net/ipv4/fib_trie.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *
   4  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
   5  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
   6  *
   7  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
   8  *     Agricultural Sciences.
   9  *
  10  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
  11  *
  12  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
  13  *
  14  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
  15  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
  16  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
  17  *
  18  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
  19  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
  20  *
  21  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
  22  *
  23  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
  24  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
  25  *              interface as the means of communication with the user level.
  26  *
  27  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
  28  *
  29  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
  30  *
  31  * Substantial contributions to this work comes from:
  32  *
  33  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
  34  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
  35  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  36  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
  37  */
  38
  39 #define VERSION "0.409"
  40
  41 #include <linux/cache.h>
  42 #include <linux/uaccess.h>
  43 #include <linux/bitops.h>
  44 #include <linux/types.h>
  45 #include <linux/kernel.h>
  46 #include <linux/mm.h>
  47 #include <linux/string.h>
  48 #include <linux/socket.h>
  49 #include <linux/sockios.h>
  50 #include <linux/errno.h>
  51 #include <linux/in.h>
  52 #include <linux/inet.h>
  53 #include <linux/inetdevice.h>
  54 #include <linux/netdevice.h>
  55 #include <linux/if_arp.h>
  56 #include <linux/proc_fs.h>
  57 #include <linux/rcupdate.h>
  58 #include <linux/skbuff.h>
  59 #include <linux/netlink.h>
  60 #include <linux/init.h>
  61 #include <linux/list.h>
  62 #include <linux/slab.h>
  63 #include <linux/export.h>
  64 #include <linux/vmalloc.h>
  65 #include <linux/notifier.h>
  66 #include <net/net_namespace.h>
  67 #include <net/ip.h>
  68 #include <net/protocol.h>
  69 #include <net/route.h>
  70 #include <net/tcp.h>
  71 #include <net/sock.h>
  72 #include <net/ip_fib.h>
  73 #include <net/fib_notifier.h>
  74 #include <trace/events/fib.h>
  75 #include "fib_lookup.h"
  76
  77 static int call_fib_entry_notifier(struct notifier_block *nb,
  78                                    enum fib_event_type event_type, u32 dst,
  79                                    int dst_len, struct fib_alias *fa,
  80                                    struct netlink_ext_ack *extack)
  81 {
  82         struct fib_entry_notifier_info info = {
  83                 .info.extack = extack,
  84                 .dst = dst,
  85                 .dst_len = dst_len,
  86                 .fi = fa->fa_info,
  87                 .tos = fa->fa_tos,
  88                 .type = fa->fa_type,
  89                 .tb_id = fa->tb_id,
  90         };
  91         return call_fib4_notifier(nb, event_type, &info.info);
  92 }
  93
  94 static int call_fib_entry_notifiers(struct net *net,
  95                                     enum fib_event_type event_type, u32 dst,
  96                                     int dst_len, struct fib_alias *fa,
  97                                     struct netlink_ext_ack *extack)
  98 {
  99         struct fib_entry_notifier_info info = {
 100                 .info.extack = extack,
 101                 .dst = dst,
 102                 .dst_len = dst_len,
 103                 .fi = fa->fa_info,
 104                 .tos = fa->fa_tos,
 105                 .type = fa->fa_type,
 106                 .tb_id = fa->tb_id,
 107         };
 108         return call_fib4_notifiers(net, event_type, &info.info);
 109 }
 110
 111 #define MAX_STAT_DEPTH 32
 112
 113 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
 114 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
 115
 116 typedef unsigned int t_key;
 117
 118 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
 119 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
 120 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
 121
 122 struct key_vector {
 123         t_key key;
 124         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 125         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 126         unsigned char slen;
 127         union {
 128                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
 129                 struct hlist_head leaf;
 130                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
 131                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
 132         };
 133 };
 134
 135 struct tnode {
 136         struct rcu_head rcu;
 137         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
 138         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
 139         struct key_vector __rcu *parent;
 140         struct key_vector kv[1];
 141 #define tn_bits kv[0].bits
 142 };
 143
 144 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
 145 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
 146
 147 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 148 struct trie_use_stats {
 149         unsigned int gets;
 150         unsigned int backtrack;
 151         unsigned int semantic_match_passed;
 152         unsigned int semantic_match_miss;
 153         unsigned int null_node_hit;
 154         unsigned int resize_node_skipped;
 155 };
 156 #endif
 157
 158 struct trie_stat {
 159         unsigned int totdepth;
 160         unsigned int maxdepth;
 161         unsigned int tnodes;
 162         unsigned int leaves;
 163         unsigned int nullpointers;
 164         unsigned int prefixes;
 165         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
 166 };
 167
 168 struct trie {
 169         struct key_vector kv[1];
 170 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 171         struct trie_use_stats __percpu *stats;
 172 #endif
 173 };
 174
 175 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
 176 static unsigned int tnode_free_size;
 177
 178 /*
 179  * synchronize_rcu after call_rcu for outstanding dirty memory; it should be
 180  * especially useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs;
 181  * the value was obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
 182  */
 183 unsigned int sysctl_fib_sync_mem = 512 * 1024;
 184 unsigned int sysctl_fib_sync_mem_min = 64 * 1024;
 185 unsigned int sysctl_fib_sync_mem_max = 64 * 1024 * 1024;
 186
 187 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __ro_after_init;
 188 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __ro_after_init;
 189
 190 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
 191 {
 192         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
 193 }
 194
 195 /* caller must hold RTNL */
 196 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
 197 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
 198
 199 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
 200 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
 201 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
 202
 203 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
 204 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
 205 {
 206         if (n)
 207                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
 208 }
 209
 210 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
 211
 212 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
 213  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
 214  */
 215 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
 216 {
 217         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
 218 }
 219
 220 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
 221
 222 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
 223 {
 224         unsigned long index = key ^ kv->key;
 225
 226         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
 227                 return 0;
 228
 229         return index >> kv->pos;
 230 }
 231
 232 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
 233  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
 234  * all of the bits in that key are significant.
 235  *
 236  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
 237  *
 238  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
 239  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
 240  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
 241  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
 242  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
 243  * correct key path.
 244  *
 245  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
 246  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
 247  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
 248  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
 249  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
 250  *
 251  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
 252  * have many different meanings.
 253  *
 254  * Example:
 255  * _________________________________________________________________
 256  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
 257  * -----------------------------------------------------------------
 258  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
 259  *
 260  * _________________________________________________________________
 261  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
 262  * -----------------------------------------------------------------
 263  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
 264  *
 265  * tp->pos = 22
 266  * tp->bits = 3
 267  * n->pos = 13
 268  * n->bits = 4
 269  *
 270  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
 271  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
 272  * point we do not use them for anything.
 273  *
 274  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
 275  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
 276  * 'n' among tp's children.
 277  *
 278  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tp->pos - 1) - "S" - are skipped bits
 279  * for the node n.
 280  *
 281  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
 282  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
 283  *
 284  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
 285  * n's child array, and will of course be different for each child.
 286  *
 287  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos -1) - "u" - are completely unknown
 288  * at this point.
