Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/pablo/nf-next
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / net / ipv4 / fib_trie.c
1 /*
2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
9  *
10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
11  *     Agricultural Sciences.
12  *
13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
14  *
15  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
16  *
17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
19  * http://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
20  *
21  *
22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
24  *
25  *
26  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
27  *
28  *
29  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
30  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
31  *              interface as the means of communication with the user level.
32  *
33  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
34  *
35  *
36  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
37  *
38  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
39  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
40  *              as published by the Free Software Foundation; either version
41  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
42  *
43  * Substantial contributions to this work comes from:
44  *
45  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
46  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
47  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
48  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
49  */
50
51 #define VERSION "0.409"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <linux/bitops.h>
55 #include <linux/types.h>
56 #include <linux/kernel.h>
57 #include <linux/mm.h>
58 #include <linux/string.h>
59 #include <linux/socket.h>
60 #include <linux/sockios.h>
61 #include <linux/errno.h>
62 #include <linux/in.h>
63 #include <linux/inet.h>
64 #include <linux/inetdevice.h>
65 #include <linux/netdevice.h>
66 #include <linux/if_arp.h>
67 #include <linux/proc_fs.h>
68 #include <linux/rcupdate.h>
69 #include <linux/skbuff.h>
70 #include <linux/netlink.h>
71 #include <linux/init.h>
72 #include <linux/list.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/export.h>
75 #include <linux/vmalloc.h>
76 #include <net/net_namespace.h>
77 #include <net/ip.h>
78 #include <net/protocol.h>
79 #include <net/route.h>
80 #include <net/tcp.h>
81 #include <net/sock.h>
82 #include <net/ip_fib.h>
83 #include <net/switchdev.h>
84 #include "fib_lookup.h"
85
86 #define MAX_STAT_DEPTH 32
87
88 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
89 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
90
91 typedef unsigned int t_key;
92
93 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
94 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
95 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
96
97 struct key_vector {
98         t_key key;
99         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
100         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
101         unsigned char slen;
102         union {
103                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
104                 struct hlist_head leaf;
105                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
106                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
107         };
108 };
109
110 struct tnode {
111         struct rcu_head rcu;
112         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
113         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
114         struct key_vector __rcu *parent;
115         struct key_vector kv[1];
116 #define tn_bits kv[0].bits
117 };
118
119 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
120 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
121
122 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
123 struct trie_use_stats {
124         unsigned int gets;
125         unsigned int backtrack;
126         unsigned int semantic_match_passed;
127         unsigned int semantic_match_miss;
128         unsigned int null_node_hit;
129         unsigned int resize_node_skipped;
130 };
131 #endif
132
133 struct trie_stat {
134         unsigned int totdepth;
135         unsigned int maxdepth;
136         unsigned int tnodes;
137         unsigned int leaves;
138         unsigned int nullpointers;
139         unsigned int prefixes;
140         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
141 };
142
143 struct trie {
144         struct key_vector kv[1];
145 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
146         struct trie_use_stats __percpu *stats;
147 #endif
148 };
149
150 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
151 static size_t tnode_free_size;
152
153 /*
154  * synchronize_rcu after call_rcu for that many pages; it should be especially
155  * useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs; the value was
156  * obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
157  */
158 static const int sync_pages = 128;
159
160 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
161 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __read_mostly;
162
163 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
164 {
165         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
166 }
167
168 /* caller must hold RTNL */
169 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
170 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
171
172 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
173 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
174 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
175
176 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
177 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
178 {
179         if (n)
180                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
181 }
182
183 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
184
185 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
186  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
187  */
188 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
189 {
190         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
191 }
192
193 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
194
195 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
196 {
197         unsigned long index = key ^ kv->key;
198
199         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
200                 return 0;
201
202         return index >> kv->pos;
203 }
204
205 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
206  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
207  * all of the bits in that key are significant.
208  *
209  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
210  *
211  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
212  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
213  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
214  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
215  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
216  * correct key path.
217  *
218  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
219  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
220  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
221  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
222  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
223  *
224  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
225  * have many different meanings.
226  *
227  * Example:
228  * _________________________________________________________________
229  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
230  * -----------------------------------------------------------------
231  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
232  *
233  * _________________________________________________________________
234  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
235  * -----------------------------------------------------------------
236  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
237  *
238  * tp->pos = 22
239  * tp->bits = 3
240  * n->pos = 13
241  * n->bits = 4
242  *
243  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
244  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
245  * point we do not use them for anything.
246  *
247  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
248  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
249  * 'n' among tp's children.
250  *
251  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tn->pos - 1) - "S" - are skipped bits
252  * for the node n.
253  *
254  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
255  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
256  *
257  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
258  * n's child array, and will of course be different for each child.
259  *
260  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos + n->bits), are completely unknown
261  * at this point.
262  */
263
264 static const int halve_threshold = 25;
265 static const int inflate_threshold = 50;
266 static const int halve_threshold_root = 15;
267 static const int inflate_threshold_root = 30;
268
269 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
270 {
271         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
272         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
273 }
274
275 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
276 {
277         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
278 }
279
280 #define TNODE_KMALLOC_MAX \
281         ilog2((PAGE_SIZE - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
282 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
283         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
284
285 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
286 {
287         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
288
289         if (!n->tn_bits)
290                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
291         else if (n->tn_bits <= TNODE_KMALLOC_MAX)
292                 kfree(n);
293         else
294                 vfree(n);
295 }
296
297 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
298
299 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
300 {
301         size_t size;
302
303         /* verify bits is within bounds */
304         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
305                 return NULL;
306
307         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
308         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
309
310         if (size <= PAGE_SIZE)
311                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
312         else
313                 return vzalloc(size);
314 }
315
316 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
317 {
318         ++tn_info(n)->empty_children ? : ++tn_info(n)->full_children;
319 }
320
321 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
322 {
323         tn_info(n)->empty_children-- ? : tn_info(n)->full_children--;
324 }
325
326 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
327 {
328         struct tnode *kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
329         struct key_vector *l = kv->kv;
330
331         if (!kv)
332                 return NULL;
333
334         /* initialize key vector */
335         l->key = key;
336         l->pos = 0;
337         l->bits = 0;
338         l->slen = fa->fa_slen;
339
340         /* link leaf to fib alias */
341         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
342         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
343
344         return l;
345 }
346
347 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
348 {
349         struct tnode *tnode = tnode_alloc(bits);
350         unsigned int shift = pos + bits;
351         struct key_vector *tn = tnode->kv;
352
353         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
354         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
355
356         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
357                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
358
359         if (!tnode)
360                 return NULL;
361
362         if (bits == KEYLENGTH)
363                 tnode->full_children = 1;
364         else
365                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
366
367         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
368         tn->pos = pos;
369         tn->bits = bits;
370         tn->slen = pos;
371
372         return tn;
373 }
374
375 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
376  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
377  */
378 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
379 {
380         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
381 }
382
383 /* Add a child at position i overwriting the old value.
