]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - net/ipv4/fib_trie.c
Linux 5.6-rc7
[linux.git] / 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 struct fib_alias *
1016 fib_find_matching_alias(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
1017 {
1018         u8 slen = KEYLENGTH - fri->dst_len;
1019         struct key_vector *l, *tp;
1020         struct fib_table *tb;
1021         struct fib_alias *fa;
1022         struct trie *t;
1023
1024         tb = fib_get_table(net, fri->tb_id);
1025         if (!tb)
1026                 return NULL;
1027
1028         t = (struct trie *)tb->tb_data;
1029         l = fib_find_node(t, &tp, be32_to_cpu(fri->dst));
1030         if (!l)
1031                 return NULL;
1032
1033         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1034                 if (fa->fa_slen == slen && fa->tb_id == fri->tb_id &&
1035                     fa->fa_tos == fri->tos && fa->fa_info == fri->fi &&
1036                     fa->fa_type == fri->type)
1037                         return fa;
1038         }
1039
1040         return NULL;
1041 }
1042
1043 void fib_alias_hw_flags_set(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
1044 {
1045         struct fib_alias *fa_match;
1046
1047         rcu_read_lock();
1048
1049         fa_match = fib_find_matching_alias(net, fri);
1050         if (!fa_match)
1051                 goto out;
1052
1053         fa_match->offload = fri->offload;
1054         fa_match->trap = fri->trap;
1055
1056 out:
1057         rcu_read_unlock();
1058 }
1059 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_alias_hw_flags_set);
1060
1061 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
1062 {
1063         while (!IS_TRIE(tn))
1064                 tn = resize(t, tn);
1065 }
1066
1067 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1068                            struct fib_alias *new, t_key key)
1069 {
1070         struct key_vector *n, *l;
1071
1072         l = leaf_new(key, new);
1073         if (!l)
1074                 goto noleaf;
1075
1076         /* retrieve child from parent node */
1077         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1078
1079         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1080          *
1081          *  Add a new tnode here
1082          *  first tnode need some special handling
1083          *  leaves us in position for handling as case 3
1084          */
1085         if (n) {
1086                 struct key_vector *tn;
1087
1088                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1089                 if (!tn)
1090                         goto notnode;
1091
1092                 /* initialize routes out of node */
1093                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1094                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1095
1096                 /* start adding routes into the node */
1097                 put_child_root(tp, key, tn);
1098                 node_set_parent(n, tn);
1099
1100                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1101                 tp = tn;
1102         }
1103
1104         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1105         node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1106         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1107         put_child_root(tp, key, l);
1108         trie_rebalance(t, tp);
1109
1110         return 0;
1111 notnode:
1112         node_free(l);
1113 noleaf:
1114         return -ENOMEM;
1115 }
1116
1117 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1118                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1119                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1120 {
1121         if (!l)
1122                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1123
1124         if (fa) {
1125                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1126         } else {
1127                 struct fib_alias *last;
1128
1129                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1130                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1131                                 break;
1132                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1133                             (new->tb_id > last->tb_id))
1134                                 break;
1135                         fa = last;
1136                 }
1137
1138                 if (fa)
1139                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1140                 else
1141                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1142         }
1143
1144         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1145         if (l->slen < new->fa_slen) {
1146                 l->slen = new->fa_slen;
1147                 node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1148         }
1149
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 static bool fib_valid_key_len(u32 key, u8 plen, struct netlink_ext_ack *extack)
1154 {
1155         if (plen > KEYLENGTH) {
1156                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid prefix length");
1157                 return false;
1158         }
1159
1160         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen)) {
1161                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1162                                "Invalid prefix for given prefix length");
1163                 return false;
1164         }
1165
1166         return true;
1167 }
1168
1169 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1170                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old);
1171
1172 /* Caller must hold RTNL. */
1173 int fib_table_insert(struct net *net, struct fib_table *tb,
1174                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1175 {
1176         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1177         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1178         struct key_vector *l, *tp;
1179         u16 nlflags = NLM_F_EXCL;
1180         struct fib_info *fi;
1181         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1182         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1183         u8 tos = cfg->fc_tos;
1184         u32 key;
1185         int err;
1186
1187         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1188
1189         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1190                 return -EINVAL;
1191
1192         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1193
1194         fi = fib_create_info(cfg, extack);
1195         if (IS_ERR(fi)) {
1196                 err = PTR_ERR(fi);
1197                 goto err;
1198         }
1199
1200         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1201         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1202                                 tb->tb_id, false) : NULL;
1203
1204         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1205          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1206          * exists or to the node before which we will insert new one.
1207          *
1208          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1209          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1210          * of the new alias.
