
125                 struct work_struct work;
126                 struct tnode *tnode_free;
127         };
128         struct node *child[0];
129 };
130
131 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
132 struct trie_use_stats {
133         unsigned int gets;
134         unsigned int backtrack;
135         unsigned int semantic_match_passed;
136         unsigned int semantic_match_miss;
137         unsigned int null_node_hit;
138         unsigned int resize_node_skipped;
139 };
140 #endif
141
142 struct trie_stat {
143         unsigned int totdepth;
144         unsigned int maxdepth;
145         unsigned int tnodes;
146         unsigned int leaves;
147         unsigned int nullpointers;
148         unsigned int prefixes;
149         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
150 };
151
152 struct trie {
153         struct node *trie;
154 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
155         struct trie_use_stats stats;
156 #endif
157 };
158
159 static void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct node *n);
160 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n,
161                                   int wasfull);
162 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
163 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
164 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
165 /* tnodes to free after resize(); protected by RTNL */
166 static struct tnode *tnode_free_head;
167 static size_t tnode_free_size;
168
169 /*
170  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
171  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
172  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
173  */
174 static const int sync_pages = 128;
175
176 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
177 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
178
179 static inline struct tnode *node_parent(struct node *node)
180 {
181         return (struct tnode *)(node->parent & ~NODE_TYPE_MASK);
182 }
183
184 static inline struct tnode *node_parent_rcu(struct node *node)
185 {
186         struct tnode *ret = node_parent(node);
187
188         return rcu_dereference(ret);
189 }
190
191 /* Same as rcu_assign_pointer
192  * but that macro() assumes that value is a pointer.
193  */
194 static inline void node_set_parent(struct node *node, struct tnode *ptr)
195 {
196         smp_wmb();
197         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
198 }
199
200 static inline struct node *tnode_get_child(struct tnode *tn, unsigned int i)
201 {
202         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
203
204         return tn->child[i];
205 }
206
207 static inline struct node *tnode_get_child_rcu(struct tnode *tn, unsigned int i)
208 {
209         struct node *ret = tnode_get_child(tn, i);
210
211         return rcu_dereference(ret);
212 }
213
214 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
215 {
216         return 1 << tn->bits;
217 }
218
219 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned short l)
220 {
221         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
222 }
223
224 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, int offset, int bits)
225 {
226         if (offset < KEYLENGTH)
227                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
228         else
229                 return 0;
230 }
231
232 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
233 {
234         return a == b;
235 }
236
237 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
238 {
239         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
240                 return 1;
241         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
242         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
243 }
244
245 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
246 {
247         t_key diff = a ^ b;
248         int i = offset;
249
250         if (!diff)
251                 return 0;
252         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
253                 i++;
254         return i;
255 }
256
257 /*
258   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
259   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
260   all of the bits in that key are significant.
261
262   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
263
264   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
265   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
266   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
267   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
268   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
269   correct key path.
270
271   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
272   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
273   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
274   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
275   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
276   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
277
278   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
279   have many different meanings.
280
281   Example:
282   _________________________________________________________________
283   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
284   -----------------------------------------------------------------
285     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
286
287   _________________________________________________________________
288   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
289   -----------------------------------------------------------------
290    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
291
292   tp->pos = 7
293   tp->bits = 3
294   n->pos = 15
295   n->bits = 4
296
297   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
298   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
299   not use them for anything.
300
301   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
302   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
303   'n' among tp's children.
304
305   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
306   for the node n.
307
308   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
309   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
310
311   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
312   n's child array, and will of course be different for each child.
313
314
315   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
316   at this point.
317
318 */
319
320 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
321 {
322         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
323 }
324
325 static const int halve_threshold = 25;
326 static const int inflate_threshold = 50;
327 static const int halve_threshold_root = 15;
328 static const int inflate_threshold_root = 30;
329
330 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
331 {
332         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
333         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
334 }
335
336 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
337 {
338         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
339 }
340
341 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
342 {
343         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
344         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
345 }
346
347 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
348 {
349         call_rcu_bh(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
350 }
351
352 static void __leaf_info_free_rcu(struct rcu_head *head)
353 {
354         kfree(container_of(head, struct leaf_info, rcu));
355 }
356
357 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
358 {
359         call_rcu(&leaf->rcu, __leaf_info_free_rcu);
360 }
361
362 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
363 {
364         if (size <= PAGE_SIZE)
365                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
366         else
367                 return __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
368 }
369
370 static void __tnode_vfree(struct work_struct *arg)
371 {
372         struct tnode *tn = container_of(arg, struct tnode, work);
373         vfree(tn);
374 }
375
376 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
377 {
378         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
379         size_t size = sizeof(struct tnode) +
380                       (sizeof(struct node *) << tn->bits);
381
382         if (size <= PAGE_SIZE)
383                 kfree(tn);
384         else {
385                 INIT_WORK(&tn->work, __tnode_vfree);
386                 schedule_work(&tn->work);
387         }
388 }
389
390 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
391 {
392         if (IS_LEAF(tn))
393                 free_leaf((struct leaf *) tn);
394         else
395                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
396 }
397
398 static void tnode_free_safe(struct tnode *tn)
399 {
400         BUG_ON(IS_LEAF(tn));
401         tn->tnode_free = tnode_free_head;
402         tnode_free_head = tn;
403         tnode_free_size += sizeof(struct tnode) +
404                            (sizeof(struct node *) << tn->bits);
405 }
406
407 static void tnode_free_flush(void)
408 {
409         struct tnode *tn;
410
411         while ((tn = tnode_free_head)) {
412                 tnode_free_head = tn->tnode_free;
413                 tn->tnode_free = NULL;
414                 tnode_free(tn);
415         }
416
417         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
418                 tnode_free_size = 0;
419                 synchronize_rcu();
420         }
421 }
422
423 static struct leaf *leaf_new(void)
424 {
425         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
426         if (l) {
427                 l->parent = T_LEAF;
428                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
429         }
430         return l;
431 }
432
433 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
434 {
435         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
436         if (li) {
437                 li->plen = plen;
438                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
439         }
440         return li;
441 }
442
443 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
444 {
445         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct node *) << bits);
446         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
447
448         if (tn) {
449                 tn->parent = T_TNODE;
450                 tn->pos = pos;
451                 tn->bits = bits;
452                 tn->key = key;
453                 tn->full_children = 0;
454                 tn->empty_children = 1<<bits;
455         }
456
457         pr_debug("AT %p s=%u %lu\n", tn, (unsigned int) sizeof(struct tnode),
458                  (unsigned long) (sizeof(struct node) << bits));
459         return tn;
460 }
461
462 /*
463  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
464  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
465  */
466
467 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct node *n)
468 {
469         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
470                 return 0;
471
472         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
473 }
474
475 static inline void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i,
476                              struct node *n)
477 {
478         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
479 }
480
481  /*
482   * Add a child at position i overwriting the old value.
