ipv4: include NLM_F_APPEND flag in append route notifications
[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 key_vector *l;
329         struct tnode *kv;
330
331         kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
332         if (!kv)
333                 return NULL;
334
335         /* initialize key vector */
336         l = kv->kv;
337         l->key = key;
338         l->pos = 0;
339         l->bits = 0;
340         l->slen = fa->fa_slen;
341
342         /* link leaf to fib alias */
343         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
344         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
345
346         return l;
347 }
348
349 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
350 {
351         unsigned int shift = pos + bits;
352         struct key_vector *tn;
353         struct tnode *tnode;
354
355         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
356         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
357
358         tnode = tnode_alloc(bits);
359         if (!tnode)
360                 return NULL;
361
362         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
363                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
364
365         if (bits == KEYLENGTH)
366                 tnode->full_children = 1;
367         else
368                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
369
370         tn = tnode->kv;
371         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
372         tn->pos = pos;
373         tn->bits = bits;
374         tn->slen = pos;
375
376         return tn;
377 }
378
379 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
380  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
381  */
382 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
383 {
384         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
385 }
386
387 /* Add a child at position i overwriting the old value.
388  * Update the value of full_children and empty_children.
389  */
390 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
391                       struct key_vector *n)
392 {
393         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
394         int isfull, wasfull;
395
396         BUG_ON(i >= child_length(tn));
397
398         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
399         if (!n && chi)
400                 empty_child_inc(tn);
401         if (n && !chi)
402                 empty_child_dec(tn);
403
404         /* update fullChildren */
405         wasfull = tnode_full(tn, chi);
406         isfull = tnode_full(tn, n);
407
408         if (wasfull && !isfull)
409                 tn_info(tn)->full_children--;
410         else if (!wasfull && isfull)
411                 tn_info(tn)->full_children++;
412
413         if (n && (tn->slen < n->slen))
414                 tn->slen = n->slen;
415
416         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
417 }
418
419 static void update_children(struct key_vector *tn)
420 {
421         unsigned long i;
422
423         /* update all of the child parent pointers */
424         for (i = child_length(tn); i;) {
425                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
426
427                 if (!inode)
428                         continue;
429
430                 /* Either update the children of a tnode that
431                  * already belongs to us or update the child
432                  * to point to ourselves.
433                  */
434                 if (node_parent(inode) == tn)
435                         update_children(inode);
436                 else
437                         node_set_parent(inode, tn);
438         }
439 }
440
441 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
442                                   struct key_vector *n)
443 {
444         if (IS_TRIE(tp))
445                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
446         else
447                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
448 }
449
450 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
451 {
452         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
453 }
454
455 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
456                                      struct key_vector *n)
457 {
458         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
459         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
460 }
461
462 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
463 {
464         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
465
466         while (head) {
467                 head = head->next;
468                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
469                 node_free(tn);
470
471                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
472         }
473
474         if (tnode_free_size >= PAGE_SIZE * sync_pages) {
475                 tnode_free_size = 0;
476                 synchronize_rcu();
477         }
478 }
479
480 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
481                                   struct key_vector *oldtnode,
482                                   struct key_vector *tn)
483 {
484         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
485         unsigned long i;
486
487         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
488         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
489         put_child_root(tp, tn->key, tn);
490
491         /* update all of the child parent pointers */
492         update_children(tn);
493
494         /* all pointers should be clean so we are done */
495         tnode_free(oldtnode);
496
497         /* resize children now that oldtnode is freed */
498         for (i = child_length(tn); i;) {
499                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
500
501                 /* resize child node */
502                 if (tnode_full(tn, inode))
503                         tn = resize(t, inode);
504         }
505
506         return tp;
507 }
508
509 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
510                                   struct key_vector *oldtnode)
511 {
512         struct key_vector *tn;
513         unsigned long i;
514         t_key m;
515
516         pr_debug("In inflate\n");
517
518         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
519         if (!tn)
520                 goto notnode;
521
522         /* prepare oldtnode to be freed */
523         tnode_free_init(oldtnode);
524
525         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
526          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
527          * point to existing tnodes and the links between our allocated
528          * nodes.