1211          */
1212
1213         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1214             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1215                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1216
1217                 err = -EEXIST;
1218                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1219                         goto out;
1220
1221                 nlflags &= ~NLM_F_EXCL;
1222
1223                 /* We have 2 goals:
1224                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1225                  * duplicate routes
1226                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1227                  */
1228                 fa_match = NULL;
1229                 fa_first = fa;
1230                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1231                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1232                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1233                             (fa->fa_tos != tos))
1234                                 break;
1235                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1236                                 break;
1237                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1238                             fa->fa_info == fi) {
1239                                 fa_match = fa;
1240                                 break;
1241                         }
1242                 }
1243
1244                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1245                         struct fib_info *fi_drop;
1246                         u8 state;
1247
1248                         nlflags |= NLM_F_REPLACE;
1249                         fa = fa_first;
1250                         if (fa_match) {
1251                                 if (fa == fa_match)
1252                                         err = 0;
1253                                 goto out;
1254                         }
1255                         err = -ENOBUFS;
1256                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1257                         if (!new_fa)
1258                                 goto out;
1259
1260                         fi_drop = fa->fa_info;
1261                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1262                         new_fa->fa_info = fi;
1263                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1264                         state = fa->fa_state;
1265                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1266                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1267                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1268                         new_fa->fa_default = -1;
1269                         new_fa->offload = 0;
1270                         new_fa->trap = 0;
1271
1272                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1273
1274                         if (fib_find_alias(&l->leaf, fa->fa_slen, 0, 0,
1275                                            tb->tb_id, true) == new_fa) {
1276                                 enum fib_event_type fib_event;
1277
1278                                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1279                                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event,
1280                                                                key, plen,
1281                                                                new_fa, extack);
1282                                 if (err) {
1283                                         hlist_replace_rcu(&new_fa->fa_list,
1284                                                           &fa->fa_list);
1285                                         goto out_free_new_fa;
1286                                 }
1287                         }
1288
1289                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1290                                   tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1291
1292                         alias_free_mem_rcu(fa);
1293
1294                         fib_release_info(fi_drop);
1295                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1296                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1297
1298                         goto succeeded;
1299                 }
1300                 /* Error if we find a perfect match which
1301                  * uses the same scope, type, and nexthop
1302                  * information.
1303                  */
1304                 if (fa_match)
1305                         goto out;
1306
1307                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
1308                         nlflags |= NLM_F_APPEND;
1309                 else
1310                         fa = fa_first;
1311         }
1312         err = -ENOENT;
1313         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1314                 goto out;
1315
1316         nlflags |= NLM_F_CREATE;
1317         err = -ENOBUFS;
1318         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1319         if (!new_fa)
1320                 goto out;
1321
1322         new_fa->fa_info = fi;
1323         new_fa->fa_tos = tos;
1324         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1325         new_fa->fa_state = 0;
1326         new_fa->fa_slen = slen;
1327         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1328         new_fa->fa_default = -1;
1329         new_fa->offload = 0;
1330         new_fa->trap = 0;
1331
1332         /* Insert new entry to the list. */
1333         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1334         if (err)
1335                 goto out_free_new_fa;
1336
1337         /* The alias was already inserted, so the node must exist. */
1338         l = l ? l : fib_find_node(t, &tp, key);
1339         if (WARN_ON_ONCE(!l))
1340                 goto out_free_new_fa;
1341
1342         if (fib_find_alias(&l->leaf, new_fa->fa_slen, 0, 0, tb->tb_id, true) ==
1343             new_fa) {
1344                 enum fib_event_type fib_event;
1345
1346                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1347                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, plen,
1348                                                new_fa, extack);
1349                 if (err)
1350                         goto out_remove_new_fa;
1351         }
1352
1353         if (!plen)
1354                 tb->tb_num_default++;
1355
1356         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1357         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1358                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1359 succeeded:
1360         return 0;
1361
1362 out_remove_new_fa:
1363         fib_remove_alias(t, tp, l, new_fa);
1364 out_free_new_fa:
1365         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1366 out:
1367         fib_release_info(fi);
1368 err:
1369         return err;
1370 }
1371
1372 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1373 {
1374         t_key prefix = n->key;
1375
1376         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1377 }
1378
1379 /* should be called with rcu_read_lock */
1380 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1381                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1382 {
1383         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1384 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1385         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1386 #endif
1387         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1388         struct key_vector *n, *pn;
1389         struct fib_alias *fa;
1390         unsigned long index;
1391         t_key cindex;
1392
1393         pn = t->kv;
1394         cindex = 0;
1395
1396         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1397         if (!n) {
1398                 trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, -EAGAIN);
1399                 return -EAGAIN;
1400         }
1401
1402 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1403         this_cpu_inc(stats->gets);
1404 #endif
1405
1406         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1407         for (;;) {
1408                 index = get_cindex(key, n);
1409
1410                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1411                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1412                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1413                  * is the difference between the key and this value.  From
1414                  * this we can actually derive several pieces of data.
1415                  *   if (index >= (1ul << bits))
1416                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1417                  *   else
1418                  *     we know the value is cindex
1419                  *
1420                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1421                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1422                  * long is greater than 32 bits.
1423                  */
1424                 if (index >= (1ul << n->bits))
1425                         break;
1426
1427                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1428                 if (IS_LEAF(n))
1429                         goto found;
1430
1431                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1432                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1433                  */
1434                 if (n->slen > n->pos) {
1435                         pn = n;
1436                         cindex = index;
1437                 }
1438
1439                 n = get_child_rcu(n, index);
1440                 if (unlikely(!n))
1441                         goto backtrace;
1442         }
1443
1444         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1445         for (;;) {
1446                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1447                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1448
1449                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1450                  * between the key and the prefix exist in the region of
1451                  * the lsb and higher in the prefix.
1452                  */
1453                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1454                         goto backtrace;
1455
1456                 /* exit out and process leaf */
1457                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1458                         break;
1459
1460                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1461                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1462                  * we started this traversal anyway
1463                  */
1464
1465                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1466 backtrace:
1467 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1468                         if (!n)
1469                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1470 #endif
1471                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1472                          * us to strip at this level so we must ascend back
1473                          * up one level to see if there are any more bits to
1474                          * be stripped there.
1475                          */
1476                         while (!cindex) {
1477                                 t_key pkey = pn->key;
1478
1479                                 /* If we don't have a parent then there is
1480                                  * nothing for us to do as we do not have any
1481                                  * further nodes to parse.
