cfg80211: fix in nl80211_set_reg()
[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 "0.408"
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         };
127         struct node *child[0];
128 };
129
130 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
131 struct trie_use_stats {
132         unsigned int gets;
133         unsigned int backtrack;
134         unsigned int semantic_match_passed;
135         unsigned int semantic_match_miss;
136         unsigned int null_node_hit;
137         unsigned int resize_node_skipped;
138 };
139 #endif
140
141 struct trie_stat {
142         unsigned int totdepth;
143         unsigned int maxdepth;
144         unsigned int tnodes;
145         unsigned int leaves;
146         unsigned int nullpointers;
147         unsigned int prefixes;
148         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
149 };
150
151 struct trie {
152         struct node *trie;
153 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
154         struct trie_use_stats stats;
155 #endif
156 };
157
158 static void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct node *n);
159 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n,
160                                   int wasfull);
161 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
162 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
163 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
164
165 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
166 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
167
168 static inline struct tnode *node_parent(struct node *node)
169 {
170         return (struct tnode *)(node->parent & ~NODE_TYPE_MASK);
171 }
172
173 static inline struct tnode *node_parent_rcu(struct node *node)
174 {
175         struct tnode *ret = node_parent(node);
176
177         return rcu_dereference(ret);
178 }
179
180 /* Same as rcu_assign_pointer
181  * but that macro() assumes that value is a pointer.
182  */
183 static inline void node_set_parent(struct node *node, struct tnode *ptr)
184 {
185         smp_wmb();
186         node->parent = (unsigned long)ptr | NODE_TYPE(node);
187 }
188
189 static inline struct node *tnode_get_child(struct tnode *tn, unsigned int i)
190 {
191         BUG_ON(i >= 1U << tn->bits);
192
193         return tn->child[i];
194 }
195
196 static inline struct node *tnode_get_child_rcu(struct tnode *tn, unsigned int i)
197 {
198         struct node *ret = tnode_get_child(tn, i);
199
200         return rcu_dereference(ret);
201 }
202
203 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
204 {
205         return 1 << tn->bits;
206 }
207
208 static inline t_key mask_pfx(t_key k, unsigned short l)
209 {
210         return (l == 0) ? 0 : k >> (KEYLENGTH-l) << (KEYLENGTH-l);
211 }
212
213 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, int offset, int bits)
214 {
215         if (offset < KEYLENGTH)
216                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
217         else
218                 return 0;
219 }
220
221 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
222 {
223         return a == b;
224 }
225
226 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
227 {
228         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
229                 return 1;
230         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
231         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
232 }
233
234 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
235 {
236         t_key diff = a ^ b;
237         int i = offset;
238
239         if (!diff)
240                 return 0;
241         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
242                 i++;
243         return i;
244 }
245
246 /*
247   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
248   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
249   all of the bits in that key are significant.
250
251   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
252
253   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
254   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
255   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
256   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
257   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
258   correct key path.
259
260   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
261   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
262   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
263   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
264   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
265   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
266
267   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
268   have many different meanings.
269
270   Example:
271   _________________________________________________________________
272   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
273   -----------------------------------------------------------------
274     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
275
276   _________________________________________________________________
277   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
278   -----------------------------------------------------------------
279    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
280
281   tp->pos = 7
282   tp->bits = 3
283   n->pos = 15
284   n->bits = 4
285
286   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
287   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
288   not use them for anything.
289
290   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
291   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
292   'n' among tp's children.
293
294   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
295   for the node n.
296
297   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
298   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
299
300   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
301   n's child array, and will of course be different for each child.
302
303
304   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
305   at this point.
306
307 */
308
309 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
310 {
311         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
312 }
313
314 static const int halve_threshold = 25;
315 static const int inflate_threshold = 50;
316 static const int halve_threshold_root = 8;
317 static const int inflate_threshold_root = 15;
318
319
320 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
321 {
322         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
323         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
324 }
325
326 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
327 {
328         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
329 }
330
331 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
332 {
333         struct leaf *l = container_of(head, struct leaf, rcu);
334         kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, l);
335 }
336
337 static inline void free_leaf(struct leaf *l)
338 {
339         call_rcu_bh(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
340 }
341
342 static void __leaf_info_free_rcu(struct rcu_head *head)
343 {
344         kfree(container_of(head, struct leaf_info, rcu));
345 }
346
347 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
348 {
349         call_rcu(&leaf->rcu, __leaf_info_free_rcu);
350 }
351
352 static struct tnode *tnode_alloc(size_t size)
353 {
354         if (size <= PAGE_SIZE)
355                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
356         else
357                 return __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
358 }
359
360 static void __tnode_vfree(struct work_struct *arg)
361 {
362         struct tnode *tn = container_of(arg, struct tnode, work);
363         vfree(tn);
364 }
365
366 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
367 {
368         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
369         size_t size = sizeof(struct tnode) +
370                       (sizeof(struct node *) << tn->bits);
371
372         if (size <= PAGE_SIZE)
373                 kfree(tn);
374         else {
375                 INIT_WORK(&tn->work, __tnode_vfree);
376                 schedule_work(&tn->work);
377         }
378 }
379
380 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
381 {
382         if (IS_LEAF(tn))
383                 free_leaf((struct leaf *) tn);
384         else
385                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
386 }
387
388 static struct leaf *leaf_new(void)
389 {
390         struct leaf *l = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
391         if (l) {
392                 l->parent = T_LEAF;
393                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
394         }
395         return l;
396 }
397
398 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
399 {
400         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
401         if (li) {
402                 li->plen = plen;
403                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
404         }
405         return li;
406 }
407
408 static struct tnode *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
409 {
410         size_t sz = sizeof(struct tnode) + (sizeof(struct node *) << bits);
411         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
412
413         if (tn) {
414                 tn->parent = T_TNODE;
415                 tn->pos = pos;
416                 tn->bits = bits;
417                 tn->key = key;
418                 tn->full_children = 0;
419                 tn->empty_children = 1<<bits;
420         }
421
422         pr_debug("AT %p s=%u %lu\n", tn, (unsigned int) sizeof(struct tnode),
423                  (unsigned long) (sizeof(struct node) << bits));
424         return tn;
425 }
426
427 /*
428  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
429  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
430  */
431
432 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct node *n)
433 {
434         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
435                 return 0;
436
437         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
438 }
439
440 static inline void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i,
441                              struct node *n)
442 {
443         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
444 }
445
446  /*
447   * Add a child at position i overwriting the old value.
448   * Update the value of full_children and empty_children.