529          */
530         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
531                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
532                 struct key_vector *node0, *node1;
533                 unsigned long j, k;
534
535                 /* An empty child */
536                 if (!inode)
537                         continue;
538
539                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
540                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
541                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
542                         continue;
543                 }
544
545                 /* drop the node in the old tnode free list */
546                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
547
548                 /* An internal node with two children */
549                 if (inode->bits == 1) {
550                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
551                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
552                         continue;
553                 }
554
555                 /* We will replace this node 'inode' with two new
556                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
557                  * original children. The two new nodes will have
558                  * a position one bit further down the key and this
559                  * means that the "significant" part of their keys
560                  * (see the discussion near the top of this file)
561                  * will differ by one bit, which will be "0" in
562                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
563                  * moving the key position by one step, the bit that
564                  * we are moving away from - the bit at position
565                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
566                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
567                  * two new keys.
568                  */
569                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
570                 if (!node1)
571                         goto nomem;
572                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
573
574                 tnode_free_append(tn, node1);
575                 if (!node0)
576                         goto nomem;
577                 tnode_free_append(tn, node0);
578
579                 /* populate child pointers in new nodes */
580                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
581                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
582                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
583                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
584                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
585                 }
586
587                 /* link new nodes to parent */
588                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
589                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
590
591                 /* link parent to nodes */
592                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
593                 put_child(tn, 2 * i, node0);
594         }
595
596         /* setup the parent pointers into and out of this node */
597         return replace(t, oldtnode, tn);
598 nomem:
599         /* all pointers should be clean so we are done */
600         tnode_free(tn);
601 notnode:
602         return NULL;
603 }
604
605 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
606                                 struct key_vector *oldtnode)
607 {
608         struct key_vector *tn;
609         unsigned long i;
610
611         pr_debug("In halve\n");
612
613         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
614         if (!tn)
615                 goto notnode;
616
617         /* prepare oldtnode to be freed */
618         tnode_free_init(oldtnode);
619
620         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
621          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
622          * point to existing tnodes and the links between our allocated
623          * nodes.
624          */
625         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
626                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
627                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
628                 struct key_vector *inode;
629
630                 /* At least one of the children is empty */
631                 if (!node1 || !node0) {
632                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
633                         continue;
634                 }
635
636                 /* Two nonempty children */
637                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
638                 if (!inode)
639                         goto nomem;
640                 tnode_free_append(tn, inode);
641
642                 /* initialize pointers out of node */
643                 put_child(inode, 1, node1);
644                 put_child(inode, 0, node0);
645                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
646
647                 /* link parent to node */
648                 put_child(tn, i / 2, inode);
649         }
650
651         /* setup the parent pointers into and out of this node */
652         return replace(t, oldtnode, tn);
653 nomem:
654         /* all pointers should be clean so we are done */
655         tnode_free(tn);
656 notnode:
657         return NULL;
658 }
659
660 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
661                                    struct key_vector *oldtnode)
662 {
663         struct key_vector *n, *tp;
664         unsigned long i;
665
666         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
667         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
668                 n = get_child(oldtnode, --i);
669
670         /* compress one level */
671         tp = node_parent(oldtnode);
672         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
673         node_set_parent(n, tp);
674
675         /* drop dead node */
676         node_free(oldtnode);
677
678         return tp;
679 }
680
681 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
682 {
683         unsigned char slen = tn->pos;
684         unsigned long stride, i;
685
686         /* search though the list of children looking for nodes that might
687          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
688          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
689          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
690          */
691         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
692                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
693
694                 if (!n || (n->slen <= slen))
695                         continue;
696
697                 /* update stride and slen based on new value */
698                 stride <<= (n->slen - slen);
699                 slen = n->slen;
700                 i &= ~(stride - 1);
701
702                 /* if slen covers all but the last bit we can stop here
703                  * there will be nothing longer than that since only node
704                  * 0 and 1 << (bits - 1) could have that as their suffix
705                  * length.