1482                                  */
1483                                 if (IS_TRIE(pn)) {
1484                                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp,
1485                                                                NULL, -EAGAIN);
1486                                         return -EAGAIN;
1487                                 }
1488 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1489                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1490 #endif
1491                                 /* Get Child's index */
1492                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1493                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1494                         }
1495
1496                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1497                         cindex &= cindex - 1;
1498
1499                         /* grab pointer for next child node */
1500                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1501                 }
1502         }
1503
1504 found:
1505         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1506         index = key ^ n->key;
1507
1508         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1509         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1510                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1511                 int nhsel, err;
1512
1513                 if ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen < KEYLENGTH)) {
1514                         if (index >= (1ul << fa->fa_slen))
1515                                 continue;
1516                 }
1517                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1518                         continue;
1519                 if (fi->fib_dead)
1520                         continue;
1521                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1522                         continue;
1523                 fib_alias_accessed(fa);
1524                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1525                 if (unlikely(err < 0)) {
1526 out_reject:
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, NULL, err);
1531                         return err;
1532                 }
1533                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1534                         continue;
1535
1536                 if (unlikely(fi->nh && nexthop_is_blackhole(fi->nh))) {
1537                         err = fib_props[RTN_BLACKHOLE].error;
1538                         goto out_reject;
1539                 }
1540
1541                 for (nhsel = 0; nhsel < fib_info_num_path(fi); nhsel++) {
1542                         struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, nhsel);
1543
1544                         if (nhc->nhc_flags & RTNH_F_DEAD)
1545                                 continue;
1546                         if (ip_ignore_linkdown(nhc->nhc_dev) &&
1547                             nhc->nhc_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
1548                             !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
1549                                 continue;
1550                         if (!(flp->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF)) {
1551                                 if (flp->flowi4_oif &&
1552                                     flp->flowi4_oif != nhc->nhc_oif)
1553                                         continue;
1554                         }
1555
1556                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1557                                 refcount_inc(&fi->fib_clntref);
1558
1559                         res->prefix = htonl(n->key);
1560                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1561                         res->nh_sel = nhsel;
1562                         res->nhc = nhc;
1563                         res->type = fa->fa_type;
1564                         res->scope = fi->fib_scope;
1565                         res->fi = fi;
1566                         res->table = tb;
1567                         res->fa_head = &n->leaf;
1568 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1569                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1570 #endif
1571                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, nhc, err);
1572
1573                         return err;
1574                 }
1575         }
1576 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1577         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1578 #endif
1579         goto backtrace;
1580 }
1581 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1582
1583 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1584                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1585 {
1586         /* record the location of the previous list_info entry */
1587         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1588         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1589
1590         /* remove the fib_alias from the list */
1591         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1592
1593         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1594          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1595          */
1596         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1597                 if (tp->slen == l->slen)
1598                         node_pull_suffix(tp, tp->pos);
1599                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1600                 node_free(l);
1601                 trie_rebalance(t, tp);
1602                 return;
1603         }
1604
1605         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1606         if (*pprev)
1607                 return;
1608
1609         /* update the trie with the latest suffix length */
1610         l->slen = fa->fa_slen;
1611         node_pull_suffix(tp, fa->fa_slen);
1612 }
1613
1614 static void fib_notify_alias_delete(struct net *net, u32 key,
1615                                     struct hlist_head *fah,
1616                                     struct fib_alias *fa_to_delete,
1617                                     struct netlink_ext_ack *extack)
1618 {
1619         struct fib_alias *fa_next, *fa_to_notify;
1620         u32 tb_id = fa_to_delete->tb_id;
1621         u8 slen = fa_to_delete->fa_slen;
1622         enum fib_event_type fib_event;
1623
1624         /* Do not notify if we do not care about the route. */
1625         if (fib_find_alias(fah, slen, 0, 0, tb_id, true) != fa_to_delete)
1626                 return;
1627
1628         /* Determine if the route should be replaced by the next route in the
1629          * list.
1630          */
1631         fa_next = hlist_entry_safe(fa_to_delete->fa_list.next,
1632                                    struct fib_alias, fa_list);
1633         if (fa_next && fa_next->fa_slen == slen && fa_next->tb_id == tb_id) {
1634                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1635                 fa_to_notify = fa_next;
1636         } else {
1637                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_DEL;
1638                 fa_to_notify = fa_to_delete;
1639         }
1640         call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, KEYLENGTH - slen,
1641                                  fa_to_notify, extack);
1642 }
1643
1644 /* Caller must hold RTNL. */
1645 int fib_table_delete(struct net *net, struct fib_table *tb,
1646                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1647 {
1648         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1649         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1650         struct key_vector *l, *tp;
1651         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1652         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1653         u8 tos = cfg->fc_tos;
1654         u32 key;
1655
1656         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1657
1658         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1659                 return -EINVAL;
1660
1661         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1662         if (!l)
1663                 return -ESRCH;
1664
1665         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id, false);
1666         if (!fa)
1667                 return -ESRCH;
1668
1669         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1670
1671         fa_to_delete = NULL;
1672         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1673                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1674
1675                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1676                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1677                     (fa->fa_tos != tos))
1678                         break;
1679
1680                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1681                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1682                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1683                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1684                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1685                     (!cfg->fc_protocol ||
1686                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1687                     fib_nh_match(cfg, fi, extack) == 0 &&
1688                     fib_metrics_match(cfg, fi)) {
1689                         fa_to_delete = fa;
1690                         break;