384  * Update the value of full_children and empty_children.
385  */
386 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
387                       struct key_vector *n)
388 {
389         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
390         int isfull, wasfull;
391
392         BUG_ON(i >= child_length(tn));
393
394         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
395         if (!n && chi)
396                 empty_child_inc(tn);
397         if (n && !chi)
398                 empty_child_dec(tn);
399
400         /* update fullChildren */
401         wasfull = tnode_full(tn, chi);
402         isfull = tnode_full(tn, n);
403
404         if (wasfull && !isfull)
405                 tn_info(tn)->full_children--;
406         else if (!wasfull && isfull)
407                 tn_info(tn)->full_children++;
408
409         if (n && (tn->slen < n->slen))
410                 tn->slen = n->slen;
411
412         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
413 }
414
415 static void update_children(struct key_vector *tn)
416 {
417         unsigned long i;
418
419         /* update all of the child parent pointers */
420         for (i = child_length(tn); i;) {
421                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
422
423                 if (!inode)
424                         continue;
425
426                 /* Either update the children of a tnode that
427                  * already belongs to us or update the child
428                  * to point to ourselves.
429                  */
430                 if (node_parent(inode) == tn)
431                         update_children(inode);
432                 else
433                         node_set_parent(inode, tn);
434         }
435 }
436
437 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
438                                   struct key_vector *n)
439 {
440         if (IS_TRIE(tp))
441                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
442         else
443                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
444 }
445
446 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
447 {
448         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
449 }
450
451 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
452                                      struct key_vector *n)
453 {
454         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
455         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
456 }
457
458 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
459 {
460         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
461
462         while (head) {
463                 head = head->next;
464                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
465                 node_free(tn);
466
467                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
468         }
469
470         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
471                 tnode_free_size = 0;
472                 synchronize_rcu();
473         }
474 }
475
476 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
477                                   struct key_vector *oldtnode,
478                                   struct key_vector *tn)
479 {
480         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
481         unsigned long i;
482
483         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
484         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
485         put_child_root(tp, tn->key, tn);
486
487         /* update all of the child parent pointers */
488         update_children(tn);
489
490         /* all pointers should be clean so we are done */
491         tnode_free(oldtnode);
492
493         /* resize children now that oldtnode is freed */
494         for (i = child_length(tn); i;) {
495                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
496
497                 /* resize child node */
498                 if (tnode_full(tn, inode))
499                         tn = resize(t, inode);
500         }
501
502         return tp;
503 }
504
505 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
506                                   struct key_vector *oldtnode)
507 {
508         struct key_vector *tn;
509         unsigned long i;
510         t_key m;
511
512         pr_debug("In inflate\n");
513
514         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
515         if (!tn)
516                 goto notnode;
517
518         /* prepare oldtnode to be freed */
519         tnode_free_init(oldtnode);
520
521         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
522          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
523          * point to existing tnodes and the links between our allocated
524          * nodes.
525          */
526         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
527                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
528                 struct key_vector *node0, *node1;
529                 unsigned long j, k;
530
531                 /* An empty child */
532                 if (!inode)
533                         continue;
534
535                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
536                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
537                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
538                         continue;
539                 }
540
541                 /* drop the node in the old tnode free list */
542                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
543
544                 /* An internal node with two children */
545                 if (inode->bits == 1) {
546                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
547                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
548                         continue;
549                 }
550
551                 /* We will replace this node 'inode' with two new
552                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
553                  * original children. The two new nodes will have
554                  * a position one bit further down the key and this
555                  * means that the "significant" part of their keys
556                  * (see the discussion near the top of this file)
557                  * will differ by one bit, which will be "0" in
558                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
559                  * moving the key position by one step, the bit that
560                  * we are moving away from - the bit at position
561                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
562                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
563                  * two new keys.
564                  */
565                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
566                 if (!node1)
567                         goto nomem;
568                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
569
570                 tnode_free_append(tn, node1);
571                 if (!node0)
572                         goto nomem;
573                 tnode_free_append(tn, node0);
574
575                 /* populate child pointers in new nodes */
576                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
577                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
578                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
579                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
580                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
581                 }
582
583                 /* link new nodes to parent */
584                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
585                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
586
587                 /* link parent to nodes */
588                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
589                 put_child(tn, 2 * i, node0);
590         }
591
592         /* setup the parent pointers into and out of this node */
593         return replace(t, oldtnode, tn);
594 nomem:
595         /* all pointers should be clean so we are done */
596         tnode_free(tn);
597 notnode:
598         return NULL;
599 }
600
601 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
602                                 struct key_vector *oldtnode)
603 {
604         struct key_vector *tn;
605         unsigned long i;
606
607         pr_debug("In halve\n");
608
609         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
610         if (!tn)
611                 goto notnode;
612
613         /* prepare oldtnode to be freed */
614         tnode_free_init(oldtnode);
615
616         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
617          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
618          * point to existing tnodes and the links between our allocated
619          * nodes.
620          */
621         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
622                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
623                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
624                 struct key_vector *inode;
625
626                 /* At least one of the children is empty */
627                 if (!node1 || !node0) {
628                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
629                         continue;
630                 }
631
632                 /* Two nonempty children */
633                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
634                 if (!inode)
635                         goto nomem;
636                 tnode_free_append(tn, inode);
637
638                 /* initialize pointers out of node */
639                 put_child(inode, 1, node1);
640                 put_child(inode, 0, node0);
641                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
642
643                 /* link parent to node */
644                 put_child(tn, i / 2, inode);
645         }
646
647         /* setup the parent pointers into and out of this node */
648         return replace(t, oldtnode, tn);
649 nomem:
650         /* all pointers should be clean so we are done */
651         tnode_free(tn);
652 notnode:
653         return NULL;
654 }
655
656 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
657                                    struct key_vector *oldtnode)
658 {
659         struct key_vector *n, *tp;
660         unsigned long i;
661
662         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
663         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
664                 n = get_child(oldtnode, --i);
665
666         /* compress one level */
667         tp = node_parent(oldtnode);
668         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
669         node_set_parent(n, tp);
670
671         /* drop dead node */
672         node_free(oldtnode);
673
674         return tp;
675 }
676
677 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
678 {
679         unsigned char slen = tn->pos;
680         unsigned long stride, i;
681
682         /* search though the list of children looking for nodes that might
683          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
684          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
685          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
686          */
687         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
688                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
689
690                 if (!n || (n->slen <= slen))
691                         continue;
692
693                 /* update stride and slen based on new value */
694                 stride <<= (n->slen - slen);
695                 slen = n->slen;
696                 i &= ~(stride - 1);
697
698                 /* if slen covers all but the last bit we can stop here
699                  * there will be nothing longer than that since only node
700                  * 0 and 1 << (bits - 1) could have that as their suffix
701                  * length.