706                  */
707                 if ((slen + 1) >= (tn->pos + tn->bits))
708                         break;
709         }
710
711         tn->slen = slen;
712
713         return slen;
714 }
715
716 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
717  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
718  * Telecommunications, page 6:
719  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
720  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
721  *
722  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
723  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
724  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
725  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
726  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
727  * multiply the left-hand side by 50.
728  *
729  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
730  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
731  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
732  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
733  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
734  * we just count them one extra time here.
735  *
736  * A clearer way to write this would be:
737  *
738  * to_be_doubled = tn->full_children;
739  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
740  *     tn->full_children;
741  *
742  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
743  *
744  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
745  *      new_child_length;
746  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
747  *
748  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
749  *
750  * anyway,
751  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
752  *      inflate_threshold
753  *
754  * avoid a division:
755  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
756  *      inflate_threshold * new_child_length
757  *
758  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
759  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
760  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
761  *
762  * expand new_child_length:
763  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
764  *    tn->full_children) >=
765  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
766  *
767  * shorten again:
768  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
769  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
770  *    child_length(tn)
771  *
772  */
773 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
774 {
775         unsigned long used = child_length(tn);
776         unsigned long threshold = used;
777
778         /* Keep root node larger */
779         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
780         used -= tn_info(tn)->empty_children;
781         used += tn_info(tn)->full_children;
782
783         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
784
785         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
786 }
787
788 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
789 {
790         unsigned long used = child_length(tn);
791         unsigned long threshold = used;
792
793         /* Keep root node larger */
794         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
795         used -= tn_info(tn)->empty_children;
796
797         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
798
799         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
800 }
801
802 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
803 {
804         unsigned long used = child_length(tn);
805
806         used -= tn_info(tn)->empty_children;
807
808         /* account for bits == KEYLENGTH case */
809         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
810                 used -= KEY_MAX;
811
812         /* One child or none, time to drop us from the trie */
813         return used < 2;
814 }
815
816 #define MAX_WORK 10
817 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
818 {
819 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
820         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
821 #endif
822         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
823         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
824         int max_work = MAX_WORK;
825
826         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
827                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
828
829         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
830          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
831          * thing without us interfering
832          */
833         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
834
835         /* Double as long as the resulting node has a number of
836          * nonempty nodes that are above the threshold.
837          */
838         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
839                 tp = inflate(t, tn);
840                 if (!tp) {
841 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
842                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
843 #endif
844                         break;
845                 }
846
847                 max_work--;
848                 tn = get_child(tp, cindex);
849         }
850
851         /* update parent in case inflate failed */
852         tp = node_parent(tn);
853
854         /* Return if at least one inflate is run */
855         if (max_work != MAX_WORK)
856                 return tp;
857
858         /* Halve as long as the number of empty children in this
859          * node is above threshold.
