Merge branch 'sched-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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;
990         struct tnode *tp;
991
992         preempt_disable();
993         key = tn->key;
994
995         while (tn != NULL && (tp = node_parent((struct node *)tn)) != NULL) {
996                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
997                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
998                 tn = (struct tnode *) resize(t, (struct tnode *)tn);
999
1000                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,
1001                                       (struct node *)tn, wasfull);
1002
1003                 tp = node_parent((struct node *) tn);
1004                 if (!tp)
1005                         break;
1006                 tn = tp;
1007         }
1008
1009         /* Handle last (top) tnode */
1010         if (IS_TNODE(tn))
1011                 tn = (struct tnode *)resize(t, (struct tnode *)tn);
1012
1013         preempt_enable();
1014         return (struct node *)tn;
1015 }
1016
1017 /* only used from updater-side */
1018
1019 static struct list_head *fib_insert_node(struct trie *t, u32 key, int plen)
1020 {
1021         int pos, newpos;
1022         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
1023         struct node *n;
1024         struct leaf *l;
1025         int missbit;
1026         struct list_head *fa_head = NULL;
1027         struct leaf_info *li;
1028         t_key cindex;
1029
1030         pos = 0;
1031         n = t->trie;
1032
1033         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
1034          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
1035          * and we should just put our new leaf in that.
1036          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
1037          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
1038          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
1039          *
1040          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
1041          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
1042          *
1043          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
1044          *
1045          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1046          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1047          * value, and return it.
1048          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1049          */
1050
1051         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1052                 tn = (struct tnode *) n;
1053
1054                 check_tnode(tn);
1055
1056                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1057                         tp = tn;
1058                         pos = tn->pos + tn->bits;
1059                         n = tnode_get_child(tn,
1060                                             tkey_extract_bits(key,
1061                                                               tn->pos,
1062                                                               tn->bits));
1063
1064                         BUG_ON(n && node_parent(n) != tn);
1065                 } else
1066                         break;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1071          *
1072          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1073          */
1074
1075         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1076
1077         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1078
1079         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1080                 l = (struct leaf *) n;
1081                 li = leaf_info_new(plen);
1082
1083                 if (!li)
1084                         return NULL;
1085
1086                 fa_head = &li->falh;
1087                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1088                 goto done;
1089         }
1090         l = leaf_new();
1091
1092         if (!l)
1093                 return NULL;
1094
1095         l->key = key;
1096         li = leaf_info_new(plen);
1097
1098         if (!li) {
1099                 free_leaf(l);
1100                 return NULL;
1101         }
1102
1103         fa_head = &li->falh;
1104         insert_leaf_info(&l->list, li);
1105
1106         if (t->trie && n == NULL) {
1107                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1108
1109                 node_set_parent((struct node *)l, tp);
1110
1111                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1112                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)l);
1113         } else {
1114                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1115                 /*
1116                  *  Add a new tnode here
1117                  *  first tnode need some special handling
1118                  */
1119
1120                 if (tp)
1121                         pos = tp->pos+tp->bits;
1122                 else
1123                         pos = 0;
1124
1125                 if (n) {
1126                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1127                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1128                 } else {
1129                         newpos = 0;
1130                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1131                 }
1132
1133                 if (!tn) {
1134                         free_leaf_info(li);
1135                         free_leaf(l);
1136                         return NULL;
1137                 }
1138
1139                 node_set_parent((struct node *)tn, tp);
1140
1141                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1142                 put_child(t, tn, missbit, (struct node *)l);
1143                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1144
1145                 if (tp) {
1146                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1147                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex,
1148                                   (struct node *)tn);
1149                 } else {
1150                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn);
1151                         tp = tn;
1152                 }
1153         }
1154
1155         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1156                 pr_warning("fib_trie"
1157                            " tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1158                            tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1159
1160         /* Rebalance the trie */
1161
1162         rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1163 done:
1164         return fa_head;
1165 }
1166
1167 /*
1168  * Caller must hold RTNL.
1169  */
1170 static int fn_trie_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1171 {
1172         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1173         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1174         struct list_head *fa_head = NULL;
1175         struct fib_info *fi;
1176         int plen = cfg->fc_dst_len;
1177         u8 tos = cfg->fc_tos;
1178         u32 key, mask;
1179         int err;
1180         struct leaf *l;
1181
1182         if (plen > 32)
1183                 return -EINVAL;
1184
1185         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1186
1187         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1188
1189         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1190
1191         if (key & ~mask)
1192                 return -EINVAL;
1193
1194         key = key & mask;
1195
1196         fi = fib_create_info(cfg);
1197         if (IS_ERR(fi)) {
1198                 err = PTR_ERR(fi);
1199                 goto err;
1200         }
1201
1202         l = fib_find_node(t, key);
1203         fa = NULL;
1204
1205         if (l) {
1206                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1207                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1208         }
1209
1210         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1211          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1212          * exists or to the node before which we will insert new one.
1213          *
1214          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1215          * insert to the head of f.