702                  */
703                 if ((slen + 1) >= (tn->pos + tn->bits))
704                         break;
705         }
706
707         tn->slen = slen;
708
709         return slen;
710 }
711
712 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
713  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
714  * Telecommunications, page 6:
715  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
716  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
717  *
718  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
719  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
720  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
721  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
722  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
723  * multiply the left-hand side by 50.
724  *
725  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
726  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
727  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
728  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
729  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
730  * we just count them one extra time here.
731  *
732  * A clearer way to write this would be:
733  *
734  * to_be_doubled = tn->full_children;
735  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
736  *     tn->full_children;
737  *
738  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
739  *
740  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
741  *      new_child_length;
742  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
743  *
744  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
745  *
746  * anyway,
747  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
748  *      inflate_threshold
749  *
750  * avoid a division:
751  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
752  *      inflate_threshold * new_child_length
753  *
754  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
755  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
756  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
757  *
758  * expand new_child_length:
759  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
760  *    tn->full_children) >=
761  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
762  *
763  * shorten again:
764  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
765  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
766  *    child_length(tn)
767  *
768  */
769 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
770 {
771         unsigned long used = child_length(tn);
772         unsigned long threshold = used;
773
774         /* Keep root node larger */
775         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
776         used -= tn_info(tn)->empty_children;
777         used += tn_info(tn)->full_children;
778
779         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
780
781         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
782 }
783
784 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
785 {
786         unsigned long used = child_length(tn);
787         unsigned long threshold = used;
788
789         /* Keep root node larger */
790         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
791         used -= tn_info(tn)->empty_children;
792
793         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
794
795         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
796 }
797
798 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
799 {
800         unsigned long used = child_length(tn);
801
802         used -= tn_info(tn)->empty_children;
803
804         /* account for bits == KEYLENGTH case */
805         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
806                 used -= KEY_MAX;
807
808         /* One child or none, time to drop us from the trie */
809         return used < 2;
810 }
811
812 #define MAX_WORK 10
813 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
814 {
815 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
816         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
817 #endif
818         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
819         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
820         int max_work = MAX_WORK;
821
822         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
823                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
824
825         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
826          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
827          * thing without us interfering
828          */
829         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
830
831         /* Double as long as the resulting node has a number of
832          * nonempty nodes that are above the threshold.
833          */
834         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
835                 tp = inflate(t, tn);
836                 if (!tp) {
837 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
838                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
839 #endif
840                         break;
841                 }
842
843                 max_work--;
844                 tn = get_child(tp, cindex);
845         }
846
847         /* update parent in case inflate failed */
848         tp = node_parent(tn);
849
850         /* Return if at least one inflate is run */
851         if (max_work != MAX_WORK)
852                 return tp;
853
854         /* Halve as long as the number of empty children in this
855          * node is above threshold.
856          */
857         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
858                 tp = halve(t, tn);
859                 if (!tp) {
860 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
861                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
862 #endif
863                         break;
864                 }
865
866                 max_work--;
867                 tn = get_child(tp, cindex);
868         }
869
870         /* Only one child remains */
871         if (should_collapse(tn))
872                 return collapse(t, tn);
873
874         /* update parent in case halve failed */
875         tp = node_parent(tn);
876
877         /* Return if at least one deflate was run */
878         if (max_work != MAX_WORK)
879                 return tp;
880
881         /* push the suffix length to the parent node */
882         if (tn->slen > tn->pos) {
883                 unsigned char slen = update_suffix(tn);
884
885                 if (slen > tp->slen)
886                         tp->slen = slen;
887         }
888
889         return tp;
890 }
891
892 static void leaf_pull_suffix(struct key_vector *tp, struct key_vector *l)
893 {
894         while ((tp->slen > tp->pos) && (tp->slen > l->slen)) {
895                 if (update_suffix(tp) > l->slen)
896                         break;
897                 tp = node_parent(tp);
898         }
899 }
900
901 static void leaf_push_suffix(struct key_vector *tn, struct key_vector *l)
902 {
903         /* if this is a new leaf then tn will be NULL and we can sort
904          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
905          */
906         while (tn->slen < l->slen) {
907                 tn->slen = l->slen;
908                 tn = node_parent(tn);
909         }
910 }
911
912 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
913 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
914                                         struct key_vector **tp, u32 key)
915 {
916         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
917         unsigned long index = 0;
918
919         do {
920                 pn = n;
921                 n = get_child_rcu(n, index);
922
923                 if (!n)
924                         break;
925
926                 index = get_cindex(key, n);
927
928                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
929                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
930                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
931                  * is the difference between the key and this value.  From
932                  * this we can actually derive several pieces of data.
933                  *   if (index >= (1ul << bits))
934                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
935                  *   else
936                  *     we know the value is cindex
937                  *
938                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
939                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
940                  * long is greater than 32 bits.
941                  */
942                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
943                         n = NULL;
944                         break;
945                 }
946
947                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
948         } while (IS_TNODE(n));
949
950         *tp = pn;
951
952         return n;
953 }
954
955 /* Return the first fib alias matching TOS with
956  * priority less than or equal to PRIO.