449   */
450
451 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n,
452                                   int wasfull)
453 {
454         struct node *chi = tn->child[i];
455         int isfull;
456
457         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
458
459         /* update emptyChildren */
460         if (n == NULL && chi != NULL)
461                 tn->empty_children++;
462         else if (n != NULL && chi == NULL)
463                 tn->empty_children--;
464
465         /* update fullChildren */
466         if (wasfull == -1)
467                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
468
469         isfull = tnode_full(tn, n);
470         if (wasfull && !isfull)
471                 tn->full_children--;
472         else if (!wasfull && isfull)
473                 tn->full_children++;
474
475         if (n)
476                 node_set_parent(n, tn);
477
478         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
479 }
480
481 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
482 {
483         int i;
484         int err = 0;
485         struct tnode *old_tn;
486         int inflate_threshold_use;
487         int halve_threshold_use;
488         int max_resize;
489
490         if (!tn)
491                 return NULL;
492
493         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
494                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
495
496         /* No children */
497         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
498                 tnode_free(tn);
499                 return NULL;
500         }
501         /* One child */
502         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
503                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
504                         struct node *n;
505
506                         n = tn->child[i];
507                         if (!n)
508                                 continue;
509
510                         /* compress one level */
511                         node_set_parent(n, NULL);
512                         tnode_free(tn);
513                         return n;
514                 }
515         /*
516          * Double as long as the resulting node has a number of
517          * nonempty nodes that are above the threshold.
518          */
519
520         /*
521          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
522          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
523          * Telecommunications, page 6:
524          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
525          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
526          *
527          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
528          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
529          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
530          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
531          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
532          * multiply the left-hand side by 50.
533          *
534          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
535          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
536          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
537          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
538          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
539          * we just count them one extra time here.
540          *
541          * A clearer way to write this would be:
542          *
543          * to_be_doubled = tn->full_children;
544          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
545          *     tn->full_children;
546          *
547          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
548          *
549          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
550          *      new_child_length;
551          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
552          *
553          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
554          *
555          * anyway,
556          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
557          *      inflate_threshold
558          *
559          * avoid a division:
560          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
561          *      inflate_threshold * new_child_length
562          *
563          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
564          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
565          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
566          *
567          * expand new_child_length:
568          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
569          *    tn->full_children) >=
570          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
571          *
572          * shorten again:
573          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
574          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
575          *    tnode_child_length(tn)
576          *
577          */
578
579         check_tnode(tn);
580
581         /* Keep root node larger  */
582
583         if (!tn->parent)
584                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
585         else
586                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
587
588         err = 0;
589         max_resize = 10;
590         while ((tn->full_children > 0 &&  max_resize-- &&
591                 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn)
592                       - tn->empty_children)
593                 >= inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
594
595                 old_tn = tn;
596                 tn = inflate(t, tn);
597
598                 if (IS_ERR(tn)) {
599                         tn = old_tn;
600 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
601                         t->stats.resize_node_skipped++;
602 #endif
603                         break;
604                 }
605         }
606
607         if (max_resize < 0) {
608                 if (!tn->parent)
609                         pr_warning("Fix inflate_threshold_root."
610                                    " Now=%d size=%d bits\n",
611                                    inflate_threshold_root, tn->bits);
612                 else
613                         pr_warning("Fix inflate_threshold."
614                                    " Now=%d size=%d bits\n",
615                                    inflate_threshold, tn->bits);
616         }
617
618         check_tnode(tn);
619
620         /*
621          * Halve as long as the number of empty children in this
622          * node is above threshold.
623          */
624
625
626         /* Keep root node larger  */
627
628         if (!tn->parent)
629                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
630         else
631                 halve_threshold_use = halve_threshold;
632
633         err = 0;
634         max_resize = 10;
635         while (tn->bits > 1 &&  max_resize-- &&
636                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
637                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
638
639                 old_tn = tn;
640                 tn = halve(t, tn);
641                 if (IS_ERR(tn)) {
642                         tn = old_tn;
643 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
644                         t->stats.resize_node_skipped++;
645 #endif
646                         break;
647                 }
648         }
649
650         if (max_resize < 0) {
651                 if (!tn->parent)
652                         pr_warning("Fix halve_threshold_root."
653                                    " Now=%d size=%d bits\n",
654                                    halve_threshold_root, tn->bits);
655                 else
656                         pr_warning("Fix halve_threshold."
657                                    " Now=%d size=%d bits\n",
658                                    halve_threshold, tn->bits);
659         }
660
661         /* Only one child remains */
662         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
663                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
664                         struct node *n;
665
666                         n = tn->child[i];
667                         if (!n)
668                                 continue;
669
670                         /* compress one level */
671
672                         node_set_parent(n, NULL);
673                         tnode_free(tn);
674                         return n;
675                 }
676
677         return (struct node *) tn;
678 }
679
680 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
681 {
682         struct tnode *oldtnode = tn;
683         int olen = tnode_child_length(tn);
684         int i;
685
686         pr_debug("In inflate\n");
687
688         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
689
690         if (!tn)
691                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
692
693         /*
694          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
695          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
696          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
697          * of tnode is ignored.
698          */
699
700         for (i = 0; i < olen; i++) {
701                 struct tnode *inode;
702
703                 inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
704                 if (inode &&
705                     IS_TNODE(inode) &&
706                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
707                     inode->bits > 1) {
708                         struct tnode *left, *right;
709                         t_key m = ~0U << (KEYLENGTH - 1) >> inode->pos;
710
711                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
712                                          inode->bits - 1);
713                         if (!left)
714                                 goto nomem;
715
716                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
717                                           inode->bits - 1);
718
719                         if (!right) {
720                                 tnode_free(left);
721                                 goto nomem;
722                         }
723
724                         put_child(t, tn, 2*i, (struct node *) left);
725                         put_child(t, tn, 2*i+1, (struct node *) right);
726                 }
727         }
728
729         for (i = 0; i < olen; i++) {
730                 struct tnode *inode;
731                 struct node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
732                 struct tnode *left, *right;
733                 int size, j;
734
735                 /* An empty child */
736                 if (node == NULL)
737                         continue;
738
739                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
740
741                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
742                    tn->pos + tn->bits - 1) {
743                         if (tkey_extract_bits(node->key,
744                                               oldtnode->pos + oldtnode->bits,
745                                               1) == 0)
746                                 put_child(t, tn, 2*i, node);
747                         else
748                                 put_child(t, tn, 2*i+1, node);
749                         continue;
750                 }
751
752                 /* An internal node with two children */
753                 inode = (struct tnode *) node;
754
755                 if (inode->bits == 1) {
756                         put_child(t, tn, 2*i, inode->child[0]);
757                         put_child(t, tn, 2*i+1, inode->child[1]);
758
759                         tnode_free(inode);
760                         continue;
761                 }
762
763                 /* An internal node with more than two children */
764
765                 /* We will replace this node 'inode' with two new
766                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
767                  * original children. The two new nodes will have
768                  * a position one bit further down the key and this
769                  * means that the "significant" part of their keys
770                  * (see the discussion near the top of this file)
771                  * will differ by one bit, which will be "0" in
772                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
773                  * moving the key position by one step, the bit that
774                  * we are moving away from - the bit at position
775                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
776                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
777                  * two  new keys.