1216          *
1217          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1218          * and we need to allocate a new one of those as well.
1219          */
1220
1221         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1222             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1223                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1224
1225                 err = -EEXIST;
1226                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1227                         goto out;
1228
1229                 /* We have 2 goals:
1230                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1231                  * duplicate routes
1232                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1233                  */
1234                 fa_match = NULL;
1235                 fa_first = fa;
1236                 fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1237                 list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1238                         if (fa->fa_tos != tos)
1239                                 break;
1240                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1241                                 break;
1242                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1243                             fa->fa_scope == cfg->fc_scope &&
1244                             fa->fa_info == fi) {
1245                                 fa_match = fa;
1246                                 break;
1247                         }
1248                 }
1249
1250                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1251                         struct fib_info *fi_drop;
1252                         u8 state;
1253
1254                         fa = fa_first;
1255                         if (fa_match) {
1256                                 if (fa == fa_match)
1257                                         err = 0;
1258                                 goto out;
1259                         }
1260                         err = -ENOBUFS;
1261                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1262                         if (new_fa == NULL)
1263                                 goto out;
1264
1265                         fi_drop = fa->fa_info;
1266                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1267                         new_fa->fa_info = fi;
1268                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1269                         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1270                         state = fa->fa_state;
1271                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1272
1273                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1274                         alias_free_mem_rcu(fa);
1275
1276                         fib_release_info(fi_drop);
1277                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1278                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1279                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1280                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1281
1282                         goto succeeded;
1283                 }
1284                 /* Error if we find a perfect match which
1285                  * uses the same scope, type, and nexthop
1286                  * information.
1287                  */
1288                 if (fa_match)
1289                         goto out;
1290
1291                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1292                         fa = fa_first;
1293         }
1294         err = -ENOENT;
1295         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1296                 goto out;
1297
1298         err = -ENOBUFS;
1299         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1300         if (new_fa == NULL)
1301                 goto out;
1302
1303         new_fa->fa_info = fi;
1304         new_fa->fa_tos = tos;
1305         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1306         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1307         new_fa->fa_state = 0;
1308         /*
1309          * Insert new entry to the list.
1310          */
1311
1312         if (!fa_head) {
1313                 fa_head = fib_insert_node(t, key, plen);
1314                 if (unlikely(!fa_head)) {
1315                         err = -ENOMEM;
1316                         goto out_free_new_fa;
1317                 }
1318         }
1319
1320         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1321                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1322
1323         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1324         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1325                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1326 succeeded:
1327         return 0;
1328
1329 out_free_new_fa:
1330         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1331 out:
1332         fib_release_info(fi);
1333 err:
1334         return err;
1335 }
1336
1337 /* should be called with rcu_read_lock */
1338 static int check_leaf(struct trie *t, struct leaf *l,
1339                       t_key key,  const struct flowi *flp,
1340                       struct fib_result *res)
1341 {
1342         struct leaf_info *li;
1343         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1344         struct hlist_node *node;
1345
1346         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1347                 int err;
1348                 int plen = li->plen;
1349                 __be32 mask = inet_make_mask(plen);
1350
1351                 if (l->key != (key & ntohl(mask)))
1352                         continue;
1353
1354                 err = fib_semantic_match(&li->falh, flp, res,
1355                                          htonl(l->key), mask, plen);
1356
1357 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1358                 if (err <= 0)
1359                         t->stats.semantic_match_passed++;
1360                 else
1361                         t->stats.semantic_match_miss++;
1362 #endif
1363                 if (err <= 0)
1364                         return err;
1365         }
1366
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 static int fn_trie_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp,
1371                           struct fib_result *res)
1372 {
1373         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1374         int ret;
1375         struct node *n;
1376         struct tnode *pn;
1377         int pos, bits;
1378         t_key key = ntohl(flp->fl4_dst);
1379         int chopped_off;
1380         t_key cindex = 0;
1381         int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1382         struct tnode *cn;
1383         t_key node_prefix, key_prefix, pref_mismatch;
1384         int mp;
1385
1386         rcu_read_lock();
1387
1388         n = rcu_dereference(t->trie);
1389         if (!n)
1390                 goto failed;
1391
1392 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1393         t->stats.gets++;
1394 #endif
1395
1396         /* Just a leaf? */
1397         if (IS_LEAF(n)) {
1398                 ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, flp, res);
1399                 goto found;
1400         }
1401
1402         pn = (struct tnode *) n;
1403         chopped_off = 0;
1404
1405         while (pn) {
1406                 pos = pn->pos;
1407                 bits = pn->bits;
1408
1409                 if (!chopped_off)
1410                         cindex = tkey_extract_bits(mask_pfx(key, current_prefix_length),
1411                                                    pos, bits);
1412
1413                 n = tnode_get_child(pn, cindex);
1414
1415                 if (n == NULL) {
1416 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1417                         t->stats.null_node_hit++;
1418 #endif
1419                         goto backtrace;
1420                 }
1421
1422                 if (IS_LEAF(n)) {
1423                         ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, flp, res);
1424                         if (ret > 0)
1425                                 goto backtrace;
1426                         goto found;
1427                 }
1428
1429                 cn = (struct tnode *)n;
1430
1431                 /*
1432                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1433                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1434                  * This tnode is in the parent's child array at index
1435                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1436                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1437                  * subprefix, padded with zero at the end.