957  */
958 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
959                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id)
960 {
961         struct fib_alias *fa;
962
963         if (!fah)
964                 return NULL;
965
966         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
967                 if (fa->fa_slen < slen)
968                         continue;
969                 if (fa->fa_slen != slen)
970                         break;
971                 if (fa->tb_id > tb_id)
972                         continue;
973                 if (fa->tb_id != tb_id)
974                         break;
975                 if (fa->fa_tos > tos)
976                         continue;
977                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
978                         return fa;
979         }
980
981         return NULL;
982 }
983
984 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
985 {
986         while (!IS_TRIE(tn))
987                 tn = resize(t, tn);
988 }
989
990 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
991                            struct fib_alias *new, t_key key)
992 {
993         struct key_vector *n, *l;
994
995         l = leaf_new(key, new);
996         if (!l)
997                 goto noleaf;
998
999         /* retrieve child from parent node */
1000         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1001
1002         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1003          *
1004          *  Add a new tnode here
1005          *  first tnode need some special handling
1006          *  leaves us in position for handling as case 3
1007          */
1008         if (n) {
1009                 struct key_vector *tn;
1010
1011                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1012                 if (!tn)
1013                         goto notnode;
1014
1015                 /* initialize routes out of node */
1016                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1017                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1018
1019                 /* start adding routes into the node */
1020                 put_child_root(tp, key, tn);
1021                 node_set_parent(n, tn);
1022
1023                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1024                 tp = tn;
1025         }
1026
1027         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1028         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1029         put_child_root(tp, key, l);
1030         trie_rebalance(t, tp);
1031
1032         return 0;
1033 notnode:
1034         node_free(l);
1035 noleaf:
1036         return -ENOMEM;
1037 }
1038
1039 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1040                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1041                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1042 {
1043         if (!l)
1044                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1045
1046         if (fa) {
1047                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1048         } else {
1049                 struct fib_alias *last;
1050
1051                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1052                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1053                                 break;
1054                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1055                             (new->tb_id > last->tb_id))
1056                                 break;
1057                         fa = last;
1058                 }
1059
1060                 if (fa)
1061                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1062                 else
1063                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1064         }
1065
1066         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1067         if (l->slen < new->fa_slen) {
1068                 l->slen = new->fa_slen;
1069                 leaf_push_suffix(tp, l);
1070         }
1071
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /* Caller must hold RTNL. */
1076 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1077 {
1078         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1079         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1080         struct key_vector *l, *tp;
1081         struct fib_info *fi;
1082         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1083         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1084         u8 tos = cfg->fc_tos;
1085         u32 key;
1086         int err;
1087
1088         if (plen > KEYLENGTH)
1089                 return -EINVAL;
1090
1091         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1092
1093         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1094
1095         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1096                 return -EINVAL;
1097
1098         fi = fib_create_info(cfg);
1099         if (IS_ERR(fi)) {
1100                 err = PTR_ERR(fi);
1101                 goto err;
1102         }
1103
1104         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1105         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1106                                 tb->tb_id) : NULL;
1107
1108         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1109          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1110          * exists or to the node before which we will insert new one.
1111          *
1112          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1113          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1114          * of the new alias.
1115          */
1116
1117         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1118             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1119                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1120
1121                 err = -EEXIST;
1122                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1123                         goto out;
1124
1125                 /* We have 2 goals:
1126                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1127                  * duplicate routes
1128                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1129                  */
1130                 fa_match = NULL;
1131                 fa_first = fa;
1132                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1133                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1134                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1135                             (fa->fa_tos != tos))
1136                                 break;
1137                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1138                                 break;
1139                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1140                             fa->fa_info == fi) {
1141                                 fa_match = fa;
1142                                 break;
1143                         }
1144                 }
1145
1146                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1147                         struct fib_info *fi_drop;
1148                         u8 state;
1149
1150                         fa = fa_first;
1151                         if (fa_match) {
1152                                 if (fa == fa_match)
1153                                         err = 0;
1154                                 goto out;
1155                         }
1156                         err = -ENOBUFS;
1157                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1158                         if (!new_fa)
1159                                 goto out;
1160
1161                         fi_drop = fa->fa_info;
1162                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1163                         new_fa->fa_info = fi;
1164                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1165                         state = fa->fa_state;
1166                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1167                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1168                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1169
1170                         err = switchdev_fib_ipv4_add(key, plen, fi,
1171                                                      new_fa->fa_tos,
1172                                                      cfg->fc_type,
1173                                                      cfg->fc_nlflags,
1174                                                      tb->tb_id);
1175                         if (err) {
1176                                 switchdev_fib_ipv4_abort(fi);
1177                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1178                                 goto out;
1179                         }
1180
1181                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1182
1183                         alias_free_mem_rcu(fa);
1184
1185                         fib_release_info(fi_drop);
1186                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1187                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1188                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1189                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1190
1191                         goto succeeded;
1192                 }
1193                 /* Error if we find a perfect match which
1194                  * uses the same scope, type, and nexthop
1195                  * information.
1196                  */
1197                 if (fa_match)
1198                         goto out;
1199
1200                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1201                         fa = fa_first;
1202         }
1203         err = -ENOENT;
1204         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1205                 goto out;
1206
1207         err = -ENOBUFS;
1208         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1209         if (!new_fa)
1210                 goto out;
1211
1212         new_fa->fa_info = fi;
1213         new_fa->fa_tos = tos;
1214         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1215         new_fa->fa_state = 0;
1216         new_fa->fa_slen = slen;
1217         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1218
1219         /* (Optionally) offload fib entry to switch hardware. */
1220         err = switchdev_fib_ipv4_add(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type,
1221                                      cfg->fc_nlflags, tb->tb_id);
1222         if (err) {
1223                 switchdev_fib_ipv4_abort(fi);
1224                 goto out_free_new_fa;
1225         }
1226
1227         /* Insert new entry to the list. */
1228         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1229         if (err)
1230                 goto out_sw_fib_del;
1231
1232         if (!plen)
1233                 tb->tb_num_default++;
1234
1235         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1236         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1237                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1238 succeeded:
1239         return 0;
1240
1241 out_sw_fib_del:
1242         switchdev_fib_ipv4_del(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type, tb->tb_id);
1243 out_free_new_fa:
1244         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1245 out:
1246         fib_release_info(fi);
1247 err:
1248         return err;
1249 }
1250
1251 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1252 {
1253         t_key prefix = n->key;
1254
1255         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1256 }
1257
1258 /* should be called with rcu_read_lock */
1259 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1260                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1261 {
1262         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1263 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1264         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1265 #endif
1266         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1267         struct key_vector *n, *pn;
1268         struct fib_alias *fa;
1269         unsigned long index;
1270         t_key cindex;
1271
1272         pn = t->kv;
1273         cindex = 0;
1274
1275         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1276         if (!n)
1277                 return -EAGAIN;
1278
1279 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1280         this_cpu_inc(stats->gets);
1281 #endif
1282
1283         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1284         for (;;) {
1285                 index = get_cindex(key, n);
1286
1287                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1288                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1289                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1290                  * is the difference between the key and this value.  From
1291                  * this we can actually derive several pieces of data.
1292                  *   if (index >= (1ul << bits))
1293                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1294                  *   else
1295                  *     we know the value is cindex
1296                  *
1297                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1298                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1299                  * long is greater than 32 bits.
1300                  */
1301                 if (index >= (1ul << n->bits))
1302                         break;
1303
1304                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1305                 if (IS_LEAF(n))
1306                         goto found;
1307
1308                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1309                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1310                  */
1311                 if (n->slen > n->pos) {
1312                         pn = n;
1313                         cindex = index;
1314                 }
1315
1316                 n = get_child_rcu(n, index);
1317                 if (unlikely(!n))
1318                         goto backtrace;
1319         }
1320
1321         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1322         for (;;) {
1323                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1324                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1325
1326                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1327                  * between the key and the prefix exist in the region of
1328                  * the lsb and higher in the prefix.