778                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
779                  * the position (inode->pos)
780                  */
781
782                 /* Use the old key, but set the new significant
783                  *   bit to zero.
784                  */
785
786                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
787                 put_child(t, tn, 2*i, NULL);
788
789                 BUG_ON(!left);
790
791                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
792                 put_child(t, tn, 2*i+1, NULL);
793
794                 BUG_ON(!right);
795
796                 size = tnode_child_length(left);
797                 for (j = 0; j < size; j++) {
798                         put_child(t, left, j, inode->child[j]);
799                         put_child(t, right, j, inode->child[j + size]);
800                 }
801                 put_child(t, tn, 2*i, resize(t, left));
802                 put_child(t, tn, 2*i+1, resize(t, right));
803
804                 tnode_free(inode);
805         }
806         tnode_free(oldtnode);
807         return tn;
808 nomem:
809         {
810                 int size = tnode_child_length(tn);
811                 int j;
812
813                 for (j = 0; j < size; j++)
814                         if (tn->child[j])
815                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
816
817                 tnode_free(tn);
818
819                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
820         }
821 }
822
823 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
824 {
825         struct tnode *oldtnode = tn;
826         struct node *left, *right;
827         int i;
828         int olen = tnode_child_length(tn);
829
830         pr_debug("In halve\n");
831
832         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
833
834         if (!tn)
835                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
836
837         /*
838          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
839          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
840          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
841          * of tnode is ignored.
842          */
843
844         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
845                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
846                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
847
848                 /* Two nonempty children */
849                 if (left && right) {
850                         struct tnode *newn;
851
852                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
853
854                         if (!newn)
855                                 goto nomem;
856
857                         put_child(t, tn, i/2, (struct node *)newn);
858                 }
859
860         }
861
862         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
863                 struct tnode *newBinNode;
864
865                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
866                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
867
868                 /* At least one of the children is empty */
869                 if (left == NULL) {
870                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
871                                 continue;
872                         put_child(t, tn, i/2, right);
873                         continue;
874                 }
875
876                 if (right == NULL) {
877                         put_child(t, tn, i/2, left);
878                         continue;
879                 }
880
881                 /* Two nonempty children */
882                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
883                 put_child(t, tn, i/2, NULL);
884                 put_child(t, newBinNode, 0, left);
885                 put_child(t, newBinNode, 1, right);
886                 put_child(t, tn, i/2, resize(t, newBinNode));
887         }
888         tnode_free(oldtnode);
889         return tn;
890 nomem:
891         {
892                 int size = tnode_child_length(tn);
893                 int j;
894
895                 for (j = 0; j < size; j++)
896                         if (tn->child[j])
897                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
898
899                 tnode_free(tn);
900
901                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
902         }
903 }
904
905 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
906  via get_fa_head and dump */
907
908 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
909 {
910         struct hlist_head *head = &l->list;
911         struct hlist_node *node;
912         struct leaf_info *li;
913
914         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
915                 if (li->plen == plen)
916                         return li;
917
918         return NULL;
919 }
920
921 static inline struct list_head *get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
922 {
923         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
924
925         if (!li)
926                 return NULL;
927
928         return &li->falh;
929 }
930
931 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
932 {
933         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
934         struct hlist_node *node;
935
936         if (hlist_empty(head)) {
937                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
938         } else {
939                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
940                         if (new->plen > li->plen)
941                                 break;
942
943                         last = li;
944                 }
945                 if (last)
946                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
947                 else
948                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
949         }
950 }
951
952 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
953
954 static struct leaf *
955 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
956 {
957         int pos;
958         struct tnode *tn;
959         struct node *n;
960
961         pos = 0;
962         n = rcu_dereference(t->trie);
963
964         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
965                 tn = (struct tnode *) n;
966
967                 check_tnode(tn);
968
969                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
970                         pos = tn->pos + tn->bits;
971                         n = tnode_get_child_rcu(tn,
972                                                 tkey_extract_bits(key,
973                                                                   tn->pos,
974                                                                   tn->bits));
975                 } else
976                         break;
977         }
978         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
979
980         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
981                 return (struct leaf *)n;
982
983         return NULL;
984 }
985
986 static struct node *trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
987 {
988         int wasfull;
989         t_key cindex, key = tn->key;
990         struct tnode *tp;
991
992         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct node *)tn)) != NULL) {
993                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
994                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
995                 tn = (struct tnode *) resize(t, (struct tnode *)tn);
996
997                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,
998                                       (struct node *)tn, wasfull);
999
1000                 tp = node_parent((struct node *) tn);
1001                 if (!tp)
1002                         break;
1003                 tn = tp;
1004         }
1005
1006         /* Handle last (top) tnode */
1007         if (IS_TNODE(tn))
1008                 tn = (struct tnode *)resize(t, (struct tnode *)tn);
1009
1010         return (struct node *)tn;
1011 }
1012
1013 /* only used from updater-side */
1014
1015 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1016 {
1017         int pos, newpos;
1018         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1019         struct node *n;
1020         struct leaf *l;
1021         int missbit;
1022         struct list_head *fa_head = NULL;
1023         struct leaf_info *li;
1024         t_key cindex;
1025
1026         pos = 0;
1027         n = t->trie;
1028
1029         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1030          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1031          * and we should just put our new leaf in that.
1032          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1033          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1034          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1035          *
1036          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1037          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1038          *
1039          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1040          *
1041          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1042          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1043          * value, and return it.