483   * Update the value of full_children and empty_children.
484   */
485
486 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n,
487                                   int wasfull)
488 {
489         struct node *chi = tn->child[i];
490         int isfull;
491
492         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
493
494         /* update emptyChildren */
495         if (n == NULL && chi != NULL)
496                 tn->empty_children++;
497         else if (n != NULL && chi == NULL)
498                 tn->empty_children--;
499
500         /* update fullChildren */
501         if (wasfull == -1)
502                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
503
504         isfull = tnode_full(tn, n);
505         if (wasfull && !isfull)
506                 tn->full_children--;
507         else if (!wasfull && isfull)
508                 tn->full_children++;
509
510         if (n)
511                 node_set_parent(n, tn);
512
513         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
514 }
515
516 #define MAX_WORK 10
517 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
518 {
519         int i;
520         struct tnode *old_tn;
521         int inflate_threshold_use;
522         int halve_threshold_use;
523         int max_work;
524
525         if (!tn)
526                 return NULL;
527
528         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
529                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
530
531         /* No children */
532         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
533                 tnode_free_safe(tn);
534                 return NULL;
535         }
536         /* One child */
537         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
538                 goto one_child;
539         /*
540          * Double as long as the resulting node has a number of
541          * nonempty nodes that are above the threshold.
542          */
543
544         /*
545          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
546          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
547          * Telecommunications, page 6:
548          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
549          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
550          *
551          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
552          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
553          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
554          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
555          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
556          * multiply the left-hand side by 50.
557          *
558          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
559          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
560          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
561          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
562          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
563          * we just count them one extra time here.
564          *
565          * A clearer way to write this would be:
566          *
567          * to_be_doubled = tn->full_children;
568          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
569          *     tn->full_children;
570          *
571          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
572          *
573          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
574          *      new_child_length;
575          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
576          *
577          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
578          *
579          * anyway,
580          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
581          *      inflate_threshold
582          *
583          * avoid a division:
584          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
585          *      inflate_threshold * new_child_length
586          *
587          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
588          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
589          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
590          *
591          * expand new_child_length:
592          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
593          *    tn->full_children) >=
594          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
595          *
596          * shorten again:
597          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
598          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
599          *    tnode_child_length(tn)
600          *
601          */
602
603         check_tnode(tn);
604
605         /* Keep root node larger  */
606
607         if (!node_parent((struct node*) tn)) {
608                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
609                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
610         }
611         else {
612                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
613                 halve_threshold_use = halve_threshold;
614         }
615
616         max_work = MAX_WORK;
617         while ((tn->full_children > 0 &&  max_work-- &&
618                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
619                       - tn->empty_children)
620                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
621
622                 old_tn = tn;
623                 tn = inflate(t, tn);
624
625                 if (IS_ERR(tn)) {
626                         tn = old_tn;
627 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
628                         t->stats.resize_node_skipped++;
629 #endif
630                         break;
631                 }
632         }
633
634         check_tnode(tn);
635
636         /* Return if at least one inflate is run */
637         if( max_work != MAX_WORK)
638                 return (struct node *) tn;
639
640         /*
641          * Halve as long as the number of empty children in this
642          * node is above threshold.
643          */
644
645         max_work = MAX_WORK;
646         while (tn->bits > 1 &&  max_work-- &&
647                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
648                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
649
650                 old_tn = tn;
651                 tn = halve(t, tn);
652                 if (IS_ERR(tn)) {
653                         tn = old_tn;
654 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
655                         t->stats.resize_node_skipped++;
656 #endif
657                         break;
658                 }
659         }
660
661
662         /* Only one child remains */
663         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1) {
664 one_child:
665                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
666                         struct node *n;
667
668                         n = tn->child[i];
669                         if (!n)
670                                 continue;
671
672                         /* compress one level */
673
674                         node_set_parent(n, NULL);
675                         tnode_free_safe(tn);
676                         return n;
677                 }
678         }
679         return (struct node *) tn;
680 }
681
682 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
683 {
684         struct tnode *oldtnode = tn;
685         int olen = tnode_child_length(tn);
686         int i;
687
688         pr_debug("In inflate\n");
689
690         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
691
692         if (!tn)
693                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
694
695         /*
696          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
697          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
698          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
699          * of tnode is ignored.
700          */
701
702         for (i = 0; i < olen; i++) {
703                 struct tnode *inode;
704
705                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
706                 if (inode &&
707                     IS_TNODE(inode) &&
708                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
709                     inode->bits > 1) {
710                         struct tnode *left, *right;
711                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
712
713                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
714                                          inode->bits - 1);
715                         if (!left)
716                                 goto nomem;
717
718                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
719                                           inode->bits - 1);
720
721                         if (!right) {
722                                 tnode_free(left);
723                                 goto nomem;
724                         }
725
726                         put_child(t, tn, 2*i, (struct node *) left);
727                         put_child(t, tn, 2*i+1, (struct node *) right);
728                 }
729         }
730
731         for (i = 0; i < olen; i++) {
732                 struct tnode *inode;
733                 struct node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
734                 struct tnode *left, *right;
735                 int size, j;
736
737                 /* An empty child */
738                 if (node == NULL)
739                         continue;
740
741                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
742
743                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
744                    tn->pos + tn->bits - 1) {
745                         if (tkey_extract_bits(node->key,
746                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
747                                               1) == 0)
748                                 put_child(t, tn, 2*i, node);
749                         else
750                                 put_child(t, tn, 2*i+1, node);
751                         continue;
752                 }
753
754                 /* An internal node with two children */
755                 inode = (struct tnode *) node;
756
757                 if (inode->bits == 1) {
758                         put_child(t, tn, 2*i, inode->child[0]);
759                         put_child(t, tn, 2*i+1, inode->child[1]);
760
761                         tnode_free_safe(inode);
762                         continue;
763                 }
764
765                 /* An internal node with more than two children */
766
767                 /* We will replace this node 'inode' with two new
768                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
769                  * original children. The two new nodes will have
770                  * a position one bit further down the key and this
771                  * means that the "significant" part of their keys
772                  * (see the discussion near the top of this file)
773                  * will differ by one bit, which will be "0" in
774                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
775                  * moving the key position by one step, the bit that
776                  * we are moving away from - the bit at position
777                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
778                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
779                  * two  new keys.
780                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
781                  * the position (inode->pos)
782                  */
783
784                 /* Use the old key, but set the new significant
785                  *   bit to zero.