1691                 }
1692         }
1693
1694         if (!fa_to_delete)
1695                 return -ESRCH;
1696
1697         fib_notify_alias_delete(net, key, &l->leaf, fa_to_delete, extack);
1698         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1699                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1700
1701         if (!plen)
1702                 tb->tb_num_default--;
1703
1704         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1705
1706         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1707                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1708
1709         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1710         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1711         return 0;
1712 }
1713
1714 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1715 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1716 {
1717         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1718         unsigned long cindex;
1719
1720         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1721         do {
1722                 /* record parent and next child index */
1723                 pn = n;
1724                 cindex = (key > pn->key) ? get_index(key, pn) : 0;
1725
1726                 if (cindex >> pn->bits)
1727                         break;
1728
1729                 /* descend into the next child */
1730                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1731                 if (!n)
1732                         break;
1733
1734                 /* guarantee forward progress on the keys */
1735                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1736                         goto found;
1737         } while (IS_TNODE(n));
1738
1739         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1740         while (!IS_TRIE(pn)) {
1741                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1742                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1743                         t_key pkey = pn->key;
1744
1745                         pn = node_parent_rcu(pn);
1746                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1747                         continue;
1748                 }
1749
1750                 /* grab the next available node */
1751                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1752                 if (!n)
1753                         continue;
1754
1755                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1756                 if (IS_LEAF(n))
1757                         goto found;
1758
1759                 /* Rescan start scanning in new node */
1760                 pn = n;
1761                 cindex = 0;
1762         }
1763
1764         *tn = pn;
1765         return NULL; /* Root of trie */
1766 found:
1767         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1768         *tn = pn;
1769         return n;
1770 }
1771
1772 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1773 {
1774         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1775         struct key_vector *pn = t->kv;
1776         unsigned long cindex = 1;
1777         struct hlist_node *tmp;
1778         struct fib_alias *fa;
1779
1780         /* walk trie in reverse order and free everything */
1781         for (;;) {
1782                 struct key_vector *n;
1783
1784                 if (!(cindex--)) {
1785                         t_key pkey = pn->key;
1786
1787                         if (IS_TRIE(pn))
1788                                 break;
1789
1790                         n = pn;
1791                         pn = node_parent(pn);
1792
1793                         /* drop emptied tnode */
1794                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1795                         node_free(n);
1796
1797                         cindex = get_index(pkey, pn);
1798
1799                         continue;
1800                 }
1801
1802                 /* grab the next available node */
1803                 n = get_child(pn, cindex);
1804                 if (!n)
1805                         continue;
1806
1807                 if (IS_TNODE(n)) {
1808                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1809                         pn = n;
1810                         cindex = 1ul << n->bits;
1811
1812                         continue;
1813                 }
1814
1815                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1816                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1817                         alias_free_mem_rcu(fa);
1818                 }
1819
1820                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1821                 node_free(n);
1822         }
1823
1824 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1825         free_percpu(t->stats);
1826 #endif
1827         kfree(tb);
1828 }
1829
1830 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1831 {
1832         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1833         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1834         struct fib_table *local_tb;
1835         struct fib_alias *fa;
1836         struct trie *lt;
1837         t_key key = 0;
1838
1839         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1840                 return oldtb;
1841
1842         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1843         if (!local_tb)
1844                 return NULL;
1845
1846         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1847
1848         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1849                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1850
1851                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1852                         struct fib_alias *new_fa;
1853
1854                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1855                                 continue;
1856
1857                         /* clone fa for new local table */
1858                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1859                         if (!new_fa)
1860                                 goto out;
1861
1862                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1863
1864                         /* insert clone into table */
1865                         if (!local_l)
1866                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1867
1868                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1869                                              NULL, l->key)) {
1870                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1871                                 goto out;
1872                         }
1873                 }
1874
1875                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1876                 key = l->key + 1;
1877                 if (key < l->key)
1878                         break;
1879         }
1880
1881         return local_tb;
1882 out:
1883         fib_trie_free(local_tb);
1884
1885         return NULL;
1886 }
1887
1888 /* Caller must hold RTNL */
1889 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1890 {
1891         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1892         struct key_vector *pn = t->kv;
1893         unsigned long cindex = 1;
1894         struct hlist_node *tmp;
1895         struct fib_alias *fa;
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                         /* if alias was cloned to local then we just
1935                          * need to remove the local copy from main
1936                          */
1937                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1938                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1939                                 alias_free_mem_rcu(fa);
1940                                 continue;
1941                         }
1942
1943                         /* record local slen */
1944                         slen = fa->fa_slen;
1945                 }
1946
1947                 /* update leaf slen */
1948                 n->slen = slen;
1949
1950                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1951                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1952                         node_free(n);
1953                 }
1954         }
1955 }
1956
1957 /* Caller must hold RTNL. */
1958 int fib_table_flush(struct net *net, struct fib_table *tb, bool flush_all)
1959 {
1960         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1961         struct key_vector *pn = t->kv;
1962         unsigned long cindex = 1;
1963         struct hlist_node *tmp;
1964         struct fib_alias *fa;
1965         int found = 0;
1966
1967         /* walk trie in reverse order */
1968         for (;;) {
1969                 unsigned char slen = 0;
1970                 struct key_vector *n;
1971
1972                 if (!(cindex--)) {
1973                         t_key pkey = pn->key;
1974
1975                         /* cannot resize the trie vector */
1976                         if (IS_TRIE(pn))
1977                                 break;
1978
1979                         /* update the suffix to address pulled leaves */
1980                         if (pn->slen > pn->pos)
1981                                 update_suffix(pn);
1982
1983                         /* resize completed node */
1984                         pn = resize(t, pn);
1985                         cindex = get_index(pkey, pn);
1986