 289  */
 290
 291 static const int halve_threshold = 25;
 292 static const int inflate_threshold = 50;
 293 static const int halve_threshold_root = 15;
 294 static const int inflate_threshold_root = 30;
 295
 296 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
 297 {
 298         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
 299         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
 300 }
 301
 302 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
 303 {
 304         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
 305 }
 306
 307 #define TNODE_KMALLOC_MAX \
 308         ilog2((PAGE_SIZE - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
 309 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
 310         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
 311
 312 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
 313 {
 314         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
 315
 316         if (!n->tn_bits)
 317                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
 318         else
 319                 kvfree(n);
 320 }
 321
 322 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
 323
 324 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
 325 {
 326         size_t size;
 327
 328         /* verify bits is within bounds */
 329         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
 330                 return NULL;
 331
 332         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
 333         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
 334
 335         if (size <= PAGE_SIZE)
 336                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 337         else
 338                 return vzalloc(size);
 339 }
 340
 341 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
 342 {
 343         tn_info(n)->empty_children++;
 344
 345         if (!tn_info(n)->empty_children)
 346                 tn_info(n)->full_children++;
 347 }
 348
 349 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
 350 {
 351         if (!tn_info(n)->empty_children)
 352                 tn_info(n)->full_children--;
 353
 354         tn_info(n)->empty_children--;
 355 }
 356
 357 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
 358 {
 359         struct key_vector *l;
 360         struct tnode *kv;
 361
 362         kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
 363         if (!kv)
 364                 return NULL;
 365
 366         /* initialize key vector */
 367         l = kv->kv;
 368         l->key = key;
 369         l->pos = 0;
 370         l->bits = 0;
 371         l->slen = fa->fa_slen;
 372
 373         /* link leaf to fib alias */
 374         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
 375         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
 376
 377         return l;
 378 }
 379
 380 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
 381 {
 382         unsigned int shift = pos + bits;
 383         struct key_vector *tn;
 384         struct tnode *tnode;
 385
 386         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
 387         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
 388
 389         tnode = tnode_alloc(bits);
 390         if (!tnode)
 391                 return NULL;
 392
 393         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
 394                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
 395
 396         if (bits == KEYLENGTH)
 397                 tnode->full_children = 1;
 398         else
 399                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
 400
 401         tn = tnode->kv;
 402         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
 403         tn->pos = pos;
 404         tn->bits = bits;
 405         tn->slen = pos;
 406
 407         return tn;
 408 }
 409
 410 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
 411  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
 412  */
 413 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
 414 {
 415         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
 416 }
 417
 418 /* Add a child at position i overwriting the old value.
 419  * Update the value of full_children and empty_children.
 420  */
 421 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
 422                       struct key_vector *n)
 423 {
 424         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
 425         int isfull, wasfull;
 426
 427         BUG_ON(i >= child_length(tn));
 428
 429         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
 430         if (!n && chi)
 431                 empty_child_inc(tn);
 432         if (n && !chi)
 433                 empty_child_dec(tn);
 434
 435         /* update fullChildren */
 436         wasfull = tnode_full(tn, chi);
 437         isfull = tnode_full(tn, n);
 438
 439         if (wasfull && !isfull)
 440                 tn_info(tn)->full_children--;
 441         else if (!wasfull && isfull)
 442                 tn_info(tn)->full_children++;
 443
 444         if (n && (tn->slen < n->slen))
 445                 tn->slen = n->slen;
 446
 447         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
 448 }
 449
 450 static void update_children(struct key_vector *tn)
 451 {
 452         unsigned long i;
 453
 454         /* update all of the child parent pointers */
 455         for (i = child_length(tn); i;) {
 456                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
 457
 458                 if (!inode)
 459                         continue;
 460
 461                 /* Either update the children of a tnode that
 462                  * already belongs to us or update the child
 463                  * to point to ourselves.
 464                  */
 465                 if (node_parent(inode) == tn)
 466                         update_children(inode);
 467                 else
 468                         node_set_parent(inode, tn);
 469         }
 470 }
 471
 472 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
 473                                   struct key_vector *n)
 474 {
 475         if (IS_TRIE(tp))
 476                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
 477         else
 478                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
 479 }
 480
 481 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
 482 {
 483         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
 484 }
 485
 486 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
 487                                      struct key_vector *n)
 488 {
 489         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
 490         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
 491 }
 492
 493 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
 494 {
 495         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
 496
 497         while (head) {
 498                 head = head->next;
 499                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
 500                 node_free(tn);
 501
 502                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
 503         }
 504
 505         if (tnode_free_size >= sysctl_fib_sync_mem) {
 506                 tnode_free_size = 0;
 507                 synchronize_rcu();
 508         }
 509 }
 510
 511 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
 512                                   struct key_vector *oldtnode,
 513                                   struct key_vector *tn)
 514 {
 515         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
 516         unsigned long i;
 517
 518         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
 519         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
 520         put_child_root(tp, tn->key, tn);
 521
 522         /* update all of the child parent pointers */
 523         update_children(tn);
 524
 525         /* all pointers should be clean so we are done */
 526         tnode_free(oldtnode);
 527
 528         /* resize children now that oldtnode is freed */
 529         for (i = child_length(tn); i;) {
 530                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
 531
 532                 /* resize child node */
 533                 if (tnode_full(tn, inode))
 534                         tn = resize(t, inode);
 535         }
 536
 537         return tp;
 538 }
 539
 540 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
 541                                   struct key_vector *oldtnode)
 542 {
 543         struct key_vector *tn;
 544         unsigned long i;
 545         t_key m;
 546
 547         pr_debug("In inflate\n");
 548
 549         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
 550         if (!tn)
 551                 goto notnode;
 552
 553         /* prepare oldtnode to be freed */
 554         tnode_free_init(oldtnode);
 555
 556         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
 557          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
 558          * point to existing tnodes and the links between our allocated
 559          * nodes.
 560          */
 561         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
 562                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
 563                 struct key_vector *node0, *node1;
 564                 unsigned long j, k;
 565
 566                 /* An empty child */
 567                 if (!inode)
 568                         continue;
 569
 570                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
 571                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
 572                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
 573                         continue;
 574                 }
 575
 576                 /* drop the node in the old tnode free list */
 577                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
 578
 579                 /* An internal node with two children */
 580                 if (inode->bits == 1) {
 581                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
 582                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
 583                         continue;
 584                 }
 585
 586                 /* We will replace this node 'inode' with two new
 587                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
 588                  * original children. The two new nodes will have
 589                  * a position one bit further down the key and this
 590                  * means that the "significant" part of their keys
 591                  * (see the discussion near the top of this file)
 592                  * will differ by one bit, which will be "0" in
 593                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
 594                  * moving the key position by one step, the bit that
 595                  * we are moving away from - the bit at position
 596                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
 597                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
 598                  * two new keys.
 599                  */
 600                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
 601                 if (!node1)
 602                         goto nomem;
 603                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
 604
 605                 tnode_free_append(tn, node1);
 606                 if (!node0)
 607                         goto nomem;
 608                 tnode_free_append(tn, node0);
 609
 610                 /* populate child pointers in new nodes */
 611                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
 612                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
 613                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
 614                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
 615                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
 616                 }
 617
 618                 /* link new nodes to parent */
 619                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
 620                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
 621
 622                 /* link parent to nodes */
 623                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
 624                 put_child(tn, 2 * i, node0);
 625         }
 626
 627         /* setup the parent pointers into and out of this node */
 628         return replace(t, oldtnode, tn);
 629 nomem:
 630         /* all pointers should be clean so we are done */
 631         tnode_free(tn);
 632 notnode:
 633         return NULL;
 634 }
 635
 636 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
 637                                 struct key_vector *oldtnode)
 638 {
 639         struct key_vector *tn;
 640         unsigned long i;
 641
 642         pr_debug("In halve\n");
 643
 644         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
 645         if (!tn)
 646                 goto notnode;
 647
 648         /* prepare oldtnode to be freed */
 649         tnode_free_init(oldtnode);
 650
 651         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
 652          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
 653          * point to existing tnodes and the links between our allocated
 654          * nodes.