1438                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1439                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1440                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1441                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1442                  * considered unknown.
1443                  *
1444                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1445                  */
1446
1447                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1448                  * actual prefix  matching, which means everything from
1449                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1450                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1451                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1452                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1453                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1454                  * *are* zero.
1455                  */
1456
1457                 /* NOTA BENE: Checking only skipped bits
1458                    for the new node here */
1459
1460                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1461                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1462                                                 cn->pos - current_prefix_length)
1463                             || !(cn->child[0]))
1464                                 goto backtrace;
1465                 }
1466
1467                 /*
1468                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1469                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1470                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1471                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1472                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1473                  * because if we do, we would like to have some way of
1474                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1475                  */
1476
1477                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1478                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1479                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1480                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1481                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1482                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1483                  * new tnode's key.
1484                  */
1485
1486                 /*
1487                  * Note: We aren't very concerned about the piece of
1488                  * the key that precede pn->pos+pn->bits, since these
1489                  * have already been checked. The bits after cn->pos
1490                  * aren't checked since these are by definition
1491                  * "unknown" at this point. Thus, what we want to see
1492                  * is if we are about to enter the "prefix matching"
1493                  * state, and in that case verify that the skipped
1494                  * bits that will prevail throughout this subtree are
1495                  * zero, as they have to be if we are to find a
1496                  * matching prefix.
1497                  */
1498
1499                 node_prefix = mask_pfx(cn->key, cn->pos);
1500                 key_prefix = mask_pfx(key, cn->pos);
1501                 pref_mismatch = key_prefix^node_prefix;
1502                 mp = 0;
1503
1504                 /*
1505                  * In short: If skipped bits in this node do not match
1506                  * the search key, enter the "prefix matching"
1507                  * state.directly.
1508                  */
1509                 if (pref_mismatch) {
1510                         while (!(pref_mismatch & (1<<(KEYLENGTH-1)))) {
1511                                 mp++;
1512                                 pref_mismatch = pref_mismatch << 1;
1513                         }
1514                         key_prefix = tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos-mp);
1515
1516                         if (key_prefix != 0)
1517                                 goto backtrace;
1518
1519                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1520                                 current_prefix_length = mp;
1521                 }
1522
1523                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1524                 chopped_off = 0;
1525                 continue;
1526
1527 backtrace:
1528                 chopped_off++;
1529
1530                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1531                 while ((chopped_off <= pn->bits)
1532                        && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1533                         chopped_off++;
1534
1535                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1536                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1537                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits
1538                                 - chopped_off;
1539
1540                 /*
1541                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1542                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1543                  */
1544
1545                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1546                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1547                 } else {
1548                         struct tnode *parent = node_parent((struct node *) pn);
1549                         if (!parent)
1550                                 goto failed;
1551
1552                         /* Get Child's index */
1553                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, parent->pos, parent->bits);
1554                         pn = parent;
1555                         chopped_off = 0;
1556
1557 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1558                         t->stats.backtrack++;
1559 #endif
1560                         goto backtrace;
1561                 }
1562         }
1563 failed:
1564         ret = 1;
1565 found:
1566         rcu_read_unlock();
1567         return ret;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Remove the leaf and return parent.
1572  */
1573 static void trie_leaf_remove(struct trie *t, struct leaf *l)
1574 {
1575         struct tnode *tp = node_parent((struct node *) l);
1576
1577         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", l);
1578
1579         if (tp) {
1580                 t_key cindex = tkey_extract_bits(l->key, tp->pos, tp->bits);
1581                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1582                 rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1583         } else
1584                 rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
1585
1586         free_leaf(l);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Caller must hold RTNL.