1987                         continue;
1988                 }
1989
1990                 /* grab the next available node */
1991                 n = get_child(pn, cindex);
1992                 if (!n)
1993                         continue;
1994
1995                 if (IS_TNODE(n)) {
1996                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1997                         pn = n;
1998                         cindex = 1ul << n->bits;
1999
2000                         continue;
2001                 }
2002
2003                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
2004                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2005
2006                         if (!fi || tb->tb_id != fa->tb_id ||
2007                             (!(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD) &&
2008                              !fib_props[fa->fa_type].error)) {
2009                                 slen = fa->fa_slen;
2010                                 continue;
2011                         }
2012
2013                         /* Do not flush error routes if network namespace is
2014                          * not being dismantled
2015                          */
2016                         if (!flush_all && fib_props[fa->fa_type].error) {
2017                                 slen = fa->fa_slen;
2018                                 continue;
2019                         }
2020
2021                         fib_notify_alias_delete(net, n->key, &n->leaf, fa,
2022                                                 NULL);
2023                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
2024                         fib_release_info(fa->fa_info);
2025                         alias_free_mem_rcu(fa);
2026                         found++;
2027                 }
2028
2029                 /* update leaf slen */
2030                 n->slen = slen;
2031
2032                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
2033                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
2034                         node_free(n);
2035                 }
2036         }
2037
2038         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
2039         return found;
2040 }
2041
2042 /* derived from fib_trie_free */
2043 static void __fib_info_notify_update(struct net *net, struct fib_table *tb,
2044                                      struct nl_info *info)
2045 {
2046         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2047         struct key_vector *pn = t->kv;
2048         unsigned long cindex = 1;
2049         struct fib_alias *fa;
2050
2051         for (;;) {
2052                 struct key_vector *n;
2053
2054                 if (!(cindex--)) {
2055                         t_key pkey = pn->key;
2056
2057                         if (IS_TRIE(pn))
2058                                 break;
2059
2060                         pn = node_parent(pn);
2061                         cindex = get_index(pkey, pn);
2062                         continue;
2063                 }
2064
2065                 /* grab the next available node */
2066                 n = get_child(pn, cindex);
2067                 if (!n)
2068                         continue;
2069
2070                 if (IS_TNODE(n)) {
2071                         /* record pn and cindex for leaf walking */
2072                         pn = n;
2073                         cindex = 1ul << n->bits;
2074
2075                         continue;
2076                 }
2077
2078                 hlist_for_each_entry(fa, &n->leaf, fa_list) {
2079                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2080
2081                         if (!fi || !fi->nh_updated || fa->tb_id != tb->tb_id)
2082                                 continue;
2083
2084                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(n->key), fa,
2085                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id,
2086                                   info, NLM_F_REPLACE);
2087
2088                         /* call_fib_entry_notifiers will be removed when
2089                          * in-kernel notifier is implemented and supported
2090                          * for nexthop objects
2091                          */
2092                         call_fib_entry_notifiers(net, FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
2093                                                  n->key,
2094                                                  KEYLENGTH - fa->fa_slen, fa,
2095                                                  NULL);
2096                 }
2097         }
2098 }
2099
2100 void fib_info_notify_update(struct net *net, struct nl_info *info)
2101 {
2102         unsigned int h;
2103
2104         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2105                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2106                 struct fib_table *tb;
2107
2108                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist)
2109                         __fib_info_notify_update(net, tb, info);
2110         }
2111 }
2112
2113 static int fib_leaf_notify(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2114                            struct notifier_block *nb,
2115                            struct netlink_ext_ack *extack)
2116 {
2117         struct fib_alias *fa;
2118         int last_slen = -1;
2119         int err;
2120
2121         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2122                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2123
2124                 if (!fi)
2125                         continue;
2126
2127                 /* local and main table can share the same trie,
2128                  * so don't notify twice for the same entry.
2129                  */
2130                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2131                         continue;
2132
2133                 if (fa->fa_slen == last_slen)
2134                         continue;
2135
2136                 last_slen = fa->fa_slen;
2137                 err = call_fib_entry_notifier(nb, FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
2138                                               l->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2139                                               fa, extack);
2140                 if (err)
2141                         return err;
2142         }
2143         return 0;
2144 }
2145
2146 static int fib_table_notify(struct fib_table *tb, struct notifier_block *nb,
2147                             struct netlink_ext_ack *extack)
2148 {
2149         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2150         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2151         t_key key = 0;
2152         int err;
2153
2154         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2155                 err = fib_leaf_notify(l, tb, nb, extack);
2156                 if (err)
2157                         return err;
2158
2159                 key = l->key + 1;
2160                 /* stop in case of wrap around */
2161                 if (key < l->key)
2162                         break;
2163         }
2164         return 0;
2165 }
2166
2167 int fib_notify(struct net *net, struct notifier_block *nb,
2168                struct netlink_ext_ack *extack)
2169 {
2170         unsigned int h;
2171         int err;
2172
2173         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2174                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2175                 struct fib_table *tb;
2176
2177                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2178                         err = fib_table_notify(tb, nb, extack);
2179                         if (err)
2180                                 return err;
2181                 }
2182         }
2183         return 0;
2184 }
2185
2186 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
2187 {
2188         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
2189 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2190         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2191
2192         if (tb->tb_data == tb->__data)
2193                 free_percpu(t->stats);
2194 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2195         kfree(tb);
2196 }
2197
2198 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
2199 {
2200         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
2201 }
2202
2203 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2204                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
2205                              struct fib_dump_filter *filter)
2206 {
2207         unsigned int flags = NLM_F_MULTI;
2208         __be32 xkey = htonl(l->key);
2209         int i, s_i, i_fa, s_fa, err;
2210         struct fib_alias *fa;
2211
2212         if (filter->filter_set ||
2213             !filter->dump_exceptions || !filter->dump_routes)
2214                 flags |= NLM_F_DUMP_FILTERED;
2215
2216         s_i = cb->args[4];
2217         s_fa = cb->args[5];
2218         i = 0;
2219
2220         /* rcu_read_lock is hold by caller */
2221         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2222                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2223
2224                 if (i < s_i)
2225                         goto next;
2226
2227                 i_fa = 0;
2228
2229                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2230                         goto next;
2231
2232                 if (filter->filter_set) {