 655          */
 656         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
 657                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
 658                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
 659                 struct key_vector *inode;
 660
 661                 /* At least one of the children is empty */
 662                 if (!node1 || !node0) {
 663                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
 664                         continue;
 665                 }
 666
 667                 /* Two nonempty children */
 668                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
 669                 if (!inode)
 670                         goto nomem;
 671                 tnode_free_append(tn, inode);
 672
 673                 /* initialize pointers out of node */
 674                 put_child(inode, 1, node1);
 675                 put_child(inode, 0, node0);
 676                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
 677
 678                 /* link parent to node */
 679                 put_child(tn, i / 2, inode);
 680         }
 681
 682         /* setup the parent pointers into and out of this node */
 683         return replace(t, oldtnode, tn);
 684 nomem:
 685         /* all pointers should be clean so we are done */
 686         tnode_free(tn);
 687 notnode:
 688         return NULL;
 689 }
 690
 691 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
 692                                    struct key_vector *oldtnode)
 693 {
 694         struct key_vector *n, *tp;
 695         unsigned long i;
 696
 697         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
 698         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
 699                 n = get_child(oldtnode, --i);
 700
 701         /* compress one level */
 702         tp = node_parent(oldtnode);
 703         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
 704         node_set_parent(n, tp);
 705
 706         /* drop dead node */
 707         node_free(oldtnode);
 708
 709         return tp;
 710 }
 711
 712 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
 713 {
 714         unsigned char slen = tn->pos;
 715         unsigned long stride, i;
 716         unsigned char slen_max;
 717
 718         /* only vector 0 can have a suffix length greater than or equal to
 719          * tn->pos + tn->bits, the second highest node will have a suffix
 720          * length at most of tn->pos + tn->bits - 1
 721          */
 722         slen_max = min_t(unsigned char, tn->pos + tn->bits - 1, tn->slen);
 723
 724         /* search though the list of children looking for nodes that might
 725          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
 726          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
 727          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
 728          */
 729         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
 730                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
 731
 732                 if (!n || (n->slen <= slen))
 733                         continue;
 734
 735                 /* update stride and slen based on new value */
 736                 stride <<= (n->slen - slen);
 737                 slen = n->slen;
 738                 i &= ~(stride - 1);
 739
 740                 /* stop searching if we have hit the maximum possible value */
 741                 if (slen >= slen_max)
 742                         break;
 743         }
 744
 745         tn->slen = slen;
 746
 747         return slen;
 748 }
 749
 750 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
 751  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
 752  * Telecommunications, page 6:
 753  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
 754  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
 755  *
 756  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
 757  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
 758  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
 759  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
 760  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
 761  * multiply the left-hand side by 50.
 762  *
 763  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
 764  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
 765  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
 766  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
 767  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
 768  * we just count them one extra time here.
 769  *
 770  * A clearer way to write this would be:
 771  *
 772  * to_be_doubled = tn->full_children;
 773  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
 774  *     tn->full_children;
 775  *
 776  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
 777  *
 778  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
 779  *      new_child_length;
 780  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
 781  *
 782  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
 783  *
 784  * anyway,
 785  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
 786  *      inflate_threshold
 787  *
 788  * avoid a division:
 789  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
 790  *      inflate_threshold * new_child_length
 791  *
 792  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
 793  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 794  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
 795  *
 796  * expand new_child_length:
 797  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 798  *    tn->full_children) >=
 799  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
 800  *
 801  * shorten again:
 802  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
 803  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
 804  *    child_length(tn)
 805  *
 806  */
 807 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
 808 {
 809         unsigned long used = child_length(tn);
 810         unsigned long threshold = used;
 811
 812         /* Keep root node larger */
 813         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
 814         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 815         used += tn_info(tn)->full_children;
 816
 817         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
 818
 819         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
 820 }
 821
 822 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
 823 {
 824         unsigned long used = child_length(tn);
 825         unsigned long threshold = used;
 826
 827         /* Keep root node larger */
 828         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
 829         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 830
 831         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
 832
 833         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
 834 }
 835
 836 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
 837 {
 838         unsigned long used = child_length(tn);
 839
 840         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 841
 842         /* account for bits == KEYLENGTH case */
 843         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
 844                 used -= KEY_MAX;
 845
 846         /* One child or none, time to drop us from the trie */
 847         return used < 2;
 848 }
 849
 850 #define MAX_WORK 10
 851 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
 852 {
 853 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 854         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
 855 #endif
 856         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
 857         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
 858         int max_work = MAX_WORK;
 859
 860         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
 861                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
 862
 863         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
 864          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
 865          * thing without us interfering
 866          */
 867         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
 868
 869         /* Double as long as the resulting node has a number of
 870          * nonempty nodes that are above the threshold.
 871          */
 872         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
 873                 tp = inflate(t, tn);
 874                 if (!tp) {
 875 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 876                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
 877 #endif
 878                         break;
 879                 }
 880
 881                 max_work--;
 882                 tn = get_child(tp, cindex);
 883         }
 884
 885         /* update parent in case inflate failed */
 886         tp = node_parent(tn);
 887
 888         /* Return if at least one inflate is run */
 889         if (max_work != MAX_WORK)
 890                 return tp;
 891
 892         /* Halve as long as the number of empty children in this
 893          * node is above threshold.
 894          */
 895         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
 896                 tp = halve(t, tn);
 897                 if (!tp) {
 898 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 899                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
 900 #endif
 901                         break;
 902                 }
 903
 904                 max_work--;
 905                 tn = get_child(tp, cindex);
 906         }
 907
 908         /* Only one child remains */
 909         if (should_collapse(tn))
 910                 return collapse(t, tn);
 911
 912         /* update parent in case halve failed */
 913         return node_parent(tn);
 914 }
 915
 916 static void node_pull_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
 917 {
 918         unsigned char node_slen = tn->slen;
 919
 920         while ((node_slen > tn->pos) && (node_slen > slen)) {
 921                 slen = update_suffix(tn);
 922                 if (node_slen == slen)
 923                         break;
 924
 925                 tn = node_parent(tn);
 926                 node_slen = tn->slen;
 927         }
 928 }
 929
 930 static void node_push_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
 931 {
 932         while (tn->slen < slen) {
 933                 tn->slen = slen;
 934                 tn = node_parent(tn);
 935         }
 936 }
 937
 938 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 939 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
 940                                         struct key_vector **tp, u32 key)
 941 {
 942         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
 943         unsigned long index = 0;
 944
 945         do {
 946                 pn = n;
 947                 n = get_child_rcu(n, index);
 948
 949                 if (!n)
 950                         break;
 951
 952                 index = get_cindex(key, n);
 953
 954                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
 955                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
 956                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
 957                  * is the difference between the key and this value.  From
 958                  * this we can actually derive several pieces of data.
 959                  *   if (index >= (1ul << bits))
 960                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
 961                  *   else
 962                  *     we know the value is cindex
 963                  *
 964                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
 965                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
 966                  * long is greater than 32 bits.
 967                  */
 968                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
 969                         n = NULL;
 970                         break;
 971                 }
 972
 973                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
 974         } while (IS_TNODE(n));
 975
 976         *tp = pn;
 977
 978         return n;
 979 }
 980
 981 /* Return the first fib alias matching TOS with
 982  * priority less than or equal to PRIO.
 983  * If 'find_first' is set, return the first matching
 984  * fib alias, regardless of TOS and priority.
 985  */
 986 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
 987                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id,
 988                                         bool find_first)
 989 {
 990         struct fib_alias *fa;
 991
 992         if (!fah)
 993                 return NULL;
 994
 995         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
 996                 if (fa->fa_slen < slen)
 997                         continue;
 998                 if (fa->fa_slen != slen)
 999                         break;
1000                 if (fa->tb_id > tb_id)
1001                         continue;
1002                 if (fa->tb_id != tb_id)
1003                         break;
1004                 if (find_first)
1005                         return fa;
1006                 if (fa->fa_tos > tos)
1007                         continue;
1008                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
1009                         return fa;
1010         }
1011
1012         return NULL;
1013 }
1014
1015 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
1016 {
1017         while (!IS_TRIE(tn))
1018                 tn = resize(t, tn);
1019 }
1020
1021 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1022                            struct fib_alias *new, t_key key)
1023 {
1024         struct key_vector *n, *l;
1025
1026         l = leaf_new(key, new);
1027         if (!l)
1028                 goto noleaf;
1029
1030         /* retrieve child from parent node */
1031         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1032
1033         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1034          *
1035          *  Add a new tnode here
1036          *  first tnode need some special handling
1037          *  leaves us in position for handling as case 3
1038          */
1039         if (n) {
1040                 struct key_vector *tn;
1041
1042                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1043                 if (!tn)
1044                         goto notnode;
1045
1046                 /* initialize routes out of node */
1047                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1048                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1049
1050                 /* start adding routes into the node */
1051                 put_child_root(tp, key, tn);
1052                 node_set_parent(n, tn);
1053
1054                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1055                 tp = tn;
1056         }
1057
1058         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1059         node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1060         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1061         put_child_root(tp, key, l);
1062         trie_rebalance(t, tp);
1063
1064         return 0;
1065 notnode:
1066         node_free(l);
1067 noleaf:
1068         return -ENOMEM;
1069 }
1070
1071 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1072                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1073                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1074 {
1075         if (!l)
1076                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1077
1078         if (fa) {
1079                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1080         } else {
1081                 struct fib_alias *last;
1082
1083                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1084                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1085                                 break;
1086                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1087                             (new->tb_id > last->tb_id))
1088                                 break;
1089                         fa = last;
1090                 }
1091
1092                 if (fa)
1093                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1094                 else
1095                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1096         }
1097
1098         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1099         if (l->slen < new->fa_slen) {
1100                 l->slen = new->fa_slen;
1101                 node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1102         }
1103
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 static bool fib_valid_key_len(u32 key, u8 plen, struct netlink_ext_ack *extack)
1108 {
1109         if (plen > KEYLENGTH) {
1110                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid prefix length");
1111                 return false;
1112         }
1113
1114         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen)) {
1115                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1116                                "Invalid prefix for given prefix length");
1117                 return false;
1118         }
1119
1120         return true;
1121 }
1122
1123 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1124                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old);
1125
1126 /* Caller must hold RTNL. */
1127 int fib_table_insert(struct net *net, struct fib_table *tb,
1128                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1129 {
1130         enum fib_event_type event = FIB_EVENT_ENTRY_ADD;
1131         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1132         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1133         struct key_vector *l, *tp;
1134         u16 nlflags = NLM_F_EXCL;
1135         struct fib_info *fi;
1136         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1137         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1138         u8 tos = cfg->fc_tos;
1139         u32 key;
1140         int err;
1141
1142         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1143
1144         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1145                 return -EINVAL;
1146
1147         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1148
1149         fi = fib_create_info(cfg, extack);
1150         if (IS_ERR(fi)) {
1151                 err = PTR_ERR(fi);
1152                 goto err;
1153         }
1154
1155         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1156         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1157                                 tb->tb_id, false) : NULL;
1158
1159         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1160          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1161          * exists or to the node before which we will insert new one.