1329                  */
1330                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1331                         goto backtrace;
1332
1333                 /* exit out and process leaf */
1334                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1335                         break;
1336
1337                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1338                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1339                  * we started this traversal anyway
1340                  */
1341
1342                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1343 backtrace:
1344 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1345                         if (!n)
1346                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1347 #endif
1348                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1349                          * us to strip at this level so we must ascend back
1350                          * up one level to see if there are any more bits to
1351                          * be stripped there.
1352                          */
1353                         while (!cindex) {
1354                                 t_key pkey = pn->key;
1355
1356                                 /* If we don't have a parent then there is
1357                                  * nothing for us to do as we do not have any
1358                                  * further nodes to parse.
1359                                  */
1360                                 if (IS_TRIE(pn))
1361                                         return -EAGAIN;
1362 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1363                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1364 #endif
1365                                 /* Get Child's index */
1366                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1367                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1368                         }
1369
1370                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1371                         cindex &= cindex - 1;
1372
1373                         /* grab pointer for next child node */
1374                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1375                 }
1376         }
1377
1378 found:
1379         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1380         index = key ^ n->key;
1381
1382         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1383         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1384                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1385                 int nhsel, err;
1386
1387                 if ((index >= (1ul << fa->fa_slen)) &&
1388                     ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen != KEYLENGTH)))
1389                         continue;
1390                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1391                         continue;
1392                 if (fi->fib_dead)
1393                         continue;
1394                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1395                         continue;
1396                 fib_alias_accessed(fa);
1397                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1398                 if (unlikely(err < 0)) {
1399 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1400                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1401 #endif
1402                         return err;
1403                 }
1404                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1405                         continue;
1406                 for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1407                         const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1408
1409                         if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1410                                 continue;
1411                         if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1412                                 continue;
1413
1414                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1415                                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1416
1417                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1418                         res->nh_sel = nhsel;
1419                         res->type = fa->fa_type;
1420                         res->scope = fi->fib_scope;
1421                         res->fi = fi;
1422                         res->table = tb;
1423                         res->fa_head = &n->leaf;
1424 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1425                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1426 #endif
1427                         return err;
1428                 }
1429         }
1430 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1431         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1432 #endif
1433         goto backtrace;
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1436
1437 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1438                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1439 {
1440         /* record the location of the previous list_info entry */
1441         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1442         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1443
1444         /* remove the fib_alias from the list */
1445         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1446
1447         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1448          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1449          */
1450         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1451                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1452                 node_free(l);
1453                 trie_rebalance(t, tp);
1454                 return;
1455         }
1456
1457         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1458         if (*pprev)
1459                 return;
1460
1461         /* update the trie with the latest suffix length */
1462         l->slen = fa->fa_slen;
1463         leaf_pull_suffix(tp, l);
1464 }
1465
1466 /* Caller must hold RTNL. */
1467 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1468 {
1469         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1470         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1471         struct key_vector *l, *tp;
1472         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1473         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1474         u8 tos = cfg->fc_tos;
1475         u32 key;
1476
1477         if (plen > KEYLENGTH)
1478                 return -EINVAL;
1479
1480         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1481
1482         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1483                 return -EINVAL;
1484
1485         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1486         if (!l)
1487                 return -ESRCH;
1488
1489         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id);
1490         if (!fa)
1491                 return -ESRCH;
1492
1493         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1494
1495         fa_to_delete = NULL;
1496         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1497                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1498
1499                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1500                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1501                     (fa->fa_tos != tos))
1502                         break;
1503
1504                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1505                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1506                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1507                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1508                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1509                     (!cfg->fc_protocol ||
1510                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1511                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1512                         fa_to_delete = fa;
1513                         break;
1514                 }
1515         }
1516
1517         if (!fa_to_delete)
1518                 return -ESRCH;
1519
1520         switchdev_fib_ipv4_del(key, plen, fa_to_delete->fa_info, tos,
1521                                cfg->fc_type, tb->tb_id);
1522
1523         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1524                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1525
1526         if (!plen)
1527                 tb->tb_num_default--;
1528
1529         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1530
1531         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1532                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1533
1534         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1535         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1536         return 0;
1537 }
1538
1539 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1540 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1541 {
1542         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1543         unsigned long cindex;
1544
1545         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1546         do {
1547                 /* record parent and next child index */
1548                 pn = n;
1549                 cindex = key ? get_index(key, pn) : 0;
1550
1551                 if (cindex >> pn->bits)
1552                         break;
1553
1554                 /* descend into the next child */
1555                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1556                 if (!n)
1557                         break;
1558
1559                 /* guarantee forward progress on the keys */
1560                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1561                         goto found;
1562         } while (IS_TNODE(n));
1563
1564         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1565         while (!IS_TRIE(pn)) {
1566                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1567                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1568                         t_key pkey = pn->key;
1569
1570                         pn = node_parent_rcu(pn);
1571                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1572                         continue;
1573                 }
1574
1575                 /* grab the next available node */
1576                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1577                 if (!n)
1578                         continue;
1579
1580                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1581                 if (IS_LEAF(n))
1582                         goto found;
1583
1584                 /* Rescan start scanning in new node */
1585                 pn = n;
1586                 cindex = 0;
1587         }
1588
1589         *tn = pn;
1590         return NULL; /* Root of trie */
1591 found:
1592         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1593         *tn = pn;
1594         return n;
1595 }
1596
1597 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1598 {
1599         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1600         struct key_vector *pn = t->kv;
1601         unsigned long cindex = 1;
1602         struct hlist_node *tmp;
1603         struct fib_alias *fa;
1604
1605         /* walk trie in reverse order and free everything */
1606         for (;;) {
1607                 struct key_vector *n;
1608
1609                 if (!(cindex--)) {
1610                         t_key pkey = pn->key;