1044          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1045          */
1046
1047         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1048                 tn = (struct tnode *) n;
1049
1050                 check_tnode(tn);
1051
1052                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1053                         tp = tn;
1054                         pos = tn->pos + tn->bits;
1055                         n = tnode_get_child(tn,
1056                                             tkey_extract_bits(key,
1057                                                               tn->pos,
1058                                                               tn->bits));
1059
1060                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1061                 } else
1062                         break;
1063         }
1064
1065         /*
1066          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1067          *
1068          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1069          */
1070
1071         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1072
1073         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1074
1075         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1076                 l = (struct leaf *) n;
1077                 li = leaf_info_new(plen);
1078
1079                 if (!li)
1080                         return NULL;
1081
1082                 fa_head = &li->falh;
1083                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1084                 goto done;
1085         }
1086         l = leaf_new();
1087
1088         if (!l)
1089                 return NULL;
1090
1091         l->key = key;
1092         li = leaf_info_new(plen);
1093
1094         if (!li) {
1095                 free_leaf(l);
1096                 return NULL;
1097         }
1098
1099         fa_head = &li->falh;
1100         insert_leaf_info(&l->list, li);
1101
1102         if (t->trie && n == NULL) {
1103                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1104
1105                 node_set_parent((struct node *)l, tp);
1106
1107                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1108                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)l);
1109         } else {
1110                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1111                 /*
1112                  *  Add a new tnode here
1113                  *  first tnode need some special handling
1114                  */
1115
1116                 if (tp)
1117                         pos = tp->pos+tp->bits;
1118                 else
1119                         pos = 0;
1120
1121                 if (n) {
1122                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1123                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1124                 } else {
1125                         newpos = 0;
1126                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1127                 }
1128
1129                 if (!tn) {
1130                         free_leaf_info(li);
1131                         free_leaf(l);
1132                         return NULL;
1133                 }
1134
1135                 node_set_parent((struct node *)tn, tp);
1136
1137                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1138                 put_child(t, tn, missbit, (struct node *)l);
1139                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1140
1141                 if (tp) {
1142                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1143                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex,
1144                                   (struct node *)tn);
1145                 } else {
1146                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn);
1147                         tp = tn;
1148                 }
1149         }
1150
1151         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1152                 pr_warning("fib_trie"
1153                            " tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1154                            tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1155
1156         /* Rebalance the trie */
1157
1158         rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1159 done:
1160         return fa_head;
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Caller must hold RTNL.
1165  */
1166 static int fn_trie_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1167 {
1168         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1169         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1170         struct list_head *fa_head = NULL;
1171         struct fib_info *fi;
1172         int plen = cfg->fc_dst_len;
1173         u8 tos = cfg->fc_tos;
1174         u32 key, mask;
1175         int err;
1176         struct leaf *l;
1177
1178         if (plen > 32)
1179                 return -EINVAL;
1180
1181         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1182
1183         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1184
1185         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1186
1187         if (key & ~mask)
1188                 return -EINVAL;
1189
1190         key = key & mask;
1191
1192         fi = fib_create_info(cfg);
1193         if (IS_ERR(fi)) {
1194                 err = PTR_ERR(fi);
1195                 goto err;
1196         }
1197
1198         l = fib_find_node(t, key);
1199         fa = NULL;
1200
1201         if (l) {
1202                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1203                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1204         }
1205
1206         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1207          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1208          * exists or to the node before which we will insert new one.
1209          *
1210          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1211          * insert to the head of f.
1212          *
1213          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1214          * and we need to allocate a new one of those as well.
1215          */
1216
1217         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1218             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1219                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1220
1221                 err = -EEXIST;
1222                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1223                         goto out;
1224
1225                 /* We have 2 goals:
1226                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1227                  * duplicate routes
1228                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1229                  */
1230                 fa_match = NULL;
1231                 fa_first = fa;
1232                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1233                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1234                         if (fa->fa_tos != tos)
1235                                 break;
1236                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1237                                 break;
1238                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1239                             fa->fa_scope == cfg->fc_scope &&
1240                             fa->fa_info == fi) {
1241                                 fa_match = fa;
1242                                 break;
1243                         }
1244                 }
1245
1246                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1247                         struct fib_info *fi_drop;
1248                         u8 state;
1249
1250                         fa = fa_first;
1251                         if (fa_match) {
1252                                 if (fa == fa_match)
1253                                         err = 0;
1254                                 goto out;
1255                         }
1256                         err = -ENOBUFS;
1257                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1258                         if (new_fa == NULL)
1259                                 goto out;
1260
1261                         fi_drop = fa->fa_info;
1262                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1263                         new_fa->fa_info = fi;
1264                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1265                         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1266                         state = fa->fa_state;
1267                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1268
1269                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1270                         alias_free_mem_rcu(fa);
1271
1272                         fib_release_info(fi_drop);
1273                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1274                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1275                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1276                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1277
1278                         goto succeeded;
1279                 }
1280                 /* Error if we find a perfect match which
1281                  * uses the same scope, type, and nexthop
1282                  * information.
1283                  */
1284                 if (fa_match)
1285                         goto out;
1286
1287                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1288                         fa = fa_first;
1289         }
1290         err = -ENOENT;
1291         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1292                 goto out;
1293
1294         err = -ENOBUFS;
1295         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1296         if (new_fa == NULL)
1297                 goto out;
1298
1299         new_fa->fa_info = fi;
1300         new_fa->fa_tos = tos;
1301         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1302         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1303         new_fa->fa_state = 0;
1304         /*
1305          * Insert new entry to the list.
1306          */
1307
1308         if (!fa_head) {
1309                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1310                 if (unlikely(!fa_head)) {
1311                         err = -ENOMEM;
1312                         goto out_free_new_fa;
1313                 }
1314         }
1315
1316         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1317                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1318
1319         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1320         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1321                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1322 succeeded:
1323         return 0;
1324
1325 out_free_new_fa:
1326         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1327 out:
1328         fib_release_info(fi);
1329 err:
1330         return err;
1331 }
1332
1333 /* should be called with rcu_read_lock */
1334 static int check_leaf(struct trie *t, struct leaf *l,
1335                       t_key key,  const struct flowi *flp,
1336                       struct fib_result *res)
1337 {
1338         struct leaf_info *li;
1339         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1340         struct hlist_node *node;
1341
1342         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1343                 int err;
1344                 int plen = li->plen;
1345                 __be32 mask = inet_make_mask(plen);
1346
1347                 if (l->key != (key & ntohl(mask)))
1348                         continue;
1349
1350                 err = fib_semantic_match(&li->falh, flp, res, plen);
1351
1352 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1353                 if (err <= 0)
1354                         t->stats.semantic_match_passed++;
1355                 else
1356                         t->stats.semantic_match_miss++;
1357 #endif
1358                 if (err <= 0)
1359                         return err;
1360         }
1361
1362         return 1;
1363 }
1364
1365 static int fn_trie_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp,
1366                           struct fib_result *res)
1367 {
1368         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1369         int ret;
1370         struct node *n;
1371         struct tnode *pn;
1372         int pos, bits;
1373         t_key key = ntohl(flp->fl4_dst);
1374         int chopped_off;
1375         t_key cindex = 0;
1376         int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1377         struct tnode *cn;
1378         t_key node_prefix, key_prefix, pref_mismatch;
1379         int mp;
1380
1381         rcu_read_lock();
1382
1383         n = rcu_dereference(t->trie);
1384         if (!n)
1385                 goto failed;
1386
1387 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1388         t->stats.gets++;
1389 #endif
1390
1391         /* Just a leaf? */
1392         if (IS_LEAF(n)) {
1393                 ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, flp, res);
1394                 goto found;
1395         }
1396
1397         pn = (struct tnode *) n;
1398         chopped_off = 0;
1399
1400         while (pn) {
1401                 pos = pn->pos;
1402                 bits = pn->bits;
1403
1404                 if (!chopped_off)
1405                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1406                                                    pos, bits);
1407
1408                 n = tnode_get_child(pn, cindex);
1409
1410                 if (n == NULL) {
1411 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1412                         t->stats.null_node_hit++;
1413 #endif
1414                         goto backtrace;
1415                 }
1416
1417                 if (IS_LEAF(n)) {
1418                         ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, flp, res);
1419                         if (ret > 0)
1420                                 goto backtrace;
1421                         goto found;
1422                 }
1423
1424                 cn = (struct tnode *)n;
1425
1426                 /*
1427                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1428                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1429                  * This tnode is in the parent's child array at index
1430                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1431                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1432                  * subprefix, padded with zero at the end.