1162          *
1163          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1164          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1165          * of the new alias.
1166          */
1167
1168         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1169             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1170                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1171
1172                 err = -EEXIST;
1173                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1174                         goto out;
1175
1176                 nlflags &= ~NLM_F_EXCL;
1177
1178                 /* We have 2 goals:
1179                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1180                  * duplicate routes
1181                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1182                  */
1183                 fa_match = NULL;
1184                 fa_first = fa;
1185                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1186                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1187                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1188                             (fa->fa_tos != tos))
1189                                 break;
1190                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1191                                 break;
1192                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1193                             fa->fa_info == fi) {
1194                                 fa_match = fa;
1195                                 break;
1196                         }
1197                 }
1198
1199                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1200                         struct fib_info *fi_drop;
1201                         u8 state;
1202
1203                         nlflags |= NLM_F_REPLACE;
1204                         fa = fa_first;
1205                         if (fa_match) {
1206                                 if (fa == fa_match)
1207                                         err = 0;
1208                                 goto out;
1209                         }
1210                         err = -ENOBUFS;
1211                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1212                         if (!new_fa)
1213                                 goto out;
1214
1215                         fi_drop = fa->fa_info;
1216                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1217                         new_fa->fa_info = fi;
1218                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1219                         state = fa->fa_state;
1220                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1221                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1222                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1223                         new_fa->fa_default = -1;
1224
1225                         if (fib_find_alias(&l->leaf, fa->fa_slen, 0, 0,
1226                                            tb->tb_id, true) == fa) {
1227                                 enum fib_event_type fib_event;
1228
1229                                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE_TMP;
1230                                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event,
1231                                                                key, plen,
1232                                                                new_fa, extack);
1233                                 if (err)
1234                                         goto out_free_new_fa;
1235                         }
1236                         err = call_fib_entry_notifiers(net,
1237                                                        FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
1238                                                        key, plen, new_fa,
1239                                                        extack);
1240                         if (err)
1241                                 goto out_free_new_fa;
1242
1243                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1244                                   tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1245
1246                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1247
1248                         alias_free_mem_rcu(fa);
1249
1250                         fib_release_info(fi_drop);
1251                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1252                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1253
1254                         goto succeeded;
1255                 }
1256                 /* Error if we find a perfect match which
1257                  * uses the same scope, type, and nexthop
1258                  * information.
1259                  */
1260                 if (fa_match)
1261                         goto out;
1262
1263                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND) {
1264                         event = FIB_EVENT_ENTRY_APPEND;
1265                         nlflags |= NLM_F_APPEND;
1266                 } else {
1267                         fa = fa_first;
1268                 }
1269         }
1270         err = -ENOENT;
1271         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1272                 goto out;
1273
1274         nlflags |= NLM_F_CREATE;
1275         err = -ENOBUFS;
1276         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1277         if (!new_fa)
1278                 goto out;
1279
1280         new_fa->fa_info = fi;
1281         new_fa->fa_tos = tos;
1282         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1283         new_fa->fa_state = 0;
1284         new_fa->fa_slen = slen;
1285         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1286         new_fa->fa_default = -1;
1287
1288         /* Insert new entry to the list. */
1289         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1290         if (err)
1291                 goto out_free_new_fa;
1292
1293         /* The alias was already inserted, so the node must exist. */
1294         l = l ? l : fib_find_node(t, &tp, key);
1295         if (WARN_ON_ONCE(!l))
1296                 goto out_free_new_fa;
1297
1298         if (fib_find_alias(&l->leaf, new_fa->fa_slen, 0, 0, tb->tb_id, true) ==
1299             new_fa) {
1300                 enum fib_event_type fib_event;
1301
1302                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE_TMP;
1303                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, plen,
1304                                                new_fa, extack);
1305                 if (err)
1306                         goto out_remove_new_fa;
1307         }
1308         err = call_fib_entry_notifiers(net, event, key, plen, new_fa, extack);
1309         if (err)
1310                 goto out_remove_new_fa;
1311
1312         if (!plen)
1313                 tb->tb_num_default++;
1314
1315         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1316         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1317                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1318 succeeded:
1319         return 0;
1320
1321 out_remove_new_fa:
1322         fib_remove_alias(t, tp, l, new_fa);
1323 out_free_new_fa:
1324         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1325 out:
1326         fib_release_info(fi);
1327 err:
1328         return err;
1329 }
1330
1331 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1332 {
1333         t_key prefix = n->key;
1334
1335         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1336 }
1337
1338 /* should be called with rcu_read_lock */
1339 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1340                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1341 {
1342         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1343 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1344         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1345 #endif
1346         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1347         struct key_vector *n, *pn;
1348         struct fib_alias *fa;
1349         unsigned long index;
1350         t_key cindex;
1351
1352         pn = t->kv;
1353         cindex = 0;
1354
1355         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1356         if (!n) {
1357                 trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, -EAGAIN);
1358                 return -EAGAIN;
1359         }
1360
1361 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1362         this_cpu_inc(stats->gets);
1363 #endif
1364
1365         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1366         for (;;) {
1367                 index = get_cindex(key, n);
1368
1369                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1370                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1371                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1372                  * is the difference between the key and this value.  From
1373                  * this we can actually derive several pieces of data.
1374                  *   if (index >= (1ul << bits))
1375                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1376                  *   else
1377                  *     we know the value is cindex
1378                  *
1379                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1380                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1381                  * long is greater than 32 bits.
1382                  */
1383                 if (index >= (1ul << n->bits))
1384                         break;
1385
1386                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1387                 if (IS_LEAF(n))
1388                         goto found;
1389
1390                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1391                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1392                  */
1393                 if (n->slen > n->pos) {
1394                         pn = n;
1395                         cindex = index;
1396                 }
1397
1398                 n = get_child_rcu(n, index);
1399                 if (unlikely(!n))
1400                         goto backtrace;
1401         }
1402
1403         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1404         for (;;) {
1405                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1406                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1407
1408                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1409                  * between the key and the prefix exist in the region of
1410                  * the lsb and higher in the prefix.
1411                  */
1412                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1413                         goto backtrace;
1414
1415                 /* exit out and process leaf */
1416                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1417                         break;
1418
1419                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1420                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1421                  * we started this traversal anyway
1422                  */
1423
1424                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1425 backtrace:
1426 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1427                         if (!n)
1428                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1429 #endif
1430                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1431                          * us to strip at this level so we must ascend back
1432                          * up one level to see if there are any more bits to
1433                          * be stripped there.