1591  */
1592 static int fn_trie_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1593 {
1594         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1595         u32 key, mask;
1596         int plen = cfg->fc_dst_len;
1597         u8 tos = cfg->fc_tos;
1598         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1599         struct list_head *fa_head;
1600         struct leaf *l;
1601         struct leaf_info *li;
1602
1603         if (plen > 32)
1604                 return -EINVAL;
1605
1606         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1607         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1608
1609         if (key & ~mask)
1610                 return -EINVAL;
1611
1612         key = key & mask;
1613         l = fib_find_node(t, key);
1614
1615         if (!l)
1616                 return -ESRCH;
1617
1618         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1619         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1620
1621         if (!fa)
1622                 return -ESRCH;
1623
1624         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1625
1626         fa_to_delete = NULL;
1627         fa = list_entry(fa->fa_list.prev, struct fib_alias, fa_list);
1628         list_for_each_entry_continue(fa, fa_head, fa_list) {
1629                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1630
1631                 if (fa->fa_tos != tos)
1632                         break;
1633
1634                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1635                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1636                      fa->fa_scope == cfg->fc_scope) &&
1637                     (!cfg->fc_protocol ||
1638                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1639                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1640                         fa_to_delete = fa;
1641                         break;
1642                 }
1643         }
1644
1645         if (!fa_to_delete)
1646                 return -ESRCH;
1647
1648         fa = fa_to_delete;
1649         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1650                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1651
1652         l = fib_find_node(t, key);
1653         li = find_leaf_info(l, plen);
1654
1655         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1656
1657         if (list_empty(fa_head)) {
1658                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1659                 free_leaf_info(li);
1660         }
1661
1662         if (hlist_empty(&l->list))
1663                 trie_leaf_remove(t, l);
1664
1665         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1666                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net, -1);
1667
1668         fib_release_info(fa->fa_info);
1669         alias_free_mem_rcu(fa);
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 static int trie_flush_list(struct list_head *head)
1674 {
1675         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1676         int found = 0;
1677
1678         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1679                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1680
1681                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1682                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1683                         fib_release_info(fa->fa_info);
1684                         alias_free_mem_rcu(fa);
1685                         found++;
1686                 }
1687         }
1688         return found;
1689 }
1690
1691 static int trie_flush_leaf(struct leaf *l)
1692 {
1693         int found = 0;
1694         struct hlist_head *lih = &l->list;
1695         struct hlist_node *node, *tmp;
1696         struct leaf_info *li = NULL;
1697
1698         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1699                 found += trie_flush_list(&li->falh);
1700
1701                 if (list_empty(&li->falh)) {
1702                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1703                         free_leaf_info(li);
1704                 }
1705         }
1706         return found;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Scan for the next right leaf starting at node p->child[idx]
1711  * Since we have back pointer, no recursion necessary.
1712  */
1713 static struct leaf *leaf_walk_rcu(struct tnode *p, struct node *c)
1714 {
1715         do {
1716                 t_key idx;
1717
1718                 if (c)
1719                         idx = tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits) + 1;
1720                 else
1721                         idx = 0;
1722
1723                 while (idx < 1u << p->bits) {
1724                         c = tnode_get_child_rcu(p, idx++);
1725                         if (!c)
1726                                 continue;
1727
1728                         if (IS_LEAF(c)) {
1729                                 prefetch(p->child[idx]);
1730                                 return (struct leaf *) c;
1731                         }
1732
1733                         /* Rescan start scanning in new node */
1734                         p = (struct tnode *) c;
1735                         idx = 0;
1736                 }
1737
1738                 /* Node empty, walk back up to parent */
1739                 c = (struct node *) p;
1740         } while ( (p = node_parent_rcu(c)) != NULL);
1741
1742         return NULL; /* Root of trie */
1743 }
1744
1745 static struct leaf *trie_firstleaf(struct trie *t)
1746 {
1747         struct tnode *n = (struct tnode *) rcu_dereference(t->trie);
1748
1749         if (!n)
1750                 return NULL;
1751
1752         if (IS_LEAF(n))          /* trie is just a leaf */
1753                 return (struct leaf *) n;
1754
1755         return leaf_walk_rcu(n, NULL);
1756 }
1757
1758 static struct leaf *trie_nextleaf(struct leaf *l)
1759 {
1760         struct node *c = (struct node *) l;
1761         struct tnode *p = node_parent(c);
1762
1763         if (!p)
1764                 return NULL;    /* trie with just one leaf */
1765
1766         return leaf_walk_rcu(p, c);
1767 }
1768
1769 static struct leaf *trie_leafindex(struct trie *t, int index)
1770 {
1771         struct leaf *l = trie_firstleaf(t);
1772
1773         while (l && index-- > 0)
1774                 l = trie_nextleaf(l);
1775
1776         return l;
1777 }
1778
1779
1780 /*
1781  * Caller must hold RTNL.