2233                         if (filter->rt_type && fa->fa_type != filter->rt_type)
2234                                 goto next;
2235
2236                         if ((filter->protocol &&
2237                              fi->fib_protocol != filter->protocol))
2238                                 goto next;
2239
2240                         if (filter->dev &&
2241                             !fib_info_nh_uses_dev(fi, filter->dev))
2242                                 goto next;
2243                 }
2244
2245                 if (filter->dump_routes) {
2246                         if (!s_fa) {
2247                                 struct fib_rt_info fri;
2248
2249                                 fri.fi = fi;
2250                                 fri.tb_id = tb->tb_id;
2251                                 fri.dst = xkey;
2252                                 fri.dst_len = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
2253                                 fri.tos = fa->fa_tos;
2254                                 fri.type = fa->fa_type;
2255                                 fri.offload = fa->offload;
2256                                 fri.trap = fa->trap;
2257                                 err = fib_dump_info(skb,
2258                                                     NETLINK_CB(cb->skb).portid,
2259                                                     cb->nlh->nlmsg_seq,
2260                                                     RTM_NEWROUTE, &fri, flags);
2261                                 if (err < 0)
2262                                         goto stop;
2263                         }
2264
2265                         i_fa++;
2266                 }
2267
2268                 if (filter->dump_exceptions) {
2269                         err = fib_dump_info_fnhe(skb, cb, tb->tb_id, fi,
2270                                                  &i_fa, s_fa, flags);
2271                         if (err < 0)
2272                                 goto stop;
2273                 }
2274
2275 next:
2276                 i++;
2277         }
2278
2279         cb->args[4] = i;
2280         return skb->len;
2281
2282 stop:
2283         cb->args[4] = i;
2284         cb->args[5] = i_fa;
2285         return err;
2286 }
2287
2288 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
2289 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
2290                    struct netlink_callback *cb, struct fib_dump_filter *filter)
2291 {
2292         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2293         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2294         /* Dump starting at last key.
2295          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
2296          */
2297         int count = cb->args[2];
2298         t_key key = cb->args[3];
2299
2300         /* First time here, count and key are both always 0. Count > 0
2301          * and key == 0 means the dump has wrapped around and we are done.
2302          */
2303         if (count && !key)
2304                 return skb->len;
2305
2306         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2307                 int err;
2308
2309                 err = fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb, filter);
2310                 if (err < 0) {
2311                         cb->args[3] = key;
2312                         cb->args[2] = count;
2313                         return err;
2314                 }
2315
2316                 ++count;
2317                 key = l->key + 1;
2318
2319                 memset(&cb->args[4], 0,
2320                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
2321
2322                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
2323                 if (key < l->key)
2324                         break;
2325         }
2326
2327         cb->args[3] = key;
2328         cb->args[2] = count;
2329
2330         return skb->len;
2331 }
2332
2333 void __init fib_trie_init(void)
2334 {
2335         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
2336                                           sizeof(struct fib_alias),
2337                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
2338
2339         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
2340                                            LEAF_SIZE,
2341                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
2342 }
2343
2344 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
2345 {
2346         struct fib_table *tb;
2347         struct trie *t;
2348         size_t sz = sizeof(*tb);
2349
2350         if (!alias)
2351                 sz += sizeof(struct trie);
2352
2353         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
2354         if (!tb)
2355                 return NULL;
2356
2357         tb->tb_id = id;
2358         tb->tb_num_default = 0;
2359         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
2360
2361         if (alias)
2362                 return tb;
2363
2364         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2365         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
2366         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
2367 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2368         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
2369         if (!t->stats) {
2370                 kfree(tb);
2371                 tb = NULL;
2372         }
2373 #endif
2374
2375         return tb;
2376 }
2377
2378 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2379 /* Depth first Trie walk iterator */
2380 struct fib_trie_iter {
2381         struct seq_net_private p;
2382         struct fib_table *tb;
2383         struct key_vector *tnode;
2384         unsigned int index;
2385         unsigned int depth;
2386 };
2387
2388 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2389 {
2390         unsigned long cindex = iter->index;
2391         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2392         t_key pkey;
2393
2394         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2395                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2396
2397         while (!IS_TRIE(pn)) {
2398                 while (cindex < child_length(pn)) {
2399                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2400
2401                         if (!n)
2402                                 continue;
2403
2404                         if (IS_LEAF(n)) {
2405                                 iter->tnode = pn;
2406                                 iter->index = cindex;
2407                         } else {
2408                                 /* push down one level */
2409                                 iter->tnode = n;
2410                                 iter->index = 0;
2411                                 ++iter->depth;
2412                         }
2413
2414                         return n;
2415                 }
2416
2417                 /* Current node exhausted, pop back up */
2418                 pkey = pn->key;
2419                 pn = node_parent_rcu(pn);
2420                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2421                 --iter->depth;
2422         }
2423
2424         /* record root node so further searches know we are done */
2425         iter->tnode = pn;
2426         iter->index = 0;
2427
2428         return NULL;
2429 }
2430
2431 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2432                                              struct trie *t)
2433 {
2434         struct key_vector *n, *pn;
2435
2436         if (!t)
2437                 return NULL;
2438
2439         pn = t->kv;
2440         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2441         if (!n)
2442                 return NULL;
2443
2444         if (IS_TNODE(n)) {
2445                 iter->tnode = n;
2446                 iter->index = 0;
2447                 iter->depth = 1;
2448         } else {
2449                 iter->tnode = pn;
2450                 iter->index = 0;
2451                 iter->depth = 0;
2452         }
2453
2454         return n;
2455 }
2456
2457 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2458 {
2459         struct key_vector *n;
2460         struct fib_trie_iter iter;
2461
2462         memset(s, 0, sizeof(*s));
2463
2464         rcu_read_lock();
2465         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2466                 if (IS_LEAF(n)) {
2467                         struct fib_alias *fa;
2468
2469                         s->leaves++;
2470                         s->totdepth += iter.depth;
2471                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2472                                 s->maxdepth = iter.depth;
2473
2474                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2475                                 ++s->prefixes;
2476                 } else {
2477                         s->tnodes++;
2478                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2479                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2480                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2481                 }
2482         }
2483         rcu_read_unlock();
2484 }
2485
2486 /*
2487  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2488  */
2489 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2490 {
2491         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2492
2493         if (stat->leaves)
2494                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2495         else
2496                 avdepth = 0;
2497