1434                          */
1435                         while (!cindex) {
1436                                 t_key pkey = pn->key;
1437
1438                                 /* If we don't have a parent then there is
1439                                  * nothing for us to do as we do not have any
1440                                  * further nodes to parse.
1441                                  */
1442                                 if (IS_TRIE(pn)) {
1443                                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp,
1444                                                                NULL, -EAGAIN);
1445                                         return -EAGAIN;
1446                                 }
1447 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1448                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1449 #endif
1450                                 /* Get Child's index */
1451                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1452                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1453                         }
1454
1455                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1456                         cindex &= cindex - 1;
1457
1458                         /* grab pointer for next child node */
1459                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1460                 }
1461         }
1462
1463 found:
1464         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1465         index = key ^ n->key;
1466
1467         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1468         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1469                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1470                 int nhsel, err;
1471
1472                 if ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen < KEYLENGTH)) {
1473                         if (index >= (1ul << fa->fa_slen))
1474                                 continue;
1475                 }
1476                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1477                         continue;
1478                 if (fi->fib_dead)
1479                         continue;
1480                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1481                         continue;
1482                 fib_alias_accessed(fa);
1483                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1484                 if (unlikely(err < 0)) {
1485 out_reject:
1486 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1487                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1488 #endif
1489                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, err);
1490                         return err;
1491                 }
1492                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1493                         continue;
1494
1495                 if (unlikely(fi->nh && nexthop_is_blackhole(fi->nh))) {
1496                         err = fib_props[RTN_BLACKHOLE].error;
1497                         goto out_reject;
1498                 }
1499
1500                 for (nhsel = 0; nhsel < fib_info_num_path(fi); nhsel++) {
1501                         struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, nhsel);
1502
1503                         if (nhc->nhc_flags & RTNH_F_DEAD)
1504                                 continue;
1505                         if (ip_ignore_linkdown(nhc->nhc_dev) &&
1506                             nhc->nhc_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
1507                             !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
1508                                 continue;
1509                         if (!(flp->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF)) {
1510                                 if (flp->flowi4_oif &&
1511                                     flp->flowi4_oif != nhc->nhc_oif)
1512                                         continue;
1513                         }
1514
1515                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1516                                 refcount_inc(&fi->fib_clntref);
1517
1518                         res->prefix = htonl(n->key);
1519                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1520                         res->nh_sel = nhsel;
1521                         res->nhc = nhc;
1522                         res->type = fa->fa_type;
1523                         res->scope = fi->fib_scope;
1524                         res->fi = fi;
1525                         res->table = tb;
1526                         res->fa_head = &n->leaf;
1527 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1528                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1529 #endif
1530                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, nhc, err);
1531
1532                         return err;
1533                 }
1534         }
1535 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1536         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1537 #endif
1538         goto backtrace;
1539 }
1540 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1541
1542 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1543                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1544 {
1545         /* record the location of the previous list_info entry */
1546         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1547         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1548
1549         /* remove the fib_alias from the list */
1550         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1551
1552         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1553          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1554          */
1555         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1556                 if (tp->slen == l->slen)
1557                         node_pull_suffix(tp, tp->pos);
1558                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1559                 node_free(l);
1560                 trie_rebalance(t, tp);
1561                 return;
1562         }
1563
1564         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1565         if (*pprev)
1566                 return;
1567
1568         /* update the trie with the latest suffix length */
1569         l->slen = fa->fa_slen;
1570         node_pull_suffix(tp, fa->fa_slen);
1571 }
1572
1573 /* Caller must hold RTNL. */
1574 int fib_table_delete(struct net *net, struct fib_table *tb,
1575                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1576 {
1577         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1578         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1579         struct key_vector *l, *tp;
1580         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1581         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1582         u8 tos = cfg->fc_tos;
1583         u32 key;
1584
1585         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1586
1587         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1588                 return -EINVAL;
1589
1590         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1591         if (!l)
1592                 return -ESRCH;
1593
1594         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id, false);
1595         if (!fa)
1596                 return -ESRCH;
1597
1598         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1599
1600         fa_to_delete = NULL;
1601         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1602                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1603
1604                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1605                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1606                     (fa->fa_tos != tos))
1607                         break;
1608
1609                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1610                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1611                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1612                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1613                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1614                     (!cfg->fc_protocol ||
1615                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1616                     fib_nh_match(cfg, fi, extack) == 0 &&
1617                     fib_metrics_match(cfg, fi)) {
1618                         fa_to_delete = fa;
1619                         break;
1620                 }
1621         }
1622
1623         if (!fa_to_delete)
1624                 return -ESRCH;
1625
1626         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_DEL, key, plen,
1627                                  fa_to_delete, extack);
1628         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1629                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1630
1631         if (!plen)
1632                 tb->tb_num_default--;
1633
1634         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1635
1636         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1637                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1638
1639         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1640         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1645 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1646 {
1647         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1648         unsigned long cindex;
1649
1650         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1651         do {
1652                 /* record parent and next child index */
1653                 pn = n;
1654                 cindex = (key > pn->key) ? get_index(key, pn) : 0;
1655
1656                 if (cindex >> pn->bits)
1657                         break;
1658
1659                 /* descend into the next child */
1660                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1661                 if (!n)
1662                         break;
1663
1664                 /* guarantee forward progress on the keys */
1665                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1666                         goto found;
1667         } while (IS_TNODE(n));
1668
1669         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1670         while (!IS_TRIE(pn)) {
1671                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1672                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1673                         t_key pkey = pn->key;
1674
1675                         pn = node_parent_rcu(pn);
1676                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1677                         continue;
1678                 }
1679
1680                 /* grab the next available node */
1681                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1682                 if (!n)
1683                         continue;
1684
1685                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1686                 if (IS_LEAF(n))
1687                         goto found;
1688
1689                 /* Rescan start scanning in new node */
1690                 pn = n;
1691                 cindex = 0;
1692         }
1693
1694         *tn = pn;
1695         return NULL; /* Root of trie */
1696 found:
1697         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1698         *tn = pn;
1699         return n;
1700 }
1701
1702 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1703 {
1704         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1705         struct key_vector *pn = t->kv;
1706         unsigned long cindex = 1;
1707         struct hlist_node *tmp;
1708         struct fib_alias *fa;
1709
1710         /* walk trie in reverse order and free everything */
1711         for (;;) {
1712                 struct key_vector *n;
1713
1714                 if (!(cindex--)) {
1715                         t_key pkey = pn->key;
1716
1717                         if (IS_TRIE(pn))
1718                                 break;
1719
1720                         n = pn;
1721                         pn = node_parent(pn);
1722
1723                         /* drop emptied tnode */
1724                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1725                         node_free(n);
1726
1727                         cindex = get_index(pkey, pn);
1728
1729                         continue;
1730                 }
1731
1732                 /* grab the next available node */