1433                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1434                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1435                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1436                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1437                  * considered unknown.
1438                  *
1439                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1440                  */
1441
1442                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1443                  * actual prefix  matching, which means everything from
1444                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1445                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1446                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1447                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1448                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1449                  * *are* zero.
1450                  */
1451
1452                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1453                    for the new node here */
1454
1455                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1456                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1457                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1458                             || !(cn->child[0]))
1459                                 goto backtrace;
1460                 }
1461
1462                 /*
1463                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1464                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1465                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1466                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1467                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1468                  * because if we do, we would like to have some way of
1469                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1470                  */
1471
1472                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1473                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1474                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1475                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1476                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1477                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1478                  * new tnode's key.
1479                  */
1480
1481                 /*
1482                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1483                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1484                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1485                  * aren't checked since these are by definition
1486                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1487                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1488                  * state, and in that case verify that the skipped
1489                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1490                  * zero, as they have to be if we are to find a
1491                  * matching prefix.
1492                  */
1493
1494                 node_prefix = mask_pfx(cn->key, cn->pos);
1495                 key_prefix = mask_pfx(key, cn->pos);
1496                 pref_mismatch = key_prefix^node_prefix;
1497                 mp = 0;
1498
1499                 /*
1500                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1501                  * the search key, enter the "prefix matching"
1502                  * state.directly.
1503                  */
1504                 if (pref_mismatch) {
1505                         while (!(pref_mismatch & (1<<(KEYLENGTH-1)))) {
1506                                 mp++;
1507                                 pref_mismatch = pref_mismatch << 1;
1508                         }
1509                         key_prefix = tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos-mp);
1510
1511                         if (key_prefix != 0)
1512                                 goto backtrace;
1513
1514                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1515                                 current_prefix_length = mp;
1516                 }
1517
1518                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1519                 chopped_off = 0;
1520                 continue;
1521
1522 backtrace:
1523                 chopped_off++;
1524
1525                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1526                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1527                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1528                         chopped_off++;
1529
1530                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1531                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1532                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1533                                 - chopped_off;
1534
1535                 /*
1536                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1537                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1538                  */
1539
1540                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1541                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1542                 } else {
1543                         struct tnode *parent = node_parent((struct node *) pn);
1544                         if (!parent)
1545                                 goto failed;
1546
1547                         /* Get Child's index */
1548                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1549                         pn = parent;
1550                         chopped_off = 0;
1551
1552 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1553                         t->stats.backtrack++;
1554 #endif
1555                         goto backtrace;
1556                 }
1557         }
1558 failed:
1559         ret = 1;
1560 found:
1561         rcu_read_unlock();
1562         return ret;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Remove the leaf and return parent.
1567  */
1568 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1569 {
1570         struct tnode *tp = node_parent((struct node *) l);
1571
1572         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1573
1574         if (tp) {
1575                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1576                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1577                 rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1578         } else
1579                 rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
1580
1581         free_leaf(l);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Caller must hold RTNL.
1586  */
1587 static int fn_trie_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1588 {
1589         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1590         u32 key, mask;
1591         int plen = cfg->fc_dst_len;
1592         u8 tos = cfg->fc_tos;
1593         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1594         struct list_head *fa_head;
1595         struct leaf *l;
1596         struct leaf_info *li;
1597
1598         if (plen > 32)
1599                 return -EINVAL;
1600
1601         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1602         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1603
1604         if (key & ~mask)
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         key = key & mask;
1608         l = fib_find_node(t, key);
1609
1610         if (!l)
1611                 return -ESRCH;
1612
1613         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1614         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1615
1616         if (!fa)
1617                 return -ESRCH;
1618
1619         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1620
1621         fa_to_delete = NULL;
1622         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1623         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1624                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1625
1626                 if (fa->fa_tos != tos)
1627                         break;
1628
1629                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1630                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1631                      fa->fa_scope == cfg->fc_scope) &&
1632                     (!cfg->fc_protocol ||
1633                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1634                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1635                         fa_to_delete = fa;
1636                         break;
1637                 }
1638         }
1639
1640         if (!fa_to_delete)
1641                 return -ESRCH;
1642
1643         fa = fa_to_delete;
1644         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1645                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1646
1647         l = fib_find_node(t, key);
1648         li = find_leaf_info(l, plen);
1649
1650         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1651
1652         if (list_empty(fa_head)) {
1653                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1654                 free_leaf_info(li);
1655         }
1656
1657         if (hlist_empty(&l->list))
1658                 trie_leaf_remove(t, l);
1659
1660         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1661                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1662
1663         fib_release_info(fa->fa_info);
1664         alias_free_mem_rcu(fa);
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1669 {
1670         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1671         int found = 0;
1672
1673         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1674                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1675
1676                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1677                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1678                         fib_release_info(fa->fa_info);
1679                         alias_free_mem_rcu(fa);
1680                         found++;
1681                 }
1682         }
1683         return found;
1684 }
1685
1686 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1687 {
1688         int found = 0;
1689         struct hlist_head *lih = &l->list;
1690         struct hlist_node *node, *tmp;
1691         struct leaf_info *li = NULL;
1692
1693         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1694                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1695
1696                 if (list_empty(&li->falh)) {
1697                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1698                         free_leaf_info(li);
1699                 }
1700         }
1701         return found;
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1706  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1707  */
1708 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct node *c)
1709 {
1710         do {
1711                 t_key idx;
1712
1713                 if (c)
1714                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1715                 else
1716                         idx = 0;
1717
1718                 while (idx < 1u << p->bits) {
1719                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1720                         if (!c)
1721                                 continue;
1722
1723                         if (IS_LEAF(c)) {
1724                                 prefetch(p->child[idx]);
1725                                 return (struct leaf *) c;
1726                         }
1727
1728                         /* Rescan start scanning in new node */
1729                         p = (struct tnode *) c;
1730                         idx = 0;
1731                 }
1732
1733                 /* Node empty, walk back up to parent */
1734                 c = (struct node *) p;
1735         } while ( (p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1736
1737         return NULL; /* Root of trie */
1738 }
1739
1740 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1741 {
1742         struct tnode *n = (struct tnode *) rcu_dereference(t->trie);
1743
1744         if (!n)
1745                 return NULL;
1746
1747         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1748                 return (struct leaf *) n;
1749
1750         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1751 }
1752
1753 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1754 {
1755         struct node *c = (struct node *) l;
1756         struct tnode *p = node_parent(c);
1757
1758         if (!p)
1759                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1760
1761         return leaf_walk_rcu(p, c);
1762 }
1763
1764 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1765 {
1766         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1767
1768         while (l && index-- > 0)
1769                 l = trie_nextleaf(l);
1770
1771         return l;
1772 }
1773
1774
1775 /*
1776  * Caller must hold RTNL.