786                  */
787
788                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
789                 put_child(t, tn, 2*i, NULL);
790
791                 BUG_ON(!left);
792
793                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
794                 put_child(t, tn, 2*i+1, NULL);
795
796                 BUG_ON(!right);
797
798                 size = tnode_child_length(left);
799                 for (j = 0; j < size; j++) {
800                         put_child(t, left, j, inode->child[j]);
801                         put_child(t, right, j, inode->child[j + size]);
802                 }
803                 put_child(t, tn, 2*i, resize(t, left));
804                 put_child(t, tn, 2*i+1, resize(t, right));
805
806                 tnode_free_safe(inode);
807         }
808         tnode_free_safe(oldtnode);
809         return tn;
810 nomem:
811         {
812                 int size = tnode_child_length(tn);
813                 int j;
814
815                 for (j = 0; j < size; j++)
816                         if (tn->child[j])
817                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
818
819                 tnode_free(tn);
820
821                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
822         }
823 }
824
825 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
826 {
827         struct tnode *oldtnode = tn;
828         struct node *left, *right;
829         int i;
830         int olen = tnode_child_length(tn);
831
832         pr_debug("In halve\n");
833
834         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
835
836         if (!tn)
837                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
838
839         /*
840          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
841          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
842          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
843          * of tnode is ignored.
844          */
845
846         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
847                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
848                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
849
850                 /* Two nonempty children */
851                 if (left && right) {
852                         struct tnode *newn;
853
854                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
855
856                         if (!newn)
857                                 goto nomem;
858
859                         put_child(t, tn, i/2, (struct node *)newn);
860                 }
861
862         }
863
864         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
865                 struct tnode *newBinNode;
866
867                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
868                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
869
870                 /* At least one of the children is empty */
871                 if (left == NULL) {
872                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
873                                 continue;
874                         put_child(t, tn, i/2, right);
875                         continue;
876                 }
877
878                 if (right == NULL) {
879                         put_child(t, tn, i/2, left);
880                         continue;
881                 }
882
883                 /* Two nonempty children */
884                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
885                 put_child(t, tn, i/2, NULL);
886                 put_child(t, newBinNode, 0, left);
887                 put_child(t, newBinNode, 1, right);
888                 put_child(t, tn, i/2, resize(t, newBinNode));
889         }
890         tnode_free_safe(oldtnode);
891         return tn;
892 nomem:
893         {
894                 int size = tnode_child_length(tn);
895                 int j;
896
897                 for (j = 0; j < size; j++)
898                         if (tn->child[j])
899                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
900
901                 tnode_free(tn);
902
903                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
904         }
905 }
906
907 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
908  via get_fa_head and dump */
909
910 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
911 {
912         struct hlist_head *head = &l->list;
913         struct hlist_node *node;
914         struct leaf_info *li;
915
916         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
917                 if (li->plen == plen)
918                         return li;
919
920         return NULL;
921 }
922
923 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
924 {
925         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
926
927         if (!li)
928                 return NULL;
929
930         return &li->falh;
931 }
932
933 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
934 {
935         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
936         struct hlist_node *node;
937
938         if (hlist_empty(head)) {
939                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
940         } else {
941                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
942                         if (new->plen > li->plen)
943                                 break;
944
945                         last = li;
946                 }
947                 if (last)
948                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
949                 else
950                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
951         }
952 }
953
954 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
955
956 static struct leaf *
957 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
958 {
959         int pos;
960         struct tnode *tn;
961         struct node *n;
962
963         pos = 0;
964         n = rcu_dereference_check(t->trie,
965                                   rcu_read_lock_held() ||
966                                   lockdep_rtnl_is_held());
967
968         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
969                 tn = (struct tnode *) n;
970
971                 check_tnode(tn);
972
973                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
974                         pos = tn->pos + tn->bits;
975                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
976                                                 tkey_extract_bits(key,
977                                                                   tn->pos,
978                                                                   tn->bits));
979                 } else
980                         break;
981         }
982         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
983
984         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
985                 return (struct leaf *)n;
986
987         return NULL;
988 }
989
990 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
991 {
992         int wasfull;
993         t_key cindex, key;
994         struct tnode *tp;
995
996         key = tn->key;
997
998         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct node *)tn)) != NULL) {
999                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1000                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
1001                 tn = (struct tnode *) resize(t, (struct tnode *)tn);
1002
1003                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,
1004                                       (struct node *)tn, wasfull);
1005
1006                 tp = node_parent((struct node *) tn);
1007                 if (!tp)
1008                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn);
1009
1010                 tnode_free_flush();
1011                 if (!tp)
1012                         break;
1013                 tn = tp;
1014         }
1015
1016         /* Handle last (top) tnode */
1017         if (IS_TNODE(tn))
1018                 tn = (struct tnode *)resize(t, (struct tnode *)tn);
1019
1020         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn);
1021         tnode_free_flush();
1022
1023         return;
1024 }
1025
1026 /* only used from updater-side */
1027
1028 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1029 {
1030         int pos, newpos;
1031         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1032         struct node *n;
1033         struct leaf *l;
1034         int missbit;
1035         struct list_head *fa_head = NULL;
1036         struct leaf_info *li;
1037         t_key cindex;
1038
1039         pos = 0;
1040         n = t->trie;
1041
1042         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1043          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1044          * and we should just put our new leaf in that.
1045          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1046          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1047          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1048          *
1049          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1050          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1051          *
1052          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1053          *
1054          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1055          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1056          * value, and return it.