1733                 n = get_child(pn, cindex);
1734                 if (!n)
1735                         continue;
1736
1737                 if (IS_TNODE(n)) {
1738                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1739                         pn = n;
1740                         cindex = 1ul << n->bits;
1741
1742                         continue;
1743                 }
1744
1745                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1746                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1747                         alias_free_mem_rcu(fa);
1748                 }
1749
1750                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1751                 node_free(n);
1752         }
1753
1754 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1755         free_percpu(t->stats);
1756 #endif
1757         kfree(tb);
1758 }
1759
1760 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1761 {
1762         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1763         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1764         struct fib_table *local_tb;
1765         struct fib_alias *fa;
1766         struct trie *lt;
1767         t_key key = 0;
1768
1769         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1770                 return oldtb;
1771
1772         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1773         if (!local_tb)
1774                 return NULL;
1775
1776         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1777
1778         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1779                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1780
1781                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1782                         struct fib_alias *new_fa;
1783
1784                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1785                                 continue;
1786
1787                         /* clone fa for new local table */
1788                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1789                         if (!new_fa)
1790                                 goto out;
1791
1792                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1793
1794                         /* insert clone into table */
1795                         if (!local_l)
1796                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1797
1798                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1799                                              NULL, l->key)) {
1800                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1801                                 goto out;
1802                         }
1803                 }
1804
1805                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1806                 key = l->key + 1;
1807                 if (key < l->key)
1808                         break;
1809         }
1810
1811         return local_tb;
1812 out:
1813         fib_trie_free(local_tb);
1814
1815         return NULL;
1816 }
1817
1818 /* Caller must hold RTNL */
1819 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1820 {
1821         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1822         struct key_vector *pn = t->kv;
1823         unsigned long cindex = 1;
1824         struct hlist_node *tmp;
1825         struct fib_alias *fa;
1826
1827         /* walk trie in reverse order */
1828         for (;;) {
1829                 unsigned char slen = 0;
1830                 struct key_vector *n;
1831
1832                 if (!(cindex--)) {
1833                         t_key pkey = pn->key;
1834
1835                         /* cannot resize the trie vector */
1836                         if (IS_TRIE(pn))
1837                                 break;
1838
1839                         /* update the suffix to address pulled leaves */
1840                         if (pn->slen > pn->pos)
1841                                 update_suffix(pn);
1842
1843                         /* resize completed node */
1844                         pn = resize(t, pn);
1845                         cindex = get_index(pkey, pn);
1846
1847                         continue;
1848                 }
1849
1850                 /* grab the next available node */
1851                 n = get_child(pn, cindex);
1852                 if (!n)
1853                         continue;
1854
1855                 if (IS_TNODE(n)) {
1856                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1857                         pn = n;
1858                         cindex = 1ul << n->bits;
1859
1860                         continue;
1861                 }
1862
1863                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1864                         /* if alias was cloned to local then we just
1865                          * need to remove the local copy from main
1866                          */
1867                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1868                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1869                                 alias_free_mem_rcu(fa);
1870                                 continue;
1871                         }
1872
1873                         /* record local slen */
1874                         slen = fa->fa_slen;
1875                 }
1876
1877                 /* update leaf slen */
1878                 n->slen = slen;
1879
1880                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1881                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1882                         node_free(n);
1883                 }
1884         }
1885 }
1886
1887 /* Caller must hold RTNL. */
1888 int fib_table_flush(struct net *net, struct fib_table *tb, bool flush_all)
1889 {
1890         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1891         struct key_vector *pn = t->kv;
1892         unsigned long cindex = 1;
1893         struct hlist_node *tmp;
1894         struct fib_alias *fa;
1895         int found = 0;
1896
1897         /* walk trie in reverse order */
1898         for (;;) {
1899                 unsigned char slen = 0;
1900                 struct key_vector *n;
1901
1902                 if (!(cindex--)) {
1903                         t_key pkey = pn->key;
1904
1905                         /* cannot resize the trie vector */
1906                         if (IS_TRIE(pn))
1907                                 break;
1908
1909                         /* update the suffix to address pulled leaves */
1910                         if (pn->slen > pn->pos)
1911                                 update_suffix(pn);
1912
1913                         /* resize completed node */
1914                         pn = resize(t, pn);
1915                         cindex = get_index(pkey, pn);
1916
1917                         continue;
1918                 }
1919
1920                 /* grab the next available node */
1921                 n = get_child(pn, cindex);
1922                 if (!n)
1923                         continue;
1924
1925                 if (IS_TNODE(n)) {
1926                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1927                         pn = n;
1928                         cindex = 1ul << n->bits;
1929
1930                         continue;
1931                 }
1932
1933                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1934                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1935
1936                         if (!fi || tb->tb_id != fa->tb_id ||
1937                             (!(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD) &&
1938                              !fib_props[fa->fa_type].error)) {
1939                                 slen = fa->fa_slen;
1940                                 continue;
1941                         }
1942
1943                         /* Do not flush error routes if network namespace is
1944                          * not being dismantled
1945                          */
1946                         if (!flush_all && fib_props[fa->fa_type].error) {
1947                                 slen = fa->fa_slen;
1948                                 continue;
1949                         }
1950
1951                         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_DEL,
1952                                                  n->key,
1953                                                  KEYLENGTH - fa->fa_slen, fa,
1954                                                  NULL);
1955                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1956                         fib_release_info(fa->fa_info);
1957                         alias_free_mem_rcu(fa);
1958                         found++;
1959                 }
1960
1961                 /* update leaf slen */
1962                 n->slen = slen;
1963
1964                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1965                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1966                         node_free(n);
1967                 }
1968         }
1969
1970         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1971         return found;
1972 }
1973
1974 /* derived from fib_trie_free */
1975 static void __fib_info_notify_update(struct net *net, struct fib_table *tb,
1976                                      struct nl_info *info)
1977 {
1978         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1979         struct key_vector *pn = t->kv;
1980         unsigned long cindex = 1;
1981         struct fib_alias *fa;
1982
1983         for (;;) {
1984                 struct key_vector *n;
1985
1986                 if (!(cindex--)) {
1987                         t_key pkey = pn->key;
1988
1989                         if (IS_TRIE(pn))
1990                                 break;
1991
1992                         pn = node_parent(pn);
1993                         cindex = get_index(pkey, pn);
1994                         continue;
1995                 }
1996
1997                 /* grab the next available node */
1998                 n = get_child(pn, cindex);
1999                 if (!n)
2000                         continue;
2001
2002                 if (IS_TNODE(n)) {
2003                         /* record pn and cindex for leaf walking */
2004                         pn = n;
2005                         cindex = 1ul << n->bits;
2006
2007                         continue;
2008                 }
2009
2010                 hlist_for_each_entry(fa, &n->leaf, fa_list) {
2011                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2012
2013                         if (!fi || !fi->nh_updated || fa->tb_id != tb->tb_id)
2014                                 continue;
2015
2016                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(n->key), fa,
2017                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id,
2018                                   info, NLM_F_REPLACE);
2019
2020                         /* call_fib_entry_notifiers will be removed when
2021                          * in-kernel notifier is implemented and supported
2022                          * for nexthop objects
2023                          */
2024                         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
2025                                                  n->key,
2026                                                  KEYLENGTH - fa->fa_slen, fa,
2027                                                  NULL);
2028                 }
2029         }
2030 }
2031
2032 void fib_info_notify_update(struct net *net, struct nl_info *info)
2033 {
2034         unsigned int h;
2035
2036         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2037                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2038                 struct fib_table *tb;
2039
2040                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist)
2041                         __fib_info_notify_update(net, tb, info);
2042         }
2043 }
2044
2045 static int fib_leaf_notify(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2046                            struct notifier_block *nb,
2047                            struct netlink_ext_ack *extack)
2048 {
2049         struct fib_alias *fa;
2050         int err;
2051
2052         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2053                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2054
2055                 if (!fi)
2056                         continue;
2057
2058                 /* local and main table can share the same trie,
2059                  * so don't notify twice for the same entry.