1611
1612                         if (IS_TRIE(pn))
1613                                 break;
1614
1615                         n = pn;
1616                         pn = node_parent(pn);
1617
1618                         /* drop emptied tnode */
1619                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1620                         node_free(n);
1621
1622                         cindex = get_index(pkey, pn);
1623
1624                         continue;
1625                 }
1626
1627                 /* grab the next available node */
1628                 n = get_child(pn, cindex);
1629                 if (!n)
1630                         continue;
1631
1632                 if (IS_TNODE(n)) {
1633                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1634                         pn = n;
1635                         cindex = 1ul << n->bits;
1636
1637                         continue;
1638                 }
1639
1640                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1641                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1642                         alias_free_mem_rcu(fa);
1643                 }
1644
1645                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1646                 node_free(n);
1647         }
1648
1649 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1650         free_percpu(t->stats);
1651 #endif
1652         kfree(tb);
1653 }
1654
1655 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1656 {
1657         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1658         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1659         struct fib_table *local_tb;
1660         struct fib_alias *fa;
1661         struct trie *lt;
1662         t_key key = 0;
1663
1664         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1665                 return oldtb;
1666
1667         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1668         if (!local_tb)
1669                 return NULL;
1670
1671         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1672
1673         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1674                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1675
1676                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1677                         struct fib_alias *new_fa;
1678
1679                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1680                                 continue;
1681
1682                         /* clone fa for new local table */
1683                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1684                         if (!new_fa)
1685                                 goto out;
1686
1687                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1688
1689                         /* insert clone into table */
1690                         if (!local_l)
1691                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1692
1693                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1694                                              NULL, l->key))
1695                                 goto out;
1696                 }
1697
1698                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1699                 key = l->key + 1;
1700                 if (key < l->key)
1701                         break;
1702         }
1703
1704         return local_tb;
1705 out:
1706         fib_trie_free(local_tb);
1707
1708         return NULL;
1709 }
1710
1711 /* Caller must hold RTNL */
1712 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1713 {
1714         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1715         struct key_vector *pn = t->kv;
1716         unsigned long cindex = 1;
1717         struct hlist_node *tmp;
1718         struct fib_alias *fa;
1719
1720         /* walk trie in reverse order */
1721         for (;;) {
1722                 unsigned char slen = 0;
1723                 struct key_vector *n;
1724
1725                 if (!(cindex--)) {
1726                         t_key pkey = pn->key;
1727
1728                         /* cannot resize the trie vector */
1729                         if (IS_TRIE(pn))
1730                                 break;
1731
1732                         /* resize completed node */
1733                         pn = resize(t, pn);
1734                         cindex = get_index(pkey, pn);
1735
1736                         continue;
1737                 }
1738
1739                 /* grab the next available node */
1740                 n = get_child(pn, cindex);
1741                 if (!n)
1742                         continue;
1743
1744                 if (IS_TNODE(n)) {
1745                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1746                         pn = n;
1747                         cindex = 1ul << n->bits;
1748
1749                         continue;
1750                 }
1751
1752                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1753                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1754
1755                         /* if alias was cloned to local then we just
1756                          * need to remove the local copy from main
1757                          */
1758                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1759                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1760                                 alias_free_mem_rcu(fa);
1761                                 continue;
1762                         }
1763
1764                         /* record local slen */
1765                         slen = fa->fa_slen;
1766
1767                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_OFFLOAD))
1768                                 continue;
1769
1770                         switchdev_fib_ipv4_del(n->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1771                                                fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1772                                                tb->tb_id);
1773                 }
1774
1775                 /* update leaf slen */
1776                 n->slen = slen;
1777
1778                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1779                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1780                         node_free(n);
1781                 } else {
1782                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1783                 }
1784         }
1785 }
1786
1787 /* Caller must hold RTNL. */
1788 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1789 {
1790         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1791         struct key_vector *pn = t->kv;
1792         unsigned long cindex = 1;
1793         struct hlist_node *tmp;
1794         struct fib_alias *fa;
1795         int found = 0;
1796
1797         /* walk trie in reverse order */
1798         for (;;) {
1799                 unsigned char slen = 0;
1800                 struct key_vector *n;
1801
1802                 if (!(cindex--)) {
1803                         t_key pkey = pn->key;
1804
1805                         /* cannot resize the trie vector */
1806                         if (IS_TRIE(pn))
1807                                 break;
1808
1809                         /* resize completed node */
1810                         pn = resize(t, pn);
1811                         cindex = get_index(pkey, pn);
1812
1813                         continue;
1814                 }
1815
1816                 /* grab the next available node */
1817                 n = get_child(pn, cindex);
1818                 if (!n)
1819                         continue;
1820
1821                 if (IS_TNODE(n)) {
1822                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1823                         pn = n;
1824                         cindex = 1ul << n->bits;
1825
1826                         continue;
1827                 }
1828
1829                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1830                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1831
1832                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1833                                 slen = fa->fa_slen;
1834                                 continue;
1835                         }
1836
1837                         switchdev_fib_ipv4_del(n->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1838                                                fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1839                                                tb->tb_id);
1840                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1841                         fib_release_info(fa->fa_info);
1842                         alias_free_mem_rcu(fa);
1843                         found++;
1844                 }
1845
1846                 /* update leaf slen */
1847                 n->slen = slen;
1848
1849                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1850                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1851                         node_free(n);
1852                 } else {
1853                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1854                 }
1855         }
1856
1857         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1858         return found;
1859 }
1860
1861 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
1862 {
1863         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
1864 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1865         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1866
1867         if (tb->tb_data == tb->__data)
1868                 free_percpu(t->stats);
1869 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
1870         kfree(tb);
1871 }
1872
1873 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1874 {
1875         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
1876 }
1877
1878 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
1879                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1880 {
1881         __be32 xkey = htonl(l->key);
1882         struct fib_alias *fa;
1883         int i, s_i;
1884
1885         s_i = cb->args[4];
1886         i = 0;
1887
1888         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1889         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1890                 if (i < s_i) {
1891                         i++;
1892                         continue;
1893                 }
1894
1895                 if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1896                         i++;
1897                         continue;
1898                 }
1899
1900                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1901                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1902                                   RTM_NEWROUTE,
1903                                   tb->tb_id,
1904                                   fa->fa_type,
1905                                   xkey,
1906                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1907                                   fa->fa_tos,
1908                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1909                         cb->args[4] = i;
1910                         return -1;
1911                 }
1912                 i++;
1913         }
1914
1915         cb->args[4] = i;
1916         return skb->len;
1917 }
1918
1919 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1920 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1921                    struct netlink_callback *cb)
1922 {
1923         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1924         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
1925         /* Dump starting at last key.