1057          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1058          */
1059
1060         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1061                 tn = (struct tnode *) n;
1062
1063                 check_tnode(tn);
1064
1065                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1066                         tp = tn;
1067                         pos = tn->pos + tn->bits;
1068                         n = tnode_get_child(tn,
1069                                             tkey_extract_bits(key,
1070                                                               tn->pos,
1071                                                               tn->bits));
1072
1073                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1074                 } else
1075                         break;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1080          *
1081          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1082          */
1083
1084         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1085
1086         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1087
1088         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1089                 l = (struct leaf *) n;
1090                 li = leaf_info_new(plen);
1091
1092                 if (!li)
1093                         return NULL;
1094
1095                 fa_head = &li->falh;
1096                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1097                 goto done;
1098         }
1099         l = leaf_new();
1100
1101         if (!l)
1102                 return NULL;
1103
1104         l->key = key;
1105         li = leaf_info_new(plen);
1106
1107         if (!li) {
1108                 free_leaf(l);
1109                 return NULL;
1110         }
1111
1112         fa_head = &li->falh;
1113         insert_leaf_info(&l->list, li);
1114
1115         if (t->trie && n == NULL) {
1116                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1117
1118                 node_set_parent((struct node *)l, tp);
1119
1120                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1121                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)l);
1122         } else {
1123                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1124                 /*
1125                  *  Add a new tnode here
1126                  *  first tnode need some special handling
1127                  */
1128
1129                 if (tp)
1130                         pos = tp->pos+tp->bits;
1131                 else
1132                         pos = 0;
1133
1134                 if (n) {
1135                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1136                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1137                 } else {
1138                         newpos = 0;
1139                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1140                 }
1141
1142                 if (!tn) {
1143                         free_leaf_info(li);
1144                         free_leaf(l);
1145                         return NULL;
1146                 }
1147
1148                 node_set_parent((struct node *)tn, tp);
1149
1150                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1151                 put_child(t, tn, missbit, (struct node *)l);
1152                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1153
1154                 if (tp) {
1155                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1156                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex,
1157                                   (struct node *)tn);
1158                 } else {
1159                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn);
1160                         tp = tn;
1161                 }
1162         }
1163
1164         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1165                 pr_warning("fib_trie"
1166                            " tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1167                            tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1168
1169         /* Rebalance the trie */
1170
1171         trie_rebalance(t, tp);
1172 done:
1173         return fa_head;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Caller must hold RTNL.
1178  */
1179 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1180 {
1181         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1182         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1183         struct list_head *fa_head = NULL;
1184         struct fib_info *fi;
1185         int plen = cfg->fc_dst_len;
1186         u8 tos = cfg->fc_tos;
1187         u32 key, mask;
1188         int err;
1189         struct leaf *l;
1190
1191         if (plen > 32)
1192                 return -EINVAL;
1193
1194         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1195
1196         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1197
1198         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1199
1200         if (key & ~mask)
1201                 return -EINVAL;
1202
1203         key = key & mask;
1204
1205         fi = fib_create_info(cfg);
1206         if (IS_ERR(fi)) {
1207                 err = PTR_ERR(fi);
1208                 goto err;
1209         }
1210
1211         l = fib_find_node(t, key);
1212         fa = NULL;
1213
1214         if (l) {
1215                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1216                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1217         }
1218
1219         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1220          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1221          * exists or to the node before which we will insert new one.
1222          *
1223          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1224          * insert to the head of f.
1225          *
1226          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1227          * and we need to allocate a new one of those as well.
1228          */
1229
1230         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1231             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1232                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1233
1234                 err = -EEXIST;
1235                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1236                         goto out;
1237
1238                 /* We have 2 goals:
1239                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1240                  * duplicate routes
1241                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1242                  */
1243                 fa_match = NULL;
1244                 fa_first = fa;
1245                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1246                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1247                         if (fa->fa_tos != tos)
1248                                 break;
1249                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1250                                 break;
1251                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1252                             fa->fa_scope == cfg->fc_scope &&
1253                             fa->fa_info == fi) {
1254                                 fa_match = fa;
1255                                 break;
1256                         }
1257                 }
1258
1259                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1260                         struct fib_info *fi_drop;
1261                         u8 state;
1262
1263                         fa = fa_first;
1264                         if (fa_match) {
1265                                 if (fa == fa_match)
1266                                         err = 0;
1267                                 goto out;
1268                         }
1269                         err = -ENOBUFS;
1270                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1271                         if (new_fa == NULL)
1272                                 goto out;
1273
1274                         fi_drop = fa->fa_info;
1275                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1276                         new_fa->fa_info = fi;
1277                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1278                         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1279                         state = fa->fa_state;
1280                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1281
1282                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1283                         alias_free_mem_rcu(fa);
1284
1285                         fib_release_info(fi_drop);
1286                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1287                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1288                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1289                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1290
1291                         goto succeeded;
1292                 }
1293                 /* Error if we find a perfect match which
1294                  * uses the same scope, type, and nexthop
1295                  * information.
1296                  */
1297                 if (fa_match)
1298                         goto out;
1299
1300                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1301                         fa = fa_first;
1302         }
1303         err = -ENOENT;
1304         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1305                 goto out;
1306
1307         err = -ENOBUFS;
1308         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1309         if (new_fa == NULL)
1310                 goto out;
1311
1312         new_fa->fa_info = fi;
1313         new_fa->fa_tos = tos;
1314         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1315         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1316         new_fa->fa_state = 0;
1317         /*
1318          * Insert new entry to the list.
1319          */
1320
1321         if (!fa_head) {
1322                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1323                 if (unlikely(!fa_head)) {
1324                         err = -ENOMEM;
1325                         goto out_free_new_fa;
1326                 }
1327         }
1328
1329         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1330                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1331
1332         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1333         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1334                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1335 succeeded:
1336         return 0;
1337
1338 out_free_new_fa:
1339         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1340 out:
1341         fib_release_info(fi);
1342 err:
1343         return err;
1344 }
1345
1346 /* should be called with rcu_read_lock */
1347 static int check_leaf(struct trie *t, struct leaf *l,
1348                       t_key key,  const struct flowi *flp,
1349                       struct fib_result *res)
1350 {
1351         struct leaf_info *li;
1352         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1353         struct hlist_node *node;
1354
1355         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1356                 int err;
1357                 int plen = li->plen;
1358                 __be32 mask = inet_make_mask(plen);
1359
1360                 if (l->key != (key & ntohl(mask)))
1361                         continue;
1362
1363                 err = fib_semantic_match(&li->falh, flp, res, plen);
1364
1365 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1366                 if (err <= 0)
1367                         t->stats.semantic_match_passed++;
1368                 else
1369                         t->stats.semantic_match_miss++;
1370 #endif
1371                 if (err <= 0)
1372                         return err;
1373         }
1374
1375         return 1;
1376 }
1377
1378 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp,
1379                      struct fib_result *res)
1380 {
1381         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1382         int ret;
1383         struct node *n;
1384         struct tnode *pn;
1385         int pos, bits;
1386         t_key key = ntohl(flp->fl4_dst);
1387         int chopped_off;
1388         t_key cindex = 0;
1389         int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1390         struct tnode *cn;
1391         t_key node_prefix, key_prefix, pref_mismatch;
1392         int mp;
1393
1394         rcu_read_lock();
1395
1396         n = rcu_dereference(t->trie);
1397         if (!n)
1398                 goto failed;
1399
1400 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1401         t->stats.gets++;
1402 #endif
1403
1404         /* Just a leaf? */
1405         if (IS_LEAF(n)) {
1406                 ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, flp, res);
1407                 goto found;
1408         }
1409
1410         pn = (struct tnode *) n;
1411         chopped_off = 0;
1412
1413         while (pn) {
1414                 pos = pn->pos;
1415                 bits = pn->bits;
1416
1417                 if (!chopped_off)
1418                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1419                                                    pos, bits);
1420
1421                 n = tnode_get_child_rcu(pn, cindex);
1422
1423                 if (n == NULL) {
1424 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1425                         t->stats.null_node_hit++;
1426 #endif
1427                         goto backtrace;
1428                 }
1429
1430                 if (IS_LEAF(n)) {
1431                         ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, flp, res);
1432                         if (ret > 0)
1433                                 goto backtrace;
1434                         goto found;
1435                 }
1436
1437                 cn = (struct tnode *)n;
1438
1439                 /*
1440                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1441                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1442                  * This tnode is in the parent's child array at index
1443                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1444                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1445                  * subprefix, padded with zero at the end.