2060                  */
2061                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2062                         continue;
2063
2064                 err = call_fib_entry_notifier(nb, FIB_EVENT_ENTRY_ADD, l->key,
2065                                               KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2066                                               fa, extack);
2067                 if (err)
2068                         return err;
2069         }
2070         return 0;
2071 }
2072
2073 static int fib_table_notify(struct fib_table *tb, struct notifier_block *nb,
2074                             struct netlink_ext_ack *extack)
2075 {
2076         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2077         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2078         t_key key = 0;
2079         int err;
2080
2081         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2082                 err = fib_leaf_notify(l, tb, nb, extack);
2083                 if (err)
2084                         return err;
2085
2086                 key = l->key + 1;
2087                 /* stop in case of wrap around */
2088                 if (key < l->key)
2089                         break;
2090         }
2091         return 0;
2092 }
2093
2094 int fib_notify(struct net *net, struct notifier_block *nb,
2095                struct netlink_ext_ack *extack)
2096 {
2097         unsigned int h;
2098         int err;
2099
2100         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2101                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2102                 struct fib_table *tb;
2103
2104                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2105                         err = fib_table_notify(tb, nb, extack);
2106                         if (err)
2107                                 return err;
2108                 }
2109         }
2110         return 0;
2111 }
2112
2113 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
2114 {
2115         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
2116 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2117         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2118
2119         if (tb->tb_data == tb->__data)
2120                 free_percpu(t->stats);
2121 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2122         kfree(tb);
2123 }
2124
2125 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
2126 {
2127         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
2128 }
2129
2130 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2131                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
2132                              struct fib_dump_filter *filter)
2133 {
2134         unsigned int flags = NLM_F_MULTI;
2135         __be32 xkey = htonl(l->key);
2136         int i, s_i, i_fa, s_fa, err;
2137         struct fib_alias *fa;
2138
2139         if (filter->filter_set ||
2140             !filter->dump_exceptions || !filter->dump_routes)
2141                 flags |= NLM_F_DUMP_FILTERED;
2142
2143         s_i = cb->args[4];
2144         s_fa = cb->args[5];
2145         i = 0;
2146
2147         /* rcu_read_lock is hold by caller */
2148         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2149                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2150
2151                 if (i < s_i)
2152                         goto next;
2153
2154                 i_fa = 0;
2155
2156                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2157                         goto next;
2158
2159                 if (filter->filter_set) {
2160                         if (filter->rt_type && fa->fa_type != filter->rt_type)
2161                                 goto next;
2162
2163                         if ((filter->protocol &&
2164                              fi->fib_protocol != filter->protocol))
2165                                 goto next;
2166
2167                         if (filter->dev &&
2168                             !fib_info_nh_uses_dev(fi, filter->dev))
2169                                 goto next;
2170                 }
2171
2172                 if (filter->dump_routes) {
2173                         if (!s_fa) {
2174                                 err = fib_dump_info(skb,
2175                                                     NETLINK_CB(cb->skb).portid,
2176                                                     cb->nlh->nlmsg_seq,
2177                                                     RTM_NEWROUTE,
2178                                                     tb->tb_id, fa->fa_type,
2179                                                     xkey,
2180                                                     KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2181                                                     fa->fa_tos, fi, flags);
2182                                 if (err < 0)
2183                                         goto stop;
2184                         }
2185
2186                         i_fa++;
2187                 }
2188
2189                 if (filter->dump_exceptions) {
2190                         err = fib_dump_info_fnhe(skb, cb, tb->tb_id, fi,
2191                                                  &i_fa, s_fa, flags);
2192                         if (err < 0)
2193                                 goto stop;
2194                 }
2195
2196 next:
2197                 i++;
2198         }
2199
2200         cb->args[4] = i;
2201         return skb->len;
2202
2203 stop:
2204         cb->args[4] = i;
2205         cb->args[5] = i_fa;
2206         return err;
2207 }
2208
2209 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
2210 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
2211                    struct netlink_callback *cb, struct fib_dump_filter *filter)
2212 {
2213         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2214         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2215         /* Dump starting at last key.
2216          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
2217          */
2218         int count = cb->args[2];
2219         t_key key = cb->args[3];
2220
2221         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2222                 int err;
2223
2224                 err = fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb, filter);
2225                 if (err < 0) {
2226                         cb->args[3] = key;
2227                         cb->args[2] = count;
2228                         return err;
2229                 }
2230
2231                 ++count;
2232                 key = l->key + 1;
2233
2234                 memset(&cb->args[4], 0,
2235                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
2236
2237                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
2238                 if (key < l->key)
2239                         break;
2240         }
2241
2242         cb->args[3] = key;
2243         cb->args[2] = count;
2244
2245         return skb->len;
2246 }
2247
2248 void __init fib_trie_init(void)
2249 {
2250         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
2251                                           sizeof(struct fib_alias),
2252                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
2253
2254         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
2255                                            LEAF_SIZE,
2256                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
2257 }
2258
2259 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
2260 {
2261         struct fib_table *tb;
2262         struct trie *t;
2263         size_t sz = sizeof(*tb);
2264
2265         if (!alias)
2266                 sz += sizeof(struct trie);
2267
2268         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
2269         if (!tb)
2270                 return NULL;
2271
2272         tb->tb_id = id;
2273         tb->tb_num_default = 0;
2274         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
2275
2276         if (alias)
2277                 return tb;
2278
2279         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2280         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
2281         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
2282 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2283         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
2284         if (!t->stats) {
2285                 kfree(tb);
2286                 tb = NULL;
2287         }
2288 #endif
2289
2290         return tb;
2291 }
2292
2293 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2294 /* Depth first Trie walk iterator */
2295 struct fib_trie_iter {
2296         struct seq_net_private p;
2297         struct fib_table *tb;
2298         struct key_vector *tnode;
2299         unsigned int index;
2300         unsigned int depth;
2301 };
2302
2303 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2304 {
2305         unsigned long cindex = iter->index;
2306         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2307         t_key pkey;
2308
2309         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2310                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2311
2312         while (!IS_TRIE(pn)) {
2313                 while (cindex < child_length(pn)) {
2314                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2315
2316                         if (!n)
2317                                 continue;
2318
2319                         if (IS_LEAF(n)) {
2320                                 iter->tnode = pn;
2321                                 iter->index = cindex;
2322                         } else {
2323                                 /* push down one level */
2324                                 iter->tnode = n;
2325                                 iter->index = 0;
2326                                 ++iter->depth;
2327                         }
2328
2329                         return n;
2330                 }
2331
2332                 /* Current node exhausted, pop back up */
2333                 pkey = pn->key;
2334                 pn = node_parent_rcu(pn);
2335                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2336                 --iter->depth;
2337         }
2338
2339         /* record root node so further searches know we are done */
2340         iter->tnode = pn;
2341         iter->index = 0;
2342
2343         return NULL;
2344 }
2345
2346 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2347                                              struct trie *t)
2348 {
2349         struct key_vector *n, *pn;
2350
2351         if (!t)
2352                 return NULL;
2353
2354         pn = t->kv;
2355         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2356         if (!n)
2357                 return NULL;
2358
2359         if (IS_TNODE(n)) {
2360                 iter->tnode = n;
2361                 iter->index = 0;
2362                 iter->depth = 1;
2363         } else {
2364                 iter->tnode = pn;
2365                 iter->index = 0;
2366                 iter->depth = 0;
2367         }
2368
2369         return n;
2370 }
2371
2372 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2373 {
2374         struct key_vector *n;
2375         struct fib_trie_iter iter;
2376
2377         memset(s, 0, sizeof(*s));
2378
2379         rcu_read_lock();
2380         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2381                 if (IS_LEAF(n)) {
2382                         struct fib_alias *fa;
2383
2384                         s->leaves++;
2385                         s->totdepth += iter.depth;
2386                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2387                                 s->maxdepth = iter.depth;
2388
2389                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2390                                 ++s->prefixes;
2391                 } else {
2392                         s->tnodes++;
2393                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2394                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2395                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2396                 }
2397         }
2398         rcu_read_unlock();
2399 }
2400
2401 /*
2402  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2403  */
2404 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2405 {
2406         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2407
2408         if (stat->leaves)
2409                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2410         else
2411                 avdepth = 0;
2412
2413         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2414                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2415         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2416
2417         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2418         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2419
2420         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2421         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2422
2423         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2424         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2425
2426         max = MAX_STAT_DEPTH;
2427         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2428                 max--;
2429
2430         pointers = 0;
2431         for (i = 1; i < max; i++)
2432                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2433                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2434                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2435                 }
2436         seq_putc(seq, '\n');
2437         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2438
2439         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2440         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2441         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2442 }
2443
2444 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2445 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2446                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2447 {
2448         struct trie_use_stats s = { 0 };
2449         int cpu;
2450
2451         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2452         for_each_possible_cpu(cpu) {
2453                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2454
2455                 s.gets += pcpu->gets;
2456                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2457                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2458                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2459                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2460                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2461         }
2462
2463         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2464         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2465         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2466         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2467                    s.semantic_match_passed);
2468         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2469         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2470         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2471 }
2472 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2473
2474 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2475 {
2476         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2477                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2478         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2479                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2480         else
2481                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2482 }