1782  */
1783 static int fn_trie_flush(struct fib_table *tb)
1784 {
1785         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1786         struct leaf *l, *ll = NULL;
1787         int found = 0;
1788
1789         for (l = trie_firstleaf(t); l; l = trie_nextleaf(l)) {
1790                 found += trie_flush_leaf(l);
1791
1792                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1793                         trie_leaf_remove(t, ll);
1794                 ll = l;
1795         }
1796
1797         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1798                 trie_leaf_remove(t, ll);
1799
1800         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1801         return found;
1802 }
1803
1804 static void fn_trie_select_default(struct fib_table *tb,
1805                                    const struct flowi *flp,
1806                                    struct fib_result *res)
1807 {
1808         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1809         int order, last_idx;
1810         struct fib_info *fi = NULL;
1811         struct fib_info *last_resort;
1812         struct fib_alias *fa = NULL;
1813         struct list_head *fa_head;
1814         struct leaf *l;
1815
1816         last_idx = -1;
1817         last_resort = NULL;
1818         order = -1;
1819
1820         rcu_read_lock();
1821
1822         l = fib_find_node(t, 0);
1823         if (!l)
1824                 goto out;
1825
1826         fa_head = get_fa_head(l, 0);
1827         if (!fa_head)
1828                 goto out;
1829
1830         if (list_empty(fa_head))
1831                 goto out;
1832
1833         list_for_each_entry_rcu(fa, fa_head, fa_list) {
1834                 struct fib_info *next_fi = fa->fa_info;
1835
1836                 if (fa->fa_scope != res->scope ||
1837                     fa->fa_type != RTN_UNICAST)
1838                         continue;
1839
1840                 if (next_fi->fib_priority > res->fi->fib_priority)
1841                         break;
1842                 if (!next_fi->fib_nh[0].nh_gw ||
1843                     next_fi->fib_nh[0].nh_scope != RT_SCOPE_LINK)
1844                         continue;
1845                 fa->fa_state |= FA_S_ACCESSED;
1846
1847                 if (fi == NULL) {
1848                         if (next_fi != res->fi)
1849                                 break;
1850                 } else if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort,
1851                                              &last_idx, tb->tb_default)) {
1852                         fib_result_assign(res, fi);
1853                         tb->tb_default = order;
1854                         goto out;
1855                 }
1856                 fi = next_fi;
1857                 order++;
1858         }
1859         if (order <= 0 || fi == NULL) {
1860                 tb->tb_default = -1;
1861                 goto out;
1862         }
1863
1864         if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort, &last_idx,
1865                                 tb->tb_default)) {
1866                 fib_result_assign(res, fi);
1867                 tb->tb_default = order;
1868                 goto out;
1869         }
1870         if (last_idx >= 0)
1871                 fib_result_assign(res, last_resort);
1872         tb->tb_default = last_idx;
1873 out:
1874         rcu_read_unlock();
1875 }
1876
1877 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah,
1878                            struct fib_table *tb,
1879                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1880 {
1881         int i, s_i;
1882         struct fib_alias *fa;
1883         __be32 xkey = htonl(key);
1884
1885         s_i = cb->args[5];
1886         i = 0;
1887
1888         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1889
1890         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1891                 if (i < s_i) {
1892                         i++;
1893                         continue;
1894                 }
1895
1896                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1897                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1898                                   RTM_NEWROUTE,
1899                                   tb->tb_id,
1900                                   fa->fa_type,
1901                                   fa->fa_scope,
1902                                   xkey,
1903                                   plen,
1904                                   fa->fa_tos,
1905                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1906                         cb->args[5] = i;
1907                         return -1;
1908                 }
1909                 i++;
1910         }
1911         cb->args[5] = i;
1912         return skb->len;
1913 }
1914
1915 static int fn_trie_dump_leaf(struct leaf *l, struct fib_table *tb,
1916                         struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1917 {
1918         struct leaf_info *li;
1919         struct hlist_node *node;
1920         int i, s_i;
1921
1922         s_i = cb->args[4];
1923         i = 0;
1924
1925         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1926         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
1927                 if (i < s_i) {
1928                         i++;
1929                         continue;
1930                 }
1931
1932                 if (i > s_i)
1933                         cb->args[5] = 0;
1934
1935                 if (list_empty(&li->falh))
1936                         continue;
1937
1938                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, li->plen, &li->falh, tb, skb, cb) < 0) {
1939                         cb->args[4] = i;
1940                         return -1;
1941                 }
1942                 i++;
1943         }
1944
1945         cb->args[4] = i;
1946         return skb->len;
1947 }
1948
1949 static int fn_trie_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1950                         struct netlink_callback *cb)
1951 {
1952         struct leaf *l;
1953         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1954         t_key key = cb->args[2];
1955         int count = cb->args[3];
1956
1957         rcu_read_lock();
1958         /* Dump starting at last key.