1926          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1927          */
1928         int count = cb->args[2];
1929         t_key key = cb->args[3];
1930
1931         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1932                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1933                         cb->args[3] = key;
1934                         cb->args[2] = count;
1935                         return -1;
1936                 }
1937
1938                 ++count;
1939                 key = l->key + 1;
1940
1941                 memset(&cb->args[4], 0,
1942                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1943
1944                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1945                 if (key < l->key)
1946                         break;
1947         }
1948
1949         cb->args[3] = key;
1950         cb->args[2] = count;
1951
1952         return skb->len;
1953 }
1954
1955 void __init fib_trie_init(void)
1956 {
1957         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1958                                           sizeof(struct fib_alias),
1959                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1960
1961         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1962                                            LEAF_SIZE,
1963                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1964 }
1965
1966 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
1967 {
1968         struct fib_table *tb;
1969         struct trie *t;
1970         size_t sz = sizeof(*tb);
1971
1972         if (!alias)
1973                 sz += sizeof(struct trie);
1974
1975         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
1976         if (!tb)
1977                 return NULL;
1978
1979         tb->tb_id = id;
1980         tb->tb_default = -1;
1981         tb->tb_num_default = 0;
1982         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
1983
1984         if (alias)
1985                 return tb;
1986
1987         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1988         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
1989         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
1990 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1991         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
1992         if (!t->stats) {
1993                 kfree(tb);
1994                 tb = NULL;
1995         }
1996 #endif
1997
1998         return tb;
1999 }
2000
2001 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2002 /* Depth first Trie walk iterator */
2003 struct fib_trie_iter {
2004         struct seq_net_private p;
2005         struct fib_table *tb;
2006         struct key_vector *tnode;
2007         unsigned int index;
2008         unsigned int depth;
2009 };
2010
2011 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2012 {
2013         unsigned long cindex = iter->index;
2014         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2015         t_key pkey;
2016
2017         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2018                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2019
2020         while (!IS_TRIE(pn)) {
2021                 while (cindex < child_length(pn)) {
2022                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2023
2024                         if (!n)
2025                                 continue;
2026
2027                         if (IS_LEAF(n)) {
2028                                 iter->tnode = pn;
2029                                 iter->index = cindex;
2030                         } else {
2031                                 /* push down one level */
2032                                 iter->tnode = n;
2033                                 iter->index = 0;
2034                                 ++iter->depth;
2035                         }
2036
2037                         return n;
2038                 }
2039
2040                 /* Current node exhausted, pop back up */
2041                 pkey = pn->key;
2042                 pn = node_parent_rcu(pn);
2043                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2044                 --iter->depth;
2045         }
2046
2047         /* record root node so further searches know we are done */
2048         iter->tnode = pn;
2049         iter->index = 0;
2050
2051         return NULL;
2052 }
2053
2054 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2055                                              struct trie *t)
2056 {
2057         struct key_vector *n, *pn = t->kv;
2058
2059         if (!t)
2060                 return NULL;
2061
2062         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2063         if (!n)
2064                 return NULL;
2065
2066         if (IS_TNODE(n)) {
2067                 iter->tnode = n;
2068                 iter->index = 0;
2069                 iter->depth = 1;
2070         } else {
2071                 iter->tnode = pn;
2072                 iter->index = 0;
2073                 iter->depth = 0;
2074         }
2075
2076         return n;
2077 }
2078
2079 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2080 {
2081         struct key_vector *n;
2082         struct fib_trie_iter iter;
2083
2084         memset(s, 0, sizeof(*s));
2085
2086         rcu_read_lock();
2087         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2088                 if (IS_LEAF(n)) {
2089                         struct fib_alias *fa;
2090
2091                         s->leaves++;
2092                         s->totdepth += iter.depth;
2093                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2094                                 s->maxdepth = iter.depth;
2095
2096                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2097                                 ++s->prefixes;
2098                 } else {
2099                         s->tnodes++;
2100                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2101                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2102                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2103                 }
2104         }
2105         rcu_read_unlock();
2106 }
2107
2108 /*
2109  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2110  */
2111 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2112 {
2113         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2114
2115         if (stat->leaves)
2116                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2117         else
2118                 avdepth = 0;
2119
2120         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2121                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2122         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2123
2124         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2125         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2126
2127         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2128         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2129
2130         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2131         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2132
2133         max = MAX_STAT_DEPTH;
2134         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2135                 max--;
2136
2137         pointers = 0;
2138         for (i = 1; i < max; i++)
2139                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2140                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2141                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2142                 }
2143         seq_putc(seq, '\n');
2144         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2145
2146         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2147         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2148         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2149 }
2150
2151 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2152 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2153                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2154 {
2155         struct trie_use_stats s = { 0 };
2156         int cpu;
2157
2158         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2159         for_each_possible_cpu(cpu) {
2160                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2161
2162                 s.gets += pcpu->gets;
2163                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2164                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2165                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2166                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2167                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2168         }
2169
2170         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2171         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2172         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2173         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2174                    s.semantic_match_passed);
2175         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2176         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2177         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2178 }
2179 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2180
2181 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2182 {
2183         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2184                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2185         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2186                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2187         else
2188                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2189 }
2190
2191
2192 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2193 {
2194         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2195         unsigned int h;
2196
2197         seq_printf(seq,
2198                    "Basic info: size of leaf:"
2199                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2200                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2201
2202         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2203                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2204                 struct fib_table *tb;
2205
2206                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2207                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2208                         struct trie_stat stat;
2209
2210                         if (!t)
2211                                 continue;
2212
2213                         fib_table_print(seq, tb);
2214
2215                         trie_collect_stats(t, &stat);
2216                         trie_show_stats(seq, &stat);
2217 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2218                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2219 #endif
2220                 }
2221         }
2222
2223         return 0;
2224 }
2225
2226 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2227 {
2228         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2229 }
2230
2231 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2232         .owner  = THIS_MODULE,
2233         .open   = fib_triestat_seq_open,
2234         .read   = seq_read,
2235         .llseek = seq_lseek,
2236         .release = single_release_net,
2237 };
2238
2239 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2240 {
2241         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2242         struct net *net = seq_file_net(seq);
2243         loff_t idx = 0;
2244         unsigned int h;
2245
2246         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2247                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2248                 struct fib_table *tb;
2249
2250                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2251                         struct key_vector *n;
2252
2253                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2254                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2255                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2256                                 if (pos == idx++) {
2257                                         iter->tb = tb;
2258                                         return n;
2259                                 }
2260                 }
2261         }
2262
2263         return NULL;
2264 }
2265
2266 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2267         __acquires(RCU)
2268 {
2269         rcu_read_lock();
2270         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2271 }
2272
2273 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2274 {
2275         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2276         struct net *net = seq_file_net(seq);
2277         struct fib_table *tb = iter->tb;
2278         struct hlist_node *tb_node;
2279         unsigned int h;
2280         struct key_vector *n;
2281
2282         ++*pos;
2283         /* next node in same table */
2284         n = fib_trie_get_next(iter);
2285         if (n)
2286                 return n;
2287
2288         /* walk rest of this hash chain */