2483
2484
2485 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2486 {
2487         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2488         unsigned int h;
2489
2490         seq_printf(seq,
2491                    "Basic info: size of leaf:"
2492                    " %zd bytes, size of tnode: %zd bytes.\n",
2493                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2494
2495         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2496                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2497                 struct fib_table *tb;
2498
2499                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2500                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2501                         struct trie_stat stat;
2502
2503                         if (!t)
2504                                 continue;
2505
2506                         fib_table_print(seq, tb);
2507
2508                         trie_collect_stats(t, &stat);
2509                         trie_show_stats(seq, &stat);
2510 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2511                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2512 #endif
2513                 }
2514         }
2515
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2520 {
2521         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2522         struct net *net = seq_file_net(seq);
2523         loff_t idx = 0;
2524         unsigned int h;
2525
2526         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2527                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2528                 struct fib_table *tb;
2529
2530                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2531                         struct key_vector *n;
2532
2533                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2534                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2535                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2536                                 if (pos == idx++) {
2537                                         iter->tb = tb;
2538                                         return n;
2539                                 }
2540                 }
2541         }
2542
2543         return NULL;
2544 }
2545
2546 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2547         __acquires(RCU)
2548 {
2549         rcu_read_lock();
2550         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2551 }
2552
2553 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2554 {
2555         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2556         struct net *net = seq_file_net(seq);
2557         struct fib_table *tb = iter->tb;
2558         struct hlist_node *tb_node;
2559         unsigned int h;
2560         struct key_vector *n;
2561
2562         ++*pos;
2563         /* next node in same table */
2564         n = fib_trie_get_next(iter);
2565         if (n)
2566                 return n;
2567
2568         /* walk rest of this hash chain */
2569         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2570         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2571                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2572                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2573                 if (n)
2574                         goto found;
2575         }
2576
2577         /* new hash chain */
2578         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2579                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2580                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2581                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2582                         if (n)
2583                                 goto found;
2584                 }
2585         }
2586         return NULL;
2587
2588 found:
2589         iter->tb = tb;
2590         return n;
2591 }
2592
2593 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2594         __releases(RCU)
2595 {
2596         rcu_read_unlock();
2597 }
2598
2599 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2600 {
2601         while (n-- > 0)
2602                 seq_puts(seq, "   ");
2603 }
2604
2605 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2606 {
2607         switch (s) {
2608         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2609         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2610         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2611         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2612         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2613         default:
2614                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2615                 return buf;
2616         }
2617 }
2618
2619 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2620         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2621         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2622         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2623         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2624         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2625         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2626         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2627         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2628         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2629         [RTN_THROW] = "THROW",
2630         [RTN_NAT] = "NAT",
2631         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2632 };
2633
2634 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2635 {
2636         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2637                 return rtn_type_names[t];
2638         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2639         return buf;
2640 }
2641
2642 /* Pretty print the trie */
2643 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2644 {
2645         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2646         struct key_vector *n = v;
2647
2648         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2649                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2650
2651         if (IS_TNODE(n)) {
2652                 __be32 prf = htonl(n->key);
2653
2654                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2655                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2656                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2657                            tn_info(n)->full_children,
2658                            tn_info(n)->empty_children);
2659         } else {
2660                 __be32 val = htonl(n->key);
2661                 struct fib_alias *fa;
2662
2663                 seq_indent(seq, iter->depth);
2664                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2665
2666                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2667                         char buf1[32], buf2[32];
2668
2669                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2670                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2671                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2672                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2673                                              fa->fa_info->fib_scope),
2674                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2675                                             fa->fa_type));
2676                         if (fa->fa_tos)
2677                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2678                         seq_putc(seq, '\n');
2679                 }
2680         }
2681
2682         return 0;
2683 }
2684
2685 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2686         .start  = fib_trie_seq_start,
2687         .next   = fib_trie_seq_next,
2688         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2689         .show   = fib_trie_seq_show,
2690 };
2691
2692 struct fib_route_iter {
2693         struct seq_net_private p;
2694         struct fib_table *main_tb;
2695         struct key_vector *tnode;
2696         loff_t  pos;
2697         t_key   key;
2698 };
2699
2700 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2701                                             loff_t pos)
2702 {
2703         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2704         t_key key;
2705
2706         /* use cached location of previously found key */
2707         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2708                 key = iter->key;
2709         } else {
2710                 iter->pos = 1;
2711                 key = 0;
2712         }
2713
2714         pos -= iter->pos;
2715
2716         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) && (pos-- > 0)) {
2717                 key = l->key + 1;
2718                 iter->pos++;
2719                 l = NULL;
2720
2721                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2722                 if (!key)
2723                         break;
2724         }
2725
2726         if (l)
2727                 iter->key = l->key;     /* remember it */
2728         else
2729                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2730
2731         return l;
2732 }
2733
2734 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2735         __acquires(RCU)
2736 {
2737         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2738         struct fib_table *tb;
2739         struct trie *t;
2740
2741         rcu_read_lock();
2742
2743         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2744         if (!tb)
2745                 return NULL;
2746
2747         iter->main_tb = tb;
2748         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2749         iter->tnode = t->kv;
2750
2751         if (*pos != 0)
2752                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2753
2754         iter->pos = 0;
2755         iter->key = KEY_MAX;
2756
2757         return SEQ_START_TOKEN;
2758 }
2759
2760 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2761 {
2762         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2763         struct key_vector *l = NULL;
2764         t_key key = iter->key + 1;
2765
2766         ++*pos;
2767
2768         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2769         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2770                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2771
2772         if (l) {
2773                 iter->key = l->key;
2774                 iter->pos++;
2775         } else {
2776                 iter->pos = 0;
2777         }
2778
2779         return l;
2780 }
2781
2782 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2783         __releases(RCU)
2784 {
2785         rcu_read_unlock();
2786 }
2787
2788 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, struct fib_info *fi)
2789 {
2790         unsigned int flags = 0;
2791
2792         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2793                 flags = RTF_REJECT;
2794         if (fi) {
2795                 const struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2796
2797                 if (nhc->nhc_gw.ipv4)
2798                         flags |= RTF_GATEWAY;
2799         }
2800         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2801                 flags |= RTF_HOST;
2802         flags |= RTF_UP;
2803         return flags;
2804 }
2805
2806 /*
2807  *      This outputs /proc/net/route.
2808  *      The format of the file is not supposed to be changed
2809  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2810  *      legacy utilities
2811  */
2812 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2813 {
2814         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2815         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2816         struct fib_alias *fa;
2817         struct key_vector *l = v;
2818         __be32 prefix;
2819
2820         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2821                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2822                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2823                            "\tWindow\tIRTT");
2824                 return 0;
2825         }
2826
2827         prefix = htonl(l->key);
2828
2829         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2830                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2831                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2832                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2833
2834                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2835                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2836                         continue;
2837
2838                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2839                         continue;
2840
2841                 seq_setwidth(seq, 127);
2842
2843                 if (fi) {
2844                         struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2845                         __be32 gw = 0;
2846
2847                         if (nhc->nhc_gw_family == AF_INET)
2848                                 gw = nhc->nhc_gw.ipv4;
2849
2850                         seq_printf(seq,
2851                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2852                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2853                                    nhc->nhc_dev ? nhc->nhc_dev->name : "*",
2854                                    prefix, gw, flags, 0, 0,
2855                                    fi->fib_priority,
2856                                    mask,
2857                                    (fi->fib_advmss ?
2858                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2859                                    fi->fib_window,
2860                                    fi->fib_rtt >> 3);
2861                 } else {
2862                         seq_printf(seq,
2863                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2864                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2865                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2866                                    mask, 0, 0, 0);
2867                 }
2868                 seq_pad(seq, '\n');
2869         }
2870
2871         return 0;
2872 }
2873
2874 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2875         .start  = fib_route_seq_start,
2876         .next   = fib_route_seq_next,
2877         .stop   = fib_route_seq_stop,
2878         .show   = fib_route_seq_show,
2879 };
2880
2881 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2882 {
2883         if (!proc_create_net("fib_trie", 0444, net->proc_net, &fib_trie_seq_ops,
2884                         sizeof(struct fib_trie_iter)))
2885                 goto out1;
2886
2887         if (!proc_create_net_single("fib_triestat", 0444, net->proc_net,
2888                         fib_triestat_seq_show, NULL))
2889                 goto out2;
2890
2891         if (!proc_create_net("route", 0444, net->proc_net, &fib_route_seq_ops,
2892                         sizeof(struct fib_route_iter)))
2893                 goto out3;
2894
2895         return 0;
2896
2897 out3:
2898         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2899 out2:
2900         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2901 out1:
2902         return -ENOMEM;
2903 }
2904
2905 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2906 {
2907         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2908         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2909         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2910 }
2911
2912 #endif /* CONFIG_PROC_FS */