1959          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1960          */
1961         if (count == 0)
1962                 l = trie_firstleaf(t);
1963         else {
1964                 /* Normally, continue from last key, but if that is missing
1965                  * fallback to using slow rescan
1966                  */
1967                 l = fib_find_node(t, key);
1968                 if (!l)
1969                         l = trie_leafindex(t, count);
1970         }
1971
1972         while (l) {
1973                 cb->args[2] = l->key;
1974                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1975                         cb->args[3] = count;
1976                         rcu_read_unlock();
1977                         return -1;
1978                 }
1979
1980                 ++count;
1981                 l = trie_nextleaf(l);
1982                 memset(&cb->args[4], 0,
1983                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1984         }
1985         cb->args[3] = count;
1986         rcu_read_unlock();
1987
1988         return skb->len;
1989 }
1990
1991 void __init fib_hash_init(void)
1992 {
1993         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1994                                           sizeof(struct fib_alias),
1995                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1996
1997         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1998                                            max(sizeof(struct leaf),
1999                                                sizeof(struct leaf_info)),
2000                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
2001 }
2002
2003
2004 /* Fix more generic FIB names for init later */
2005 struct fib_table *fib_hash_table(u32 id)
2006 {
2007         struct fib_table *tb;
2008         struct trie *t;
2009
2010         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
2011                      GFP_KERNEL);
2012         if (tb == NULL)
2013                 return NULL;
2014
2015         tb->tb_id = id;
2016         tb->tb_default = -1;
2017         tb->tb_lookup = fn_trie_lookup;
2018         tb->tb_insert = fn_trie_insert;
2019         tb->tb_delete = fn_trie_delete;
2020         tb->tb_flush = fn_trie_flush;
2021         tb->tb_select_default = fn_trie_select_default;
2022         tb->tb_dump = fn_trie_dump;
2023
2024         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2025         memset(t, 0, sizeof(*t));
2026
2027         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
2028                 pr_info("IPv4 FIB: Using LC-trie version %s\n", VERSION);
2029
2030         return tb;
2031 }
2032
2033 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2034 /* Depth first Trie walk iterator */
2035 struct fib_trie_iter {
2036         struct seq_net_private p;
2037         struct fib_table *tb;
2038         struct tnode *tnode;
2039         unsigned index;
2040         unsigned depth;
2041 };
2042
2043 static struct node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2044 {
2045         struct tnode *tn = iter->tnode;
2046         unsigned cindex = iter->index;
2047         struct tnode *p;
2048
2049         /* A single entry routing table */
2050         if (!tn)
2051                 return NULL;
2052
2053         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2054                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2055 rescan:
2056         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2057                 struct node *n = tnode_get_child_rcu(tn, cindex);
2058
2059                 if (n) {
2060                         if (IS_LEAF(n)) {
2061                                 iter->tnode = tn;
2062                                 iter->index = cindex + 1;
2063                         } else {
2064                                 /* push down one level */
2065                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2066                                 iter->index = 0;
2067                                 ++iter->depth;
2068                         }
2069                         return n;
2070                 }
2071
2072                 ++cindex;
2073         }
2074
2075         /* Current node exhausted, pop back up */
2076         p = node_parent_rcu((struct node *)tn);
2077         if (p) {
2078                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2079                 tn = p;
2080                 --iter->depth;
2081                 goto rescan;
2082         }
2083
2084         /* got root? */
2085         return NULL;
2086 }
2087
2088 static struct node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2089                                        struct trie *t)
2090 {
2091         struct node *n;
2092
2093         if (!t)
2094                 return NULL;
2095
2096         n = rcu_dereference(t->trie);
2097         if (!n)
2098                 return NULL;
2099
2100         if (IS_TNODE(n)) {
2101                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2102                 iter->index = 0;
2103                 iter->depth = 1;
2104         } else {
2105                 iter->tnode = NULL;
2106                 iter->index = 0;
2107                 iter->depth = 0;
2108         }
2109
2110         return n;
2111 }
2112
2113 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2114 {
2115         struct node *n;
2116         struct fib_trie_iter iter;
2117
2118         memset(s, 0, sizeof(*s));
2119
2120         rcu_read_lock();
2121         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2122                 if (IS_LEAF(n)) {
2123                         struct leaf *l = (struct leaf *)n;
2124                         struct leaf_info *li;
2125                         struct hlist_node *tmp;
2126
2127                         s->leaves++;
2128                         s->totdepth += iter.depth;
2129                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2130                                 s->maxdepth = iter.depth;
2131
2132                         hlist_for_each_entry_rcu(li, tmp, &l->list, hlist)
2133                                 ++s->prefixes;
2134                 } else {
2135                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2136                         int i;
2137
2138                         s->tnodes++;
2139                         if (tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2140                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2141
2142                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2143                                 if (!tn->child[i])
2144                                         s->nullpointers++;
2145                 }
2146         }
2147         rcu_read_unlock();
2148 }
2149
2150 /*
2151  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2152  */
2153 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2154 {
2155         unsigned i, max, pointers, bytes, avdepth;
2156
2157         if (stat->leaves)
2158                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2159         else
2160                 avdepth = 0;
2161
2162         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2163                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2164         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2165
2166         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2167         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2168
2169         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2170         bytes += sizeof(struct leaf_info) * stat->prefixes;
2171
2172         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2173         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2174
2175         max = MAX_STAT_DEPTH;
2176         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2177                 max--;
2178
2179         pointers = 0;
2180         for (i = 1; i <= max; i++)
2181                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2182                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2183                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2184                 }
2185         seq_putc(seq, '\n');
2186         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2187
2188         bytes += sizeof(struct node *) * pointers;
2189         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2190         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2191 }
2192
2193 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2194 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2195                             const struct trie_use_stats *stats)
2196 {
2197         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2198         seq_printf(seq, "gets = %u\n", stats->gets);
2199         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", stats->backtrack);