1777  */
1778 static int fn_trie_flush(struct fib_table *tb)
1779 {
1780         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1781         struct leaf *l, *ll = NULL;
1782         int found = 0;
1783
1784         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1785                 found += trie_flush_leaf(l);
1786
1787                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1788                         trie_leaf_remove(t, ll);
1789                 ll = l;
1790         }
1791
1792         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1793                 trie_leaf_remove(t, ll);
1794
1795         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1796         return found;
1797 }
1798
1799 static void fn_trie_select_default(struct fib_table *tb,
1800                                    const struct flowi *flp,
1801                                    struct fib_result *res)
1802 {
1803         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1804         int order, last_idx;
1805         struct fib_info *fi = NULL;
1806         struct fib_info *last_resort;
1807         struct fib_alias *fa = NULL;
1808         struct list_head *fa_head;
1809         struct leaf *l;
1810
1811         last_idx = -1;
1812         last_resort = NULL;
1813         order = -1;
1814
1815         rcu_read_lock();
1816
1817         l = fib_find_node(t, 0);
1818         if (!l)
1819                 goto out;
1820
1821         fa_head = get_fa_head(l, 0);
1822         if (!fa_head)
1823                 goto out;
1824
1825         if (list_empty(fa_head))
1826                 goto out;
1827
1828         list_for_each_entry_rcu(fa, fa_head, fa_list) {
1829                 struct fib_info *next_fi = fa->fa_info;
1830
1831                 if (fa->fa_scope != res->scope ||
1832                     fa->fa_type != RTN_UNICAST)
1833                         continue;
1834
1835                 if (next_fi->fib_priority > res->fi->fib_priority)
1836                         break;
1837                 if (!next_fi->fib_nh[0].nh_gw ||
1838                     next_fi->fib_nh[0].nh_scope != RT_SCOPE_LINK)
1839                         continue;
1840                 fa->fa_state |= FA_S_ACCESSED;
1841
1842                 if (fi == NULL) {
1843                         if (next_fi != res->fi)
1844                                 break;
1845                 } else if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort,
1846                                              &last_idx, tb->tb_default)) {
1847                         fib_result_assign(res, fi);
1848                         tb->tb_default = order;
1849                         goto out;
1850                 }
1851                 fi = next_fi;
1852                 order++;
1853         }
1854         if (order <= 0 || fi == NULL) {
1855                 tb->tb_default = -1;
1856                 goto out;
1857         }
1858
1859         if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort, &last_idx,
1860                                 tb->tb_default)) {
1861                 fib_result_assign(res, fi);
1862                 tb->tb_default = order;
1863                 goto out;
1864         }
1865         if (last_idx >= 0)
1866                 fib_result_assign(res, last_resort);
1867         tb->tb_default = last_idx;
1868 out:
1869         rcu_read_unlock();
1870 }
1871
1872 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1873                            struct fib_table *tb,
1874                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1875 {
1876         int i, s_i;
1877         struct fib_alias *fa;
1878         __be32 xkey = htonl(key);
1879
1880         s_i = cb->args[5];
1881         i = 0;
1882
1883         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1884
1885         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1886                 if (i < s_i) {
1887                         i++;
1888                         continue;
1889                 }
1890
1891                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1892                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1893                                   RTM_NEWROUTE,
1894                                   tb->tb_id,
1895                                   fa->fa_type,
1896                                   fa->fa_scope,
1897                                   xkey,
1898                                   plen,
1899                                   fa->fa_tos,
1900                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1901                         cb->args[5] = i;
1902                         return -1;
1903                 }
1904                 i++;
1905         }
1906         cb->args[5] = i;
1907         return skb->len;
1908 }
1909
1910 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1911                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1912 {
1913         struct leaf_info *li;
1914         struct hlist_node *node;
1915         int i, s_i;
1916
1917         s_i = cb->args[4];
1918         i = 0;
1919
1920         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1921         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
1922                 if (i < s_i) {
1923                         i++;
1924                         continue;
1925                 }
1926
1927                 if (i > s_i)
1928                         cb->args[5] = 0;
1929
1930                 if (list_empty(&li->falh))
1931                         continue;
1932
1933                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1934                         cb->args[4] = i;
1935                         return -1;
1936                 }
1937                 i++;
1938         }
1939
1940         cb->args[4] = i;
1941         return skb->len;
1942 }
1943
1944 static int fn_trie_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1945                         struct netlink_callback *cb)
1946 {
1947         struct leaf *l;
1948         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1949         t_key key = cb->args[2];
1950         int count = cb->args[3];
1951
1952         rcu_read_lock();
1953         /* Dump starting at last key.