2498         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2499                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2500         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2501
2502         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2503         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2504
2505         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2506         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2507
2508         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2509         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2510
2511         max = MAX_STAT_DEPTH;
2512         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2513                 max--;
2514
2515         pointers = 0;
2516         for (i = 1; i < max; i++)
2517                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2518                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2519                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2520                 }
2521         seq_putc(seq, '\n');
2522         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2523
2524         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2525         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2526         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2527 }
2528
2529 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2530 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2531                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2532 {
2533         struct trie_use_stats s = { 0 };
2534         int cpu;
2535
2536         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2537         for_each_possible_cpu(cpu) {
2538                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2539
2540                 s.gets += pcpu->gets;
2541                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2542                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2543                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2544                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2545                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2546         }
2547
2548         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2549         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2550         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2551         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2552                    s.semantic_match_passed);
2553         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2554         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2555         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2556 }
2557 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2558
2559 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2560 {
2561         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2562                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2563         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2564                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2565         else
2566                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2567 }
2568
2569
2570 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2571 {
2572         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2573         unsigned int h;
2574
2575         seq_printf(seq,
2576                    "Basic info: size of leaf:"
2577                    " %zd bytes, size of tnode: %zd bytes.\n",
2578                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2579
2580         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2581                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2582                 struct fib_table *tb;
2583
2584                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2585                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2586                         struct trie_stat stat;
2587
2588                         if (!t)
2589                                 continue;
2590
2591                         fib_table_print(seq, tb);
2592
2593                         trie_collect_stats(t, &stat);
2594                         trie_show_stats(seq, &stat);
2595 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2596                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2597 #endif
2598                 }
2599         }
2600
2601         return 0;
2602 }
2603
2604 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2605 {
2606         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2607         struct net *net = seq_file_net(seq);
2608         loff_t idx = 0;
2609         unsigned int h;
2610
2611         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2612                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2613                 struct fib_table *tb;
2614
2615                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2616                         struct key_vector *n;
2617
2618                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2619                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2620                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2621                                 if (pos == idx++) {
2622                                         iter->tb = tb;
2623                                         return n;
2624                                 }
2625                 }
2626         }
2627
2628         return NULL;
2629 }
2630
2631 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2632         __acquires(RCU)
2633 {
2634         rcu_read_lock();
2635         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2636 }
2637
2638 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2639 {
2640         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2641         struct net *net = seq_file_net(seq);
2642         struct fib_table *tb = iter->tb;
2643         struct hlist_node *tb_node;
2644         unsigned int h;
2645         struct key_vector *n;
2646
2647         ++*pos;
2648         /* next node in same table */
2649         n = fib_trie_get_next(iter);
2650         if (n)
2651                 return n;
2652
2653         /* walk rest of this hash chain */
2654         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2655         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2656                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2657                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2658                 if (n)
2659                         goto found;
2660         }
2661
2662         /* new hash chain */
2663         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2664                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2665                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2666                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2667                         if (n)
2668                                 goto found;
2669                 }
2670         }
2671         return NULL;
2672
2673 found:
2674         iter->tb = tb;
2675         return n;
2676 }
2677
2678 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2679         __releases(RCU)
2680 {
2681         rcu_read_unlock();
2682 }
2683
2684 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2685 {
2686         while (n-- > 0)
2687                 seq_puts(seq, "   ");
2688 }
2689
2690 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2691 {
2692         switch (s) {
2693         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2694         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2695         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2696         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2697         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2698         default:
2699                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2700                 return buf;
2701         }
2702 }
2703
2704 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2705         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2706         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2707         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2708         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2709         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2710         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2711         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2712         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2713         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2714         [RTN_THROW] = "THROW",
2715         [RTN_NAT] = "NAT",
2716         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2717 };
2718
2719 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2720 {
2721         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2722                 return rtn_type_names[t];
2723         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2724         return buf;
2725 }
2726
2727 /* Pretty print the trie */
2728 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2729 {
2730         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2731         struct key_vector *n = v;
2732
2733         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2734                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2735
2736         if (IS_TNODE(n)) {