1446                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1447                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1448                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1449                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1450                  * considered unknown.
1451                  *
1452                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1453                  */
1454
1455                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1456                  * actual prefix  matching, which means everything from
1457                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1458                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1459                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1460                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1461                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1462                  * *are* zero.
1463                  */
1464
1465                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1466                    for the new node here */
1467
1468                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1469                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1470                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1471                             || !(cn->child[0]))
1472                                 goto backtrace;
1473                 }
1474
1475                 /*
1476                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1477                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1478                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1479                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1480                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1481                  * because if we do, we would like to have some way of
1482                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1483                  */
1484
1485                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1486                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1487                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1488                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1489                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1490                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1491                  * new tnode's key.
1492                  */
1493
1494                 /*
1495                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1496                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1497                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1498                  * aren't checked since these are by definition
1499                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1500                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1501                  * state, and in that case verify that the skipped
1502                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1503                  * zero, as they have to be if we are to find a
1504                  * matching prefix.
1505                  */
1506
1507                 node_prefix = mask_pfx(cn->key, cn->pos);
1508                 key_prefix = mask_pfx(key, cn->pos);
1509                 pref_mismatch = key_prefix^node_prefix;
1510                 mp = 0;
1511
1512                 /*
1513                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1514                  * the search key, enter the "prefix matching"
1515                  * state.directly.
1516                  */
1517                 if (pref_mismatch) {
1518                         while (!(pref_mismatch & (1<<(KEYLENGTH-1)))) {
1519                                 mp++;
1520                                 pref_mismatch = pref_mismatch << 1;
1521                         }
1522                         key_prefix = tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos-mp);
1523
1524                         if (key_prefix != 0)
1525                                 goto backtrace;
1526
1527                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1528                                 current_prefix_length = mp;
1529                 }
1530
1531                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1532                 chopped_off = 0;
1533                 continue;
1534
1535 backtrace:
1536                 chopped_off++;
1537
1538                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1539                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1540                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1541                         chopped_off++;
1542
1543                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1544                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1545                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1546                                 - chopped_off;
1547
1548                 /*
1549                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1550                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1551                  */
1552
1553                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1554                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1555                 } else {
1556                         struct tnode *parent = node_parent_rcu((struct node *) pn);
1557                         if (!parent)
1558                                 goto failed;
1559
1560                         /* Get Child's index */
1561                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1562                         pn = parent;
1563                         chopped_off = 0;
1564
1565 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1566                         t->stats.backtrack++;
1567 #endif
1568                         goto backtrace;
1569                 }
1570         }
1571 failed:
1572         ret = 1;
1573 found:
1574         rcu_read_unlock();
1575         return ret;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Remove the leaf and return parent.
1580  */
1581 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1582 {
1583         struct tnode *tp = node_parent((struct node *) l);
1584
1585         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1586
1587         if (tp) {
1588                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1589                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1590                 trie_rebalance(t, tp);
1591         } else
1592                 rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
1593
1594         free_leaf(l);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Caller must hold RTNL.
1599  */
1600 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1601 {
1602         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1603         u32 key, mask;
1604         int plen = cfg->fc_dst_len;
1605         u8 tos = cfg->fc_tos;
1606         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1607         struct list_head *fa_head;
1608         struct leaf *l;
1609         struct leaf_info *li;
1610
1611         if (plen > 32)
1612                 return -EINVAL;
1613
1614         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1615         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1616
1617         if (key & ~mask)
1618                 return -EINVAL;
1619
1620         key = key & mask;
1621         l = fib_find_node(t, key);
1622
1623         if (!l)
1624                 return -ESRCH;
1625
1626         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1627         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1628
1629         if (!fa)
1630                 return -ESRCH;
1631
1632         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1633
1634         fa_to_delete = NULL;
1635         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1636         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1637                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1638
1639                 if (fa->fa_tos != tos)
1640                         break;
1641
1642                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1643                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1644                      fa->fa_scope == cfg->fc_scope) &&
1645                     (!cfg->fc_protocol ||
1646                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1647                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1648                         fa_to_delete = fa;
1649                         break;
1650                 }
1651         }
1652
1653         if (!fa_to_delete)
1654                 return -ESRCH;
1655
1656         fa = fa_to_delete;
1657         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1658                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1659
1660         l = fib_find_node(t, key);
1661         li = find_leaf_info(l, plen);
1662
1663         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1664
1665         if (list_empty(fa_head)) {
1666                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1667                 free_leaf_info(li);
1668         }
1669
1670         if (hlist_empty(&l->list))
1671                 trie_leaf_remove(t, l);
1672
1673         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1674                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1675
1676         fib_release_info(fa->fa_info);
1677         alias_free_mem_rcu(fa);
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1682 {
1683         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1684         int found = 0;
1685
1686         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1687                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1688
1689                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1690                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1691                         fib_release_info(fa->fa_info);
1692                         alias_free_mem_rcu(fa);
1693                         found++;
1694                 }
1695         }
1696         return found;
1697 }
1698
1699 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1700 {
1701         int found = 0;
1702         struct hlist_head *lih = &l->list;
1703         struct hlist_node *node, *tmp;
1704         struct leaf_info *li = NULL;
1705
1706         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1707                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1708
1709                 if (list_empty(&li->falh)) {
1710                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1711                         free_leaf_info(li);
1712                 }
1713         }
1714         return found;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1719  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1720  */
1721 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct node *c)
1722 {
1723         do {
1724                 t_key idx;
1725
1726                 if (c)
1727                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1728                 else
1729                         idx = 0;
1730
1731                 while (idx < 1u << p->bits) {
1732                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1733                         if (!c)
1734                                 continue;
1735
1736                         if (IS_LEAF(c)) {
1737                                 prefetch(p->child[idx]);
1738                                 return (struct leaf *) c;
1739                         }
1740
1741                         /* Rescan start scanning in new node */
1742                         p = (struct tnode *) c;
1743                         idx = 0;
1744                 }
1745
1746                 /* Node empty, walk back up to parent */
1747                 c = (struct node *) p;
1748         } while ( (p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1749
1750         return NULL; /* Root of trie */
1751 }
1752
1753 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1754 {
1755         struct tnode *n = (struct tnode *) rcu_dereference(t->trie);
1756
1757         if (!n)
1758                 return NULL;
1759
1760         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1761                 return (struct leaf *) n;
1762
1763         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1764 }
1765
1766 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1767 {
1768         struct node *c = (struct node *) l;
1769         struct tnode *p = node_parent_rcu(c);
1770
1771         if (!p)
1772                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1773
1774         return leaf_walk_rcu(p, c);
1775 }
1776
1777 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1778 {
1779         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1780
1781         while (l && index-- > 0)
1782                 l = trie_nextleaf(l);
1783
1784         return l;
1785 }
1786
1787
1788 /*
1789  * Caller must hold RTNL.