2200         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2201                    stats->semantic_match_passed);
2202         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n",
2203                    stats->semantic_match_miss);
2204         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", stats->null_node_hit);
2205         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n",
2206                    stats->resize_node_skipped);
2207 }
2208 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2209
2210 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2211 {
2212         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2213                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2214         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2215                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2216         else
2217                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2218 }
2219
2220
2221 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2222 {
2223         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2224         unsigned int h;
2225
2226         seq_printf(seq,
2227                    "Basic info: size of leaf:"
2228                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2229                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2230
2231         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2232                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2233                 struct hlist_node *node;
2234                 struct fib_table *tb;
2235
2236                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2237                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2238                         struct trie_stat stat;
2239
2240                         if (!t)
2241                                 continue;
2242
2243                         fib_table_print(seq, tb);
2244
2245                         trie_collect_stats(t, &stat);
2246                         trie_show_stats(seq, &stat);
2247 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2248                         trie_show_usage(seq, &t->stats);
2249 #endif
2250                 }
2251         }
2252
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2257 {
2258         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2259 }
2260
2261 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2262         .owner  = THIS_MODULE,
2263         .open   = fib_triestat_seq_open,
2264         .read   = seq_read,
2265         .llseek = seq_lseek,
2266         .release = single_release_net,
2267 };
2268
2269 static struct node *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2270 {
2271         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2272         struct net *net = seq_file_net(seq);
2273         loff_t idx = 0;
2274         unsigned int h;
2275
2276         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2277                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2278                 struct hlist_node *node;
2279                 struct fib_table *tb;
2280
2281                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, node, head, tb_hlist) {
2282                         struct node *n;
2283
2284                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2285                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2286                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2287                                 if (pos == idx++) {
2288                                         iter->tb = tb;
2289                                         return n;
2290                                 }
2291                 }
2292         }
2293
2294         return NULL;
2295 }
2296
2297 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2298         __acquires(RCU)
2299 {
2300         rcu_read_lock();
2301         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2302 }
2303
2304 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2305 {
2306         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2307         struct net *net = seq_file_net(seq);
2308         struct fib_table *tb = iter->tb;
2309         struct hlist_node *tb_node;
2310         unsigned int h;
2311         struct node *n;
2312
2313         ++*pos;
2314         /* next node in same table */
2315         n = fib_trie_get_next(iter);
2316         if (n)
2317                 return n;
2318
2319         /* walk rest of this hash chain */
2320         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2321         while ( (tb_node = rcu_dereference(tb->tb_hlist.next)) ) {
2322                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2323                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2324                 if (n)
2325                         goto found;
2326         }
2327
2328         /* new hash chain */
2329         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2330                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2331                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, tb_node, head, tb_hlist) {
2332                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2333                         if (n)
2334                                 goto found;
2335                 }
2336         }
2337         return NULL;
2338
2339 found:
2340         iter->tb = tb;
2341         return n;
2342 }
2343
2344 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2345         __releases(RCU)
2346 {
2347         rcu_read_unlock();
2348 }
2349
2350 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2351 {
2352         while (n-- > 0) seq_puts(seq, "   ");
2353 }
2354
2355 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2356 {
2357         switch (s) {
2358         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2359         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2360         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2361         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2362         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2363         default:
2364                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2365                 return buf;
2366         }
2367 }
2368
2369 static const char *rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2370         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2371         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2372         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2373         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2374         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2375         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2376         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2377         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2378         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2379         [RTN_THROW] = "THROW",
2380         [RTN_NAT] = "NAT",
2381         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2382 };
2383
2384 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned t)
2385 {
2386         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2387                 return rtn_type_names[t];
2388         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2389         return buf;
2390 }
2391
2392 /* Pretty print the trie */
2393 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2394 {
2395         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2396         struct node *n = v;
2397
2398         if (!node_parent_rcu(n))
2399                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2400
2401         if (IS_TNODE(n)) {
2402                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2403                 __be32 prf = htonl(mask_pfx(tn->key, tn->pos));
2404
2405                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2406                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%d %d %d %d\n",
2407                            &prf, tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2408                            tn->empty_children);
2409
2410         } else {
2411                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2412                 struct leaf_info *li;
2413                 struct hlist_node *node;
2414                 __be32 val = htonl(l->key);
2415
2416                 seq_indent(seq, iter->depth);
2417                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2418
2419                 hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2420                         struct fib_alias *fa;
2421
2422                         list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2423                                 char buf1[32], buf2[32];
2424
2425                                 seq_indent(seq, iter->depth+1);