1954          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1955          */
1956         if (count == 0)
1957                 l = trie_firstleaf(t);
1958         else {
1959                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1960                  * fallback to using slow rescan
1961                  */
1962                 l = fib_find_node(t, key);
1963                 if (!l)
1964                         l = trie_leafindex(t, count);
1965         }
1966
1967         while (l) {
1968                 cb->args[2] = l->key;
1969                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1970                         cb->args[3] = count;
1971                         rcu_read_unlock();
1972                         return -1;
1973                 }
1974
1975                 ++count;
1976                 l = trie_nextleaf(l);
1977                 memset(&cb->args[4], 0,
1978                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1979         }
1980         cb->args[3] = count;
1981         rcu_read_unlock();
1982
1983         return skb->len;
1984 }
1985
1986 void __init fib_hash_init(void)
1987 {
1988         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1989                                           sizeof(struct fib_alias),
1990                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1991
1992         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1993                                            max(sizeof(struct leaf),
1994                                                sizeof(struct leaf_info)),
1995                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1996 }
1997
1998
1999 /* Fix more generic FIB names for init later */
2000 struct fib_table *fib_hash_table(u32 id)
2001 {
2002         struct fib_table *tb;
2003         struct trie *t;
2004
2005         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
2006                      GFP_KERNEL);
2007         if (tb == NULL)
2008                 return NULL;
2009
2010         tb->tb_id = id;
2011         tb->tb_default = -1;
2012         tb->tb_lookup = fn_trie_lookup;
2013         tb->tb_insert = fn_trie_insert;
2014         tb->tb_delete = fn_trie_delete;
2015         tb->tb_flush = fn_trie_flush;
2016         tb->tb_select_default = fn_trie_select_default;
2017         tb->tb_dump = fn_trie_dump;
2018
2019         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2020         memset(t, 0, sizeof(*t));
2021
2022         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
2023                 pr_info("IPv4 FIB: Using LC-trie version %s\n", VERSION);
2024
2025         return tb;
2026 }
2027
2028 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2029 /* Depth first Trie walk iterator */
2030 struct fib_trie_iter {
2031         struct seq_net_private p;
2032         struct fib_table *tb;
2033         struct tnode *tnode;
2034         unsigned index;
2035         unsigned depth;
2036 };
2037
2038 static struct node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2039 {
2040         struct tnode *tn = iter->tnode;
2041         unsigned cindex = iter->index;
2042         struct tnode *p;
2043
2044         /* A single entry routing table */
2045         if (!tn)
2046                 return NULL;
2047
2048         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2049                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2050 rescan:
2051         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2052                 struct node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2053
2054                 if (n) {
2055                         if (IS_LEAF(n)) {
2056                                 iter->tnode = tn;
2057                                 iter->index = cindex + 1;
2058                         } else {
2059                                 /* push down one level */
2060                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2061                                 iter->index = 0;
2062                                 ++iter->depth;
2063                         }
2064                         return n;
2065                 }
2066
2067                 ++cindex;
2068         }
2069
2070         /* Current node exhausted, pop back up */
2071         p = node_parent_rcu((struct node *)tn);
2072         if (p) {
2073                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2074                 tn = p;
2075                 --iter->depth;
2076                 goto rescan;
2077         }
2078
2079         /* got root? */
2080         return NULL;
2081 }
2082
2083 static struct node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2084                                        struct trie *t)
2085 {
2086         struct node *n;
2087
2088         if (!t)
2089                 return NULL;
2090
2091         n = rcu_dereference(t->trie);
2092         if (!n)
2093                 return NULL;
2094
2095         if (IS_TNODE(n)) {
2096                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2097                 iter->index = 0;
2098                 iter->depth = 1;
2099         } else {
2100                 iter->tnode = NULL;
2101                 iter->index = 0;
2102                 iter->depth = 0;
2103         }
2104
2105         return n;
2106 }
2107
2108 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2109 {
2110         struct node *n;
2111         struct fib_trie_iter iter;
2112
2113         memset(s, 0, sizeof(*s));
2114
2115         rcu_read_lock();
2116         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2117                 if (IS_LEAF(n)) {
2118                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2119                         struct leaf_info *li;
2120                         struct hlist_node *tmp;
2121
2122                         s->leaves++;
2123                         s->totdepth += iter.depth;
2124                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2125                                 s->maxdepth = iter.depth;
2126
2127                         hlist_for_each_entry_rcu(li, tmp, &l->list, hlist)
2128                                 ++s->prefixes;
2129                 } else {
2130                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2131                         int i;
2132
2133                         s->tnodes++;
2134                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2135                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2136
2137                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2138                                 if (!tn->child[i])
2139                                         s->nullpointers++;
2140                 }
2141         }
2142         rcu_read_unlock();
2143 }
2144
2145 /*
2146  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2147  */
2148 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2149 {
2150         unsigned i, max, pointers, bytes, avdepth;
2151
2152         if (stat->leaves)
2153                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2154         else
2155                 avdepth = 0;
2156
2157         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2158                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2159         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2160
2161         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2162         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2163
2164         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2165         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2166
2167         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2168         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2169
2170         max = MAX_STAT_DEPTH;
2171         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2172                 max--;
2173
2174         pointers = 0;
2175         for (i = 1; i <= max; i++)
2176                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2177                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2178                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2179                 }
2180         seq_putc(seq, '\n');
2181         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2182
2183         bytes += sizeof(struct node *) * pointers;
2184         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2185         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2186 }
2187
2188 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2189 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2190                             const struct trie_use_stats *stats)
2191 {
2192         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2193         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2194         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2195         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2196                    stats->semantic_match_passed);
2197         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2198                    stats->semantic_match_miss);
2199         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2200         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2201                    stats->resize_node_skipped);
2202 }
2203 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2204
2205 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2206 {
2207         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2208                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2209         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2210                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2211         else
2212                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2213 }
2214
2215
2216 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2217 {
2218         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2219         unsigned int h;
2220
2221         seq_printf(seq,
2222                    "Basic info: size of leaf:"
2223                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2224                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2225
2226         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2227                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2228                 struct hlist_node *node;
2229                 struct fib_table *tb;
2230
2231                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2232                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2233                         struct trie_stat stat;
2234
2235                         if (!t)
2236                                 continue;
2237
2238                         fib_table_print(seq, tb);
2239
2240                         trie_collect_stats(t, &stat);
2241                         trie_show_stats(seq, &stat);
2242 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2243                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2244 #endif
2245                 }
2246         }
2247
2248         return 0;
2249 }
2250
2251 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2252 {
2253         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2254 }
2255
2256 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2257         .owner  = THIS_MODULE,
2258         .open   = fib_triestat_seq_open,
2259         .read   = seq_read,
2260         .llseek = seq_lseek,
2261         .release = single_release_net,
2262 };
2263
2264 static struct node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2265 {
2266         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2267         struct net *net = seq_file_net(seq);
2268         loff_t idx = 0;
2269         unsigned int h;
2270
2271         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2272                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2273                 struct hlist_node *node;
2274                 struct fib_table *tb;
2275
2276                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2277                         struct node *n;
2278
2279                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2280                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2281                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2282                                 if (pos == idx++) {
2283                                         iter->tb = tb;
2284                                         return n;
2285                                 }
2286                 }
2287         }
2288
2289         return NULL;
2290 }
2291
2292 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2293         __acquires(RCU)
2294 {
2295         rcu_read_lock();
2296         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2297 }
2298
2299 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2300 {
2301         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2302         struct net *net = seq_file_net(seq);
2303         struct fib_table *tb = iter->tb;
2304         struct hlist_node *tb_node;
2305         unsigned int h;
2306         struct node *n;
2307
2308         ++*pos;
2309         /* next node in same table */