1790  */
1791 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1792 {
1793         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1794         struct leaf *l, *ll = NULL;
1795         int found = 0;
1796
1797         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1798                 found += trie_flush_leaf(l);
1799
1800                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1801                         trie_leaf_remove(t, ll);
1802                 ll = l;
1803         }
1804
1805         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1806                 trie_leaf_remove(t, ll);
1807
1808         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1809         return found;
1810 }
1811
1812 void fib_table_select_default(struct fib_table *tb,
1813                               const struct flowi *flp,
1814                               struct fib_result *res)
1815 {
1816         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1817         int order, last_idx;
1818         struct fib_info *fi = NULL;
1819         struct fib_info *last_resort;
1820         struct fib_alias *fa = NULL;
1821         struct list_head *fa_head;
1822         struct leaf *l;
1823
1824         last_idx = -1;
1825         last_resort = NULL;
1826         order = -1;
1827
1828         rcu_read_lock();
1829
1830         l = fib_find_node(t, 0);
1831         if (!l)
1832                 goto out;
1833
1834         fa_head = get_fa_head(l, 0);
1835         if (!fa_head)
1836                 goto out;
1837
1838         if (list_empty(fa_head))
1839                 goto out;
1840
1841         list_for_each_entry_rcu(fa, fa_head, fa_list) {
1842                 struct fib_info *next_fi = fa->fa_info;
1843
1844                 if (fa->fa_scope != res->scope ||
1845                     fa->fa_type != RTN_UNICAST)
1846                         continue;
1847
1848                 if (next_fi->fib_priority > res->fi->fib_priority)
1849                         break;
1850                 if (!next_fi->fib_nh[0].nh_gw ||
1851                     next_fi->fib_nh[0].nh_scope != RT_SCOPE_LINK)
1852                         continue;
1853                 fa->fa_state |= FA_S_ACCESSED;
1854
1855                 if (fi == NULL) {
1856                         if (next_fi != res->fi)
1857                                 break;
1858                 } else if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort,
1859                                              &last_idx, tb->tb_default)) {
1860                         fib_result_assign(res, fi);
1861                         tb->tb_default = order;
1862                         goto out;
1863                 }
1864                 fi = next_fi;
1865                 order++;
1866         }
1867         if (order <= 0 || fi == NULL) {
1868                 tb->tb_default = -1;
1869                 goto out;
1870         }
1871
1872         if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort, &last_idx,
1873                                 tb->tb_default)) {
1874                 fib_result_assign(res, fi);
1875                 tb->tb_default = order;
1876                 goto out;
1877         }
1878         if (last_idx >= 0)
1879                 fib_result_assign(res, last_resort);
1880         tb->tb_default = last_idx;
1881 out:
1882         rcu_read_unlock();
1883 }
1884
1885 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1886                            struct fib_table *tb,
1887                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1888 {
1889         int i, s_i;
1890         struct fib_alias *fa;
1891         __be32 xkey = htonl(key);
1892
1893         s_i = cb->args[5];
1894         i = 0;
1895
1896         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1897
1898         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1899                 if (i < s_i) {
1900                         i++;
1901                         continue;
1902                 }
1903
1904                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1905                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1906                                   RTM_NEWROUTE,
1907                                   tb->tb_id,
1908                                   fa->fa_type,
1909                                   fa->fa_scope,
1910                                   xkey,
1911                                   plen,
1912                                   fa->fa_tos,
1913                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1914                         cb->args[5] = i;
1915                         return -1;
1916                 }
1917                 i++;
1918         }
1919         cb->args[5] = i;
1920         return skb->len;
1921 }
1922
1923 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1924                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1925 {
1926         struct leaf_info *li;
1927         struct hlist_node *node;
1928         int i, s_i;
1929
1930         s_i = cb->args[4];
1931         i = 0;
1932
1933         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1934         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
1935                 if (i < s_i) {
1936                         i++;
1937                         continue;
1938                 }
1939
1940                 if (i > s_i)
1941                         cb->args[5] = 0;
1942
1943                 if (list_empty(&li->falh))
1944                         continue;
1945
1946                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1947                         cb->args[4] = i;
1948                         return -1;
1949                 }
1950                 i++;
1951         }
1952
1953         cb->args[4] = i;
1954         return skb->len;
1955 }
1956
1957 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1958                    struct netlink_callback *cb)
1959 {
1960         struct leaf *l;
1961         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1962         t_key key = cb->args[2];
1963         int count = cb->args[3];
1964
1965         rcu_read_lock();
1966         /* Dump starting at last key.