2737                 __be32 prf = htonl(n->key);
2738
2739                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2740                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2741                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2742                            tn_info(n)->full_children,
2743                            tn_info(n)->empty_children);
2744         } else {
2745                 __be32 val = htonl(n->key);
2746                 struct fib_alias *fa;
2747
2748                 seq_indent(seq, iter->depth);
2749                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2750
2751                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2752                         char buf1[32], buf2[32];
2753
2754                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2755                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2756                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2757                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2758                                              fa->fa_info->fib_scope),
2759                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2760                                             fa->fa_type));
2761                         if (fa->fa_tos)
2762                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2763                         seq_putc(seq, '\n');
2764                 }
2765         }
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2771         .start  = fib_trie_seq_start,
2772         .next   = fib_trie_seq_next,
2773         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2774         .show   = fib_trie_seq_show,
2775 };
2776
2777 struct fib_route_iter {
2778         struct seq_net_private p;
2779         struct fib_table *main_tb;
2780         struct key_vector *tnode;
2781         loff_t  pos;
2782         t_key   key;
2783 };
2784
2785 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2786                                             loff_t pos)
2787 {
2788         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2789         t_key key;
2790
2791         /* use cached location of previously found key */
2792         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2793                 key = iter->key;
2794         } else {
2795                 iter->pos = 1;
2796                 key = 0;
2797         }
2798
2799         pos -= iter->pos;
2800
2801         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) && (pos-- > 0)) {
2802                 key = l->key + 1;
2803                 iter->pos++;
2804                 l = NULL;
2805
2806                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2807                 if (!key)
2808                         break;
2809         }
2810
2811         if (l)
2812                 iter->key = l->key;     /* remember it */
2813         else
2814                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2815
2816         return l;
2817 }
2818
2819 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2820         __acquires(RCU)
2821 {
2822         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2823         struct fib_table *tb;
2824         struct trie *t;
2825
2826         rcu_read_lock();
2827
2828         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2829         if (!tb)
2830                 return NULL;
2831
2832         iter->main_tb = tb;
2833         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2834         iter->tnode = t->kv;
2835
2836         if (*pos != 0)
2837                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2838
2839         iter->pos = 0;
2840         iter->key = KEY_MAX;
2841
2842         return SEQ_START_TOKEN;
2843 }
2844
2845 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2846 {
2847         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2848         struct key_vector *l = NULL;
2849         t_key key = iter->key + 1;
2850
2851         ++*pos;
2852
2853         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2854         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2855                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2856
2857         if (l) {
2858                 iter->key = l->key;
2859                 iter->pos++;
2860         } else {
2861                 iter->pos = 0;
2862         }
2863
2864         return l;
2865 }
2866
2867 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2868         __releases(RCU)
2869 {
2870         rcu_read_unlock();
2871 }
2872
2873 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, struct fib_info *fi)
2874 {
2875         unsigned int flags = 0;
2876
2877         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2878                 flags = RTF_REJECT;
2879         if (fi) {
2880                 const struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2881
2882                 if (nhc->nhc_gw.ipv4)
2883                         flags |= RTF_GATEWAY;
2884         }
2885         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2886                 flags |= RTF_HOST;
2887         flags |= RTF_UP;
2888         return flags;
2889 }
2890
2891 /*
2892  *      This outputs /proc/net/route.
2893  *      The format of the file is not supposed to be changed
2894  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2895  *      legacy utilities
2896  */
2897 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2898 {
2899         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2900         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2901         struct fib_alias *fa;
2902         struct key_vector *l = v;
2903         __be32 prefix;
2904
2905         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2906                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2907                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2908                            "\tWindow\tIRTT");
2909                 return 0;
2910         }
2911
2912         prefix = htonl(l->key);
2913
2914         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2915                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2916                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2917                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2918
2919                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2920                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2921                         continue;
2922
2923                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2924                         continue;
2925
2926                 seq_setwidth(seq, 127);
2927
2928                 if (fi) {
2929                         struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2930                         __be32 gw = 0;
2931
2932                         if (nhc->nhc_gw_family == AF_INET)
2933                                 gw = nhc->nhc_gw.ipv4;
2934
2935                         seq_printf(seq,
2936                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2937                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2938                                    nhc->nhc_dev ? nhc->nhc_dev->name : "*",
2939                                    prefix, gw, flags, 0, 0,
2940                                    fi->fib_priority,
2941                                    mask,
2942                                    (fi->fib_advmss ?
2943                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2944                                    fi->fib_window,
2945                                    fi->fib_rtt >> 3);
2946                 } else {
2947                         seq_printf(seq,
2948                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2949                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2950                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2951                                    mask, 0, 0, 0);
2952                 }
2953                 seq_pad(seq, '\n');
2954         }
2955
2956         return 0;
2957 }
2958
2959 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2960         .start  = fib_route_seq_start,
2961         .next   = fib_route_seq_next,
2962         .stop   = fib_route_seq_stop,
2963         .show   = fib_route_seq_show,
2964 };
2965
2966 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2967 {
2968         if (!proc_create_net("fib_trie", 0444, net->proc_net, &fib_trie_seq_ops,
2969                         sizeof(struct fib_trie_iter)))
2970                 goto out1;
2971
2972         if (!proc_create_net_single("fib_triestat", 0444, net->proc_net,
2973                         fib_triestat_seq_show, NULL))
2974                 goto out2;
2975
2976         if (!proc_create_net("route", 0444, net->proc_net, &fib_route_seq_ops,
2977                         sizeof(struct fib_route_iter)))
2978                 goto out3;
2979
2980         return 0;
2981
2982 out3:
2983         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2984 out2:
2985         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2986 out1:
2987         return -ENOMEM;
2988 }
2989
2990 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2991 {
2992         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2993         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2994         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2995 }
2996
2997 #endif /* CONFIG_PROC_FS */