2310         n = fib_trie_get_next(iter);
2311         if (n)
2312                 return n;
2313
2314         /* walk rest of this hash chain */
2315         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2316         while ( (tb_node = rcu_dereference(tb->tb_hlist.next)) ) {
2317                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2318                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2319                 if (n)
2320                         goto found;
2321         }
2322
2323         /* new hash chain */
2324         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2325                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2326                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, tb_node, head, tb_hlist) {
2327                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2328                         if (n)
2329                                 goto found;
2330                 }
2331         }
2332         return NULL;
2333
2334 found:
2335         iter->tb = tb;
2336         return n;
2337 }
2338
2339 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2340         __releases(RCU)
2341 {
2342         rcu_read_unlock();
2343 }
2344
2345 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2346 {
2347         while (n-- > 0) seq_puts(seq, "   ");
2348 }
2349
2350 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2351 {
2352         switch (s) {
2353         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2354         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2355         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2356         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2357         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2358         default:
2359                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2360                 return buf;
2361         }
2362 }
2363
2364 static const char *rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2365         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2366         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2367         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2368         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2369         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2370         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2371         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2372         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2373         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2374         [RTN_THROW] = "THROW",
2375         [RTN_NAT] = "NAT",
2376         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2377 };
2378
2379 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned t)
2380 {
2381         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2382                 return rtn_type_names[t];
2383         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2384         return buf;
2385 }
2386
2387 /* Pretty print the trie */
2388 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2389 {
2390         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2391         struct node *n = v;
2392
2393         if (!node_parent_rcu(n))
2394                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2395
2396         if (IS_TNODE(n)) {
2397                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2398                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2399
2400                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2401                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2402                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2403                            tn->empty_children);
2404
2405         } else {
2406                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2407                 struct leaf_info *li;
2408                 struct hlist_node *node;
2409                 __be32 val = htonl(l->key);
2410
2411                 seq_indent(seq, iter->depth);
2412                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2413
2414                 hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2415                         struct fib_alias *fa;
2416
2417                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2418                                 char buf1[32], buf2[32];
2419
2420                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2421                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2422                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2423                                                      fa->fa_scope),
2424                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2425                                                     fa->fa_type));
2426                                 if (fa->fa_tos)
2427                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2428                                 seq_putc(seq, '\n');
2429                         }
2430                 }
2431         }
2432
2433         return 0;
2434 }
2435
2436 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2437         .start  = fib_trie_seq_start,
2438         .next   = fib_trie_seq_next,
2439         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2440         .show   = fib_trie_seq_show,
2441 };
2442
2443 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2444 {
2445         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2446                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2447 }
2448
2449 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2450         .owner  = THIS_MODULE,
2451         .open   = fib_trie_seq_open,
2452         .read   = seq_read,
2453         .llseek = seq_lseek,
2454         .release = seq_release_net,
2455 };
2456
2457 struct fib_route_iter {
2458         struct seq_net_private p;
2459         struct trie *main_trie;
2460         loff_t  pos;
2461         t_key   key;
2462 };
2463
2464 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2465 {
2466         struct leaf *l = NULL;
2467         struct trie *t = iter->main_trie;
2468
2469         /* use cache location of last found key */
2470         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2471                 pos -= iter->pos;
2472         else {
2473                 iter->pos = 0;
2474                 l = trie_firstleaf(t);
2475         }
2476
2477         while (l && pos-- > 0) {
2478                 iter->pos++;
2479                 l = trie_nextleaf(l);
2480         }
2481
2482         if (l)
2483                 iter->key = pos;        /* remember it */
2484         else
2485                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2486
2487         return l;
2488 }
2489
2490 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2491         __acquires(RCU)
2492 {
2493         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2494         struct fib_table *tb;
2495
2496         rcu_read_lock();
2497         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2498         if (!tb)
2499                 return NULL;
2500
2501         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2502         if (*pos == 0)
2503                 return SEQ_START_TOKEN;
2504         else
2505                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2506 }
2507
2508 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2509 {
2510         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2511         struct leaf *l = v;
2512
2513         ++*pos;
2514         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2515                 iter->pos = 0;
2516                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2517         } else {
2518                 iter->pos++;
2519                 l = trie_nextleaf(l);
2520         }
2521
2522         if (l)
2523                 iter->key = l->key;
2524         else
2525                 iter->pos = 0;
2526         return l;
2527 }
2528
2529 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2530         __releases(RCU)
2531 {
2532         rcu_read_unlock();
2533 }
2534
2535 static unsigned fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2536 {
2537         static unsigned type2flags[RTN_MAX + 1] = {
2538                 [7] = RTF_REJECT, [8] = RTF_REJECT,
2539         };
2540         unsigned flags = type2flags[type];
2541
2542         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2543                 flags |= RTF_GATEWAY;
2544         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2545                 flags |= RTF_HOST;
2546         flags |= RTF_UP;
2547         return flags;
2548 }
2549
2550 /*
2551  *      This outputs /proc/net/route.
2552  *      The format of the file is not supposed to be changed
2553  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2554  *      legacy utilities
2555  */
2556 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2557 {
2558         struct leaf *l = v;
2559         struct leaf_info *li;
2560         struct hlist_node *node;
2561
2562         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2563                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2564                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2565                            "\tWindow\tIRTT");
2566                 return 0;
2567         }
2568
2569         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2570                 struct fib_alias *fa;
2571                 __be32 mask, prefix;
2572
2573                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2574                 prefix = htonl(l->key);
2575
2576                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2577                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2578                         unsigned flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2579                         int len;
2580
2581                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2582                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2583                                 continue;
2584
2585                         if (fi)
2586                                 seq_printf(seq,
2587                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2588                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2589                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2590                                          prefix,
2591                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2592                                          fi->fib_priority,
2593                                          mask,
2594                                          (fi->fib_advmss ?
2595                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2596                                          fi->fib_window,
2597                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2598                         else
2599                                 seq_printf(seq,
2600                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2601                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2602                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2603                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2604
2605                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2606                 }
2607         }
2608
2609         return 0;
2610 }
2611
2612 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2613         .start  = fib_route_seq_start,
2614         .next   = fib_route_seq_next,
2615         .stop   = fib_route_seq_stop,
2616         .show   = fib_route_seq_show,
2617 };
2618
2619 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2620 {
2621         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2622                             sizeof(struct fib_route_iter));
2623 }
2624
2625 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2626         .owner  = THIS_MODULE,
2627         .open   = fib_route_seq_open,
2628         .read   = seq_read,
2629         .llseek = seq_lseek,
2630         .release = seq_release_net,
2631 };
2632
2633 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2634 {
2635         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2636                 goto out1;
2637
2638         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_triestat", S_IRUGO,
2639                                   &fib_triestat_fops))
2640                 goto out2;
2641
2642         if (!proc_net_fops_create(net, "route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2643                 goto out3;
2644
2645         return 0;
2646
2647 out3:
2648         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2649 out2:
2650         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2651 out1:
2652         return -ENOMEM;
2653 }
2654
2655 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2656 {
2657         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2658         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2659         proc_net_remove(net, "route");
2660 }
2661
2662 #endif /* CONFIG_PROC_FS */