1967          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1968          */
1969         if (count == 0)
1970                 l = trie_firstleaf(t);
1971         else {
1972                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1973                  * fallback to using slow rescan
1974                  */
1975                 l = fib_find_node(t, key);
1976                 if (!l)
1977                         l = trie_leafindex(t, count);
1978         }
1979
1980         while (l) {
1981                 cb->args[2] = l->key;
1982                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1983                         cb->args[3] = count;
1984                         rcu_read_unlock();
1985                         return -1;
1986                 }
1987
1988                 ++count;
1989                 l = trie_nextleaf(l);
1990                 memset(&cb->args[4], 0,
1991                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1992         }
1993         cb->args[3] = count;
1994         rcu_read_unlock();
1995
1996         return skb->len;
1997 }
1998
1999 void __init fib_hash_init(void)
2000 {
2001         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
2002                                           sizeof(struct fib_alias),
2003                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
2004
2005         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
2006                                            max(sizeof(struct leaf),
2007                                                sizeof(struct leaf_info)),
2008                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
2009 }
2010
2011
2012 /* Fix more generic FIB names for init later */
2013 struct fib_table *fib_hash_table(u32 id)
2014 {
2015         struct fib_table *tb;
2016         struct trie *t;
2017
2018         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
2019                      GFP_KERNEL);
2020         if (tb == NULL)
2021                 return NULL;
2022
2023         tb->tb_id = id;
2024         tb->tb_default = -1;
2025
2026         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2027         memset(t, 0, sizeof(*t));
2028
2029         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
2030                 pr_info("IPv4 FIB: Using LC-trie version %s\n", VERSION);
2031
2032         return tb;
2033 }
2034
2035 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2036 /* Depth first Trie walk iterator */
2037 struct fib_trie_iter {
2038         struct seq_net_private p;
2039         struct fib_table *tb;
2040         struct tnode *tnode;
2041         unsigned index;
2042         unsigned depth;
2043 };
2044
2045 static struct node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2046 {
2047         struct tnode *tn = iter->tnode;
2048         unsigned cindex = iter->index;
2049         struct tnode *p;
2050
2051         /* A single entry routing table */
2052         if (!tn)
2053                 return NULL;
2054
2055         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2056                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2057 rescan:
2058         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2059                 struct node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2060
2061                 if (n) {
2062                         if (IS_LEAF(n)) {
2063                                 iter->tnode = tn;
2064                                 iter->index = cindex + 1;
2065                         } else {
2066                                 /* push down one level */
2067                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2068                                 iter->index = 0;
2069                                 ++iter->depth;
2070                         }
2071                         return n;
2072                 }
2073
2074                 ++cindex;
2075         }
2076
2077         /* Current node exhausted, pop back up */
2078         p = node_parent_rcu((struct node *)tn);
2079         if (p) {
2080                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2081                 tn = p;
2082                 --iter->depth;
2083                 goto rescan;
2084         }
2085
2086         /* got root? */
2087         return NULL;
2088 }
2089
2090 static struct node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2091                                        struct trie *t)
2092 {
2093         struct node *n;
2094
2095         if (!t)
2096                 return NULL;
2097
2098         n = rcu_dereference(t->trie);
2099         if (!n)
2100                 return NULL;
2101
2102         if (IS_TNODE(n)) {
2103                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2104                 iter->index = 0;
2105                 iter->depth = 1;
2106         } else {
2107                 iter->tnode = NULL;
2108                 iter->index = 0;
2109                 iter->depth = 0;
2110         }
2111
2112         return n;
2113 }
2114
2115 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2116 {
2117         struct node *n;
2118         struct fib_trie_iter iter;
2119
2120         memset(s, 0, sizeof(*s));
2121
2122         rcu_read_lock();
2123         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2124                 if (IS_LEAF(n)) {
2125                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2126                         struct leaf_info *li;
2127                         struct hlist_node *tmp;
2128
2129                         s->leaves++;
2130                         s->totdepth += iter.depth;
2131                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2132                                 s->maxdepth = iter.depth;
2133
2134                         hlist_for_each_entry_rcu(li, tmp, &l->list, hlist)
2135                                 ++s->prefixes;
2136                 } else {
2137                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2138                         int i;
2139
2140                         s->tnodes++;
2141                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2142                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2143
2144                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2145                                 if (!tn->child[i])
2146                                         s->nullpointers++;
2147                 }
2148         }
2149         rcu_read_unlock();
2150 }
2151
2152 /*
2153  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2154  */
2155 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2156 {
2157         unsigned i, max, pointers, bytes, avdepth;
2158
2159         if (stat->leaves)
2160                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2161         else
2162                 avdepth = 0;
2163
2164         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2165                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2166         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2167
2168         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2169         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2170
2171         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2172         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2173
2174         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2175         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2176
2177         max = MAX_STAT_DEPTH;
2178         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2179                 max--;
2180
2181         pointers = 0;
2182         for (i = 1; i <= max; i++)
2183                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2184                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2185                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2186                 }
2187         seq_putc(seq, '\n');
2188         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2189
2190         bytes += sizeof(struct node *) * pointers;
2191         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2192         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2193 }
2194
2195 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2196 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2197                             const struct trie_use_stats *stats)
2198 {
2199         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2200         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2201         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2202         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2203                    stats->semantic_match_passed);
2204         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2205                    stats->semantic_match_miss);
2206         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2207         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2208                    stats->resize_node_skipped);
2209 }
2210 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2211
2212 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2213 {
2214         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2215                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2216         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2217                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2218         else
2219                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2220 }
2221
2222
2223 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2224 {
2225         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2226         unsigned int h;
2227
2228         seq_printf(seq,
2229                    "Basic info: size of leaf:"
2230                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2231                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2232
2233         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2234                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2235                 struct hlist_node *node;
2236                 struct fib_table *tb;
2237
2238                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2239                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2240                         struct trie_stat stat;
2241
2242                         if (!t)
2243                                 continue;
2244
2245                         fib_table_print(seq, tb);
2246
2247                         trie_collect_stats(t, &stat);
2248                         trie_show_stats(seq, &stat);
2249 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2250                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2251 #endif
2252                 }
2253         }
2254
2255         return 0;
2256 }
2257
2258 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2259 {
2260         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2261 }
2262
2263 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2264         .owner  = THIS_MODULE,
2265         .open   = fib_triestat_seq_open,
2266         .read   = seq_read,
2267         .llseek = seq_lseek,
2268         .release = single_release_net,
2269 };
2270
2271 static struct node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2272 {
2273         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2274         struct net *net = seq_file_net(seq);
2275         loff_t idx = 0;
2276         unsigned int h;
2277
2278         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2279                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2280                 struct hlist_node *node;
2281                 struct fib_table *tb;
2282
2283                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2284                         struct node *n;
2285
2286                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2287                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2288                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2289                                 if (pos == idx++) {
2290                                         iter->tb = tb;
2291                                         return n;
2292                                 }
2293                 }
2294         }
2295
2296         return NULL;
2297 }
2298
2299 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2300         __acquires(RCU)
2301 {
2302         rcu_read_lock();
2303         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2304 }
2305
2306 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2307 {
2308         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2309         struct net *net = seq_file_net(seq);
2310         struct fib_table *tb = iter->tb;
2311         struct hlist_node *tb_node;
2312         unsigned int h;
2313         struct node *n;
2314
2315         ++*pos;
2316         /* next node in same table */
2317         n = fib_trie_get_next(iter);
2318         if (n)
2319                 return n;
2320
2321         /* walk rest of this hash chain */