2289         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2290         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2291                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2292                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2293                 if (n)
2294                         goto found;
2295         }
2296
2297         /* new hash chain */
2298         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2299                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2300                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2301                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2302                         if (n)
2303                                 goto found;
2304                 }
2305         }
2306         return NULL;
2307
2308 found:
2309         iter->tb = tb;
2310         return n;
2311 }
2312
2313 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2314         __releases(RCU)
2315 {
2316         rcu_read_unlock();
2317 }
2318
2319 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2320 {
2321         while (n-- > 0)
2322                 seq_puts(seq, "   ");
2323 }
2324
2325 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2326 {
2327         switch (s) {
2328         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2329         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2330         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2331         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2332         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2333         default:
2334                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2335                 return buf;
2336         }
2337 }
2338
2339 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2340         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2341         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2342         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2343         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2344         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2345         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2346         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2347         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2348         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2349         [RTN_THROW] = "THROW",
2350         [RTN_NAT] = "NAT",
2351         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2352 };
2353
2354 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2355 {
2356         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2357                 return rtn_type_names[t];
2358         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2359         return buf;
2360 }
2361
2362 /* Pretty print the trie */
2363 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2364 {
2365         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2366         struct key_vector *n = v;
2367
2368         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2369                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2370
2371         if (IS_TNODE(n)) {
2372                 __be32 prf = htonl(n->key);
2373
2374                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2375                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2376                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2377                            tn_info(n)->full_children,
2378                            tn_info(n)->empty_children);
2379         } else {
2380                 __be32 val = htonl(n->key);
2381                 struct fib_alias *fa;
2382
2383                 seq_indent(seq, iter->depth);
2384                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2385
2386                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2387                         char buf1[32], buf2[32];
2388
2389                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2390                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2391                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2392                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2393                                              fa->fa_info->fib_scope),
2394                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2395                                             fa->fa_type));
2396                         if (fa->fa_tos)
2397                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2398                         seq_putc(seq, '\n');
2399                 }
2400         }
2401
2402         return 0;
2403 }
2404
2405 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2406         .start  = fib_trie_seq_start,
2407         .next   = fib_trie_seq_next,
2408         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2409         .show   = fib_trie_seq_show,
2410 };
2411
2412 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2413 {
2414         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2415                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2416 }
2417
2418 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2419         .owner  = THIS_MODULE,
2420         .open   = fib_trie_seq_open,
2421         .read   = seq_read,
2422         .llseek = seq_lseek,
2423         .release = seq_release_net,
2424 };
2425
2426 struct fib_route_iter {
2427         struct seq_net_private p;
2428         struct fib_table *main_tb;
2429         struct key_vector *tnode;
2430         loff_t  pos;
2431         t_key   key;
2432 };
2433
2434 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2435                                             loff_t pos)
2436 {
2437         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2438         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2439         struct trie *t;
2440         t_key key;
2441
2442         /* use cache location of next-to-find key */
2443         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2444                 pos -= iter->pos;
2445                 key = iter->key;
2446         } else {
2447                 t = (struct trie *)tb->tb_data;
2448                 iter->tnode = t->kv;
2449                 iter->pos = 0;
2450                 key = 0;
2451         }
2452
2453         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) != NULL) {
2454                 key = l->key + 1;
2455                 iter->pos++;
2456
2457                 if (pos-- <= 0)
2458                         break;
2459
2460                 l = NULL;
2461
2462                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2463                 if (!key)
2464                         break;
2465         }
2466
2467         if (l)
2468                 iter->key = key;        /* remember it */
2469         else
2470                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2471
2472         return l;
2473 }
2474
2475 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2476         __acquires(RCU)
2477 {
2478         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2479         struct fib_table *tb;
2480         struct trie *t;
2481
2482         rcu_read_lock();
2483
2484         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2485         if (!tb)
2486                 return NULL;
2487
2488         iter->main_tb = tb;
2489
2490         if (*pos != 0)
2491                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2492
2493         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2494         iter->tnode = t->kv;
2495         iter->pos = 0;
2496         iter->key = 0;
2497
2498         return SEQ_START_TOKEN;
2499 }
2500
2501 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2502 {
2503         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2504         struct key_vector *l = NULL;
2505         t_key key = iter->key;
2506
2507         ++*pos;
2508
2509         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2510         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2511                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2512
2513         if (l) {
2514                 iter->key = l->key + 1;
2515                 iter->pos++;
2516         } else {
2517                 iter->pos = 0;
2518         }
2519
2520         return l;
2521 }
2522
2523 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2524         __releases(RCU)
2525 {
2526         rcu_read_unlock();
2527 }
2528
2529 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2530 {
2531         unsigned int flags = 0;
2532
2533         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2534                 flags = RTF_REJECT;
2535         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2536                 flags |= RTF_GATEWAY;
2537         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2538                 flags |= RTF_HOST;
2539         flags |= RTF_UP;
2540         return flags;
2541 }
2542
2543 /*
2544  *      This outputs /proc/net/route.
2545  *      The format of the file is not supposed to be changed
2546  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2547  *      legacy utilities
2548  */
2549 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2550 {
2551         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2552         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2553         struct fib_alias *fa;
2554         struct key_vector *l = v;
2555         __be32 prefix;
2556
2557         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2558                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2559                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2560                            "\tWindow\tIRTT");
2561                 return 0;
2562         }
2563
2564         prefix = htonl(l->key);
2565
2566         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2567                 const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2568                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2569                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2570
2571                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2572                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2573                         continue;
2574
2575                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2576                         continue;
2577
2578                 seq_setwidth(seq, 127);
2579
2580                 if (fi)
2581                         seq_printf(seq,
2582                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2583                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2584                                    fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2585                                    prefix,
2586                                    fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2587                                    fi->fib_priority,
2588                                    mask,
2589                                    (fi->fib_advmss ?
2590                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2591                                    fi->fib_window,
2592                                    fi->fib_rtt >> 3);
2593                 else
2594                         seq_printf(seq,
2595                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2596                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2597                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2598                                    mask, 0, 0, 0);
2599
2600                 seq_pad(seq, '\n');
2601         }
2602
2603         return 0;
2604 }
2605
2606 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2607         .start  = fib_route_seq_start,
2608         .next   = fib_route_seq_next,
2609         .stop   = fib_route_seq_stop,
2610         .show   = fib_route_seq_show,
2611 };
2612
2613 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2614 {
2615         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2616                             sizeof(struct fib_route_iter));
2617 }
2618
2619 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2620         .owner  = THIS_MODULE,
2621         .open   = fib_route_seq_open,
2622         .read   = seq_read,
2623         .llseek = seq_lseek,
2624         .release = seq_release_net,
2625 };
2626
2627 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2628 {
2629         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2630                 goto out1;
2631
2632         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2633                          &fib_triestat_fops))
2634                 goto out2;
2635
2636         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2637                 goto out3;
2638
2639         return 0;
2640
2641 out3:
2642         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2643 out2:
2644         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2645 out1:
2646         return -ENOMEM;
2647 }
2648
2649 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2650 {
2651         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2652         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2653         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2654 }
2655
2656 #endif /* CONFIG_PROC_FS */