2426                                 seq_printf(seq, "  /%d %s %s", li->plen,
2427                                            rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2428                                                      fa->fa_scope),
2429                                            rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2430                                                     fa->fa_type));
2431                                 if (fa->fa_tos)
2432                                         seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2433                                 seq_putc(seq, '\n');
2434                         }
2435                 }
2436         }
2437
2438         return 0;
2439 }
2440
2441 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2442         .start  = fib_trie_seq_start,
2443         .next   = fib_trie_seq_next,
2444         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2445         .show   = fib_trie_seq_show,
2446 };
2447
2448 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2449 {
2450         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2451                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2452 }
2453
2454 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2455         .owner  = THIS_MODULE,
2456         .open   = fib_trie_seq_open,
2457         .read   = seq_read,
2458         .llseek = seq_lseek,
2459         .release = seq_release_net,
2460 };
2461
2462 struct fib_route_iter {
2463         struct seq_net_private p;
2464         struct trie *main_trie;
2465         loff_t  pos;
2466         t_key   key;
2467 };
2468
2469 static struct leaf *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter, loff_t pos)
2470 {
2471         struct leaf *l = NULL;
2472         struct trie *t = iter->main_trie;
2473
2474         /* use cache location of last found key */
2475         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos && (l = fib_find_node(t, iter->key)))
2476                 pos -= iter->pos;
2477         else {
2478                 iter->pos = 0;
2479                 l = trie_firstleaf(t);
2480         }
2481
2482         while (l && pos-- > 0) {
2483                 iter->pos++;
2484                 l = trie_nextleaf(l);
2485         }
2486
2487         if (l)
2488                 iter->key = pos;        /* remember it */
2489         else
2490                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2491
2492         return l;
2493 }
2494
2495 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2496         __acquires(RCU)
2497 {
2498         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2499         struct fib_table *tb;
2500
2501         rcu_read_lock();
2502         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2503         if (!tb)
2504                 return NULL;
2505
2506         iter->main_trie = (struct trie *) tb->tb_data;
2507         if (*pos == 0)
2508                 return SEQ_START_TOKEN;
2509         else
2510                 return fib_route_get_idx(iter, *pos - 1);
2511 }
2512
2513 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2514 {
2515         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2516         struct leaf *l = v;
2517
2518         ++*pos;
2519         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2520                 iter->pos = 0;
2521                 l = trie_firstleaf(iter->main_trie);
2522         } else {
2523                 iter->pos++;
2524                 l = trie_nextleaf(l);
2525         }
2526
2527         if (l)
2528                 iter->key = l->key;
2529         else
2530                 iter->pos = 0;
2531         return l;
2532 }
2533
2534 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2535         __releases(RCU)
2536 {
2537         rcu_read_unlock();
2538 }
2539
2540 static unsigned fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2541 {
2542         static unsigned type2flags[RTN_MAX + 1] = {
2543                 [7] = RTF_REJECT, [8] = RTF_REJECT,
2544         };
2545         unsigned flags = type2flags[type];
2546
2547         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2548                 flags |= RTF_GATEWAY;
2549         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2550                 flags |= RTF_HOST;
2551         flags |= RTF_UP;
2552         return flags;
2553 }
2554
2555 /*
2556  *      This outputs /proc/net/route.
2557  *      The format of the file is not supposed to be changed
2558  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2559  *      legacy utilities
2560  */
2561 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2562 {
2563         struct leaf *l = v;
2564         struct leaf_info *li;
2565         struct hlist_node *node;
2566
2567         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2568                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2569                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2570                            "\tWindow\tIRTT");
2571                 return 0;
2572         }
2573
2574         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, &l->list, hlist) {
2575                 struct fib_alias *fa;
2576                 __be32 mask, prefix;
2577
2578                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2579                 prefix = htonl(l->key);
2580
2581                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2582                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2583                         unsigned flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2584                         int len;
2585
2586                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2587                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2588                                 continue;
2589
2590                         if (fi)
2591                                 seq_printf(seq,
2592                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2593                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2594                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2595                                          prefix,
2596                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2597                                          fi->fib_priority,
2598                                          mask,
2599                                          (fi->fib_advmss ?
2600                                           fi->fib_advmss + 40 : 0),
2601                                          fi->fib_window,
2602                                          fi->fib_rtt >> 3, &len);
2603                         else
2604                                 seq_printf(seq,
2605                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2606                                          "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u%n",
2607                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2608                                          mask, 0, 0, 0, &len);
2609
2610                         seq_printf(seq, "%*s\n", 127 - len, "");
2611                 }
2612         }
2613
2614         return 0;
2615 }
2616
2617 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2618         .start  = fib_route_seq_start,
2619         .next   = fib_route_seq_next,
2620         .stop   = fib_route_seq_stop,
2621         .show   = fib_route_seq_show,
2622 };
2623
2624 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2625 {
2626         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2627                             sizeof(struct fib_route_iter));
2628 }
2629
2630 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2631         .owner  = THIS_MODULE,
2632         .open   = fib_route_seq_open,
2633         .read   = seq_read,
2634         .llseek = seq_lseek,
2635         .release = seq_release_net,
2636 };
2637
2638 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2639 {
2640         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2641                 goto out1;
2642
2643         if (!proc_net_fops_create(net, "fib_triestat", S_IRUGO,
2644                                   &fib_triestat_fops))
2645                 goto out2;
2646
2647         if (!proc_net_fops_create(net, "route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2648                 goto out3;
2649
2650         return 0;
2651
2652 out3:
2653         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2654 out2:
2655         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2656 out1:
2657         return -ENOMEM;
2658 }
2659
2660 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2661 {
2662         proc_net_remove(net, "fib_trie");
2663         proc_net_remove(net, "fib_triestat");
2664         proc_net_remove(net, "route");
2665 }
2666
2667 #endif /* CONFIG_PROC_FS */