2322         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2323         while ( (tb_node = rcu_dereference(tb->tb_hlist.next)) ) {
2324                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2325                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2326                 if (n)
2327                         goto found;
2328         }
2329
2330         /* new hash chain */
2331         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2332                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2333                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, tb_node, head, tb_hlist) {
2334                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2335                         if (n)
2336                                 goto found;
2337                 }
2338         }
2339         return NULL;
2340
2341 found:
2342         iter->tb = tb;
2343         return n;
2344 }
2345
2346 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2347         __releases(RCU)
2348 {
2349         rcu_read_unlock();
2350 }
2351
2352 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2353 {
2354         while (n-- > 0) seq_puts(seq, "   ");
2355 }
2356
2357 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2358 {
2359         switch (s) {
2360         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2361         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2362         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2363         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2364         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2365         default:
2366                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2367                 return buf;
2368         }
2369 }
2370
2371 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2372         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2373         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2374         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2375         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2376         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2377         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2378         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2379         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2380         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2381         [RTN_THROW] = "THROW",
2382         [RTN_NAT] = "NAT",
2383         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2384 };
2385
2386 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned t)
2387 {
2388         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2389                 return rtn_type_names[t];
2390         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2391         return buf;
2392 }
2393
2394 /* Pretty print the trie */
2395 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2396 {
2397         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2398         struct node *n = v;
2399
2400         if (!node_parent_rcu(n))
2401                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2402
2403         if (IS_TNODE(n)) {
2404                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2405                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2406
2407                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2408                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2409                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2410                            tn->empty_children);
2411
2412         } else {
2413                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2414                 struct leaf_info *li;
2415                 struct hlist_node *node;
2416                 __be32 val = htonl(l->key);
2417
2418                 seq_indent(seq, iter->depth);
2419                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2420
2421                 hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2422                         struct fib_alias *fa;
2423
2424                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2425                                 char buf1[32], buf2[32];
2426
2427                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2428                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2429                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2430                                                      fa->fa_scope),
2431                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2432                                                     fa->fa_type));
2433                                 if (fa->fa_tos)
2434                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2435                                 seq_putc(seq, '\n');
2436                         }
2437                 }
2438         }
2439
2440         return 0;
2441 }
2442
2443 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2444         .start  = fib_trie_seq_start,
2445         .next   = fib_trie_seq_next,
2446         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2447         .show   = fib_trie_seq_show,
2448 };
2449
2450 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2451 {
2452         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2453                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2454 }
2455
2456 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2457         .owner  = THIS_MODULE,
2458         .open   = fib_trie_seq_open,
2459         .read   = seq_read,
2460         .llseek = seq_lseek,
2461         .release = seq_release_net,
2462 };
2463
2464 struct fib_route_iter {
2465         struct seq_net_private p;
2466         struct trie *main_trie;
2467         loff_t  pos;
2468         t_key   key;
2469 };
2470
2471 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2472 {
2473         struct leaf *l = NULL;
2474         struct trie *t = iter->main_trie;
2475
2476         /* use cache location of last found key */
2477         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2478                 pos -= iter->pos;
2479         else {
2480                 iter->pos = 0;
2481                 l = trie_firstleaf(t);
2482         }
2483
2484         while (l && pos-- > 0) {
2485                 iter->pos++;
2486                 l = trie_nextleaf(l);
2487         }
2488
2489         if (l)
2490                 iter->key = pos;        /* remember it */
2491         else
2492                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2493
2494         return l;
2495 }
2496
2497 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2498         __acquires(RCU)
2499 {
2500         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2501         struct fib_table *tb;
2502
2503         rcu_read_lock();
2504         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2505         if (!tb)
2506                 return NULL;
2507
2508         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2509         if (*pos == 0)
2510                 return SEQ_START_TOKEN;
2511         else
2512                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2513 }
2514
2515 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2516 {
2517         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2518         struct leaf *l = v;
2519
2520         ++*pos;
2521         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2522                 iter->pos = 0;
2523                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2524         } else {
2525                 iter->pos++;
2526                 l = trie_nextleaf(l);
2527         }
2528
2529         if (l)
2530                 iter->key = l->key;
2531         else
2532                 iter->pos = 0;
2533         return l;
2534 }
2535
2536 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2537         __releases(RCU)
2538 {
2539         rcu_read_unlock();
2540 }
2541
2542 static unsigned fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2543 {
2544         static unsigned type2flags[RTN_MAX + 1] = {
2545                 [7] = RTF_REJECT, [8] = RTF_REJECT,
2546         };
2547         unsigned flags = type2flags[type];
2548
2549         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2550                 flags |= RTF_GATEWAY;
2551         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2552                 flags |= RTF_HOST;
2553         flags |= RTF_UP;
2554         return flags;
2555 }
2556
2557 /*
2558  *      This outputs /proc/net/route.
2559  *      The format of the file is not supposed to be changed
2560  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2561  *      legacy utilities
2562  */
2563 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2564 {
2565         struct leaf *l = v;
2566         struct leaf_info *li;
2567         struct hlist_node *node;
2568
2569         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2570                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2571                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2572                            "\tWindow\tIRTT");
2573                 return 0;
2574         }
2575
2576         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2577                 struct fib_alias *fa;
2578                 __be32 mask, prefix;
2579
2580                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2581                 prefix = htonl(l->key);
2582
2583                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2584                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2585                         unsigned flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2586                         int len;
2587
2588                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2589                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2590                                 continue;
2591
2592                         if (fi)
2593                                 seq_printf(seq,
2594                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2595                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2596                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2597                                          prefix,
2598                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2599                                          fi->fib_priority,
2600                                          mask,
2601                                          (fi->fib_advmss ?
2602                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2603                                          fi->fib_window,
2604                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2605                         else
2606                                 seq_printf(seq,
2607                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2608                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2609                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2610                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2611
2612                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2613                 }
2614         }
2615
2616         return 0;
2617 }
2618
2619 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2620         .start  = fib_route_seq_start,
2621         .next   = fib_route_seq_next,
2622         .stop   = fib_route_seq_stop,
2623         .show   = fib_route_seq_show,
2624 };
2625
2626 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2627 {
2628         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2629                             sizeof(struct fib_route_iter));
2630 }
2631
2632 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2633         .owner  = THIS_MODULE,
2634         .open   = fib_route_seq_open,
2635         .read   = seq_read,
2636         .llseek = seq_lseek,
2637         .release = seq_release_net,
2638 };
2639
2640 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2641 {
2642         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2643                 goto out1;
2644
2645         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_triestat", S_IRUGO,
2646                                   &fib_triestat_fops))
2647                 goto out2;
2648
2649         if (!proc_net_fops_create(net, "route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2650                 goto out3;
2651
2652         return 0;
2653
2654 out3:
2655         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2656 out2:
2657         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2658 out1:
2659         return -ENOMEM;
2660 }
2661
2662 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2663 {
2664         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2665         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2666         proc_net_remove(net, "route");
2667 }
2668
2669 #endif /* CONFIG_PROC_FS */