860          */
861         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
862                 tp = halve(t, tn);
863                 if (!tp) {
864 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
865                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
866 #endif
867                         break;
868                 }
869
870                 max_work--;
871                 tn = get_child(tp, cindex);
872         }
873
874         /* Only one child remains */
875         if (should_collapse(tn))
876                 return collapse(t, tn);
877
878         /* update parent in case halve failed */
879         tp = node_parent(tn);
880
881         /* Return if at least one deflate was run */
882         if (max_work != MAX_WORK)
883                 return tp;
884
885         /* push the suffix length to the parent node */
886         if (tn->slen > tn->pos) {
887                 unsigned char slen = update_suffix(tn);
888
889                 if (slen > tp->slen)
890                         tp->slen = slen;
891         }
892
893         return tp;
894 }
895
896 static void leaf_pull_suffix(struct key_vector *tp, struct key_vector *l)
897 {
898         while ((tp->slen > tp->pos) && (tp->slen > l->slen)) {
899                 if (update_suffix(tp) > l->slen)
900                         break;
901                 tp = node_parent(tp);
902         }
903 }
904
905 static void leaf_push_suffix(struct key_vector *tn, struct key_vector *l)
906 {
907         /* if this is a new leaf then tn will be NULL and we can sort
908          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
909          */
910         while (tn->slen < l->slen) {
911                 tn->slen = l->slen;
912                 tn = node_parent(tn);
913         }
914 }
915
916 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
917 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
918                                         struct key_vector **tp, u32 key)
919 {
920         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
921         unsigned long index = 0;
922
923         do {
924                 pn = n;
925                 n = get_child_rcu(n, index);
926
927                 if (!n)
928                         break;
929
930                 index = get_cindex(key, n);
931
932                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
933                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
934                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
935                  * is the difference between the key and this value.  From
936                  * this we can actually derive several pieces of data.
937                  *   if (index >= (1ul << bits))
938                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
939                  *   else
940                  *     we know the value is cindex
941                  *
942                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
943                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
944                  * long is greater than 32 bits.
945                  */
946                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
947                         n = NULL;
948                         break;
949                 }
950
951                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
952         } while (IS_TNODE(n));
953
954         *tp = pn;
955
956         return n;
957 }
958
959 /* Return the first fib alias matching TOS with
960  * priority less than or equal to PRIO.
961  */
962 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
963                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id)
964 {
965         struct fib_alias *fa;
966
967         if (!fah)
968                 return NULL;
969
970         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
971                 if (fa->fa_slen < slen)
972                         continue;
973                 if (fa->fa_slen != slen)
974                         break;
975                 if (fa->tb_id > tb_id)
976                         continue;
977                 if (fa->tb_id != tb_id)
978                         break;
979                 if (fa->fa_tos > tos)
980                         continue;
981                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
982                         return fa;
983         }
984
985         return NULL;
986 }
987
988 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
989 {
990         while (!IS_TRIE(tn))
991                 tn = resize(t, tn);
992 }
993
994 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
995                            struct fib_alias *new, t_key key)
996 {
997         struct key_vector *n, *l;
998
999         l = leaf_new(key, new);
1000         if (!l)
1001                 goto noleaf;
1002
1003         /* retrieve child from parent node */
1004         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1005
1006         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1007          *
1008          *  Add a new tnode here
1009          *  first tnode need some special handling
1010          *  leaves us in position for handling as case 3
1011          */
1012         if (n) {
1013                 struct key_vector *tn;
1014
1015                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1016                 if (!tn)
1017                         goto notnode;
1018
1019                 /* initialize routes out of node */
1020                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1021                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1022
1023                 /* start adding routes into the node */
1024                 put_child_root(tp, key, tn);
1025                 node_set_parent(n, tn);
1026
1027                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1028                 tp = tn;
1029         }
1030
1031         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1032         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1033         put_child_root(tp, key, l);
1034         trie_rebalance(t, tp);
1035
1036         return 0;
1037 notnode:
1038         node_free(l);
1039 noleaf:
1040         return -ENOMEM;
1041 }
1042
1043 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1044                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1045                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1046 {
1047         if (!l)
1048                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1049
1050         if (fa) {
1051                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1052         } else {
1053                 struct fib_alias *last;
1054
1055                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1056                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1057                                 break;
1058                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1059                             (new->tb_id > last->tb_id))
1060                                 break;
1061                         fa = last;
1062                 }
1063
1064                 if (fa)
1065                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1066                 else
1067                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1068         }
1069
1070         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1071         if (l->slen < new->fa_slen) {
1072                 l->slen = new->fa_slen;
1073                 leaf_push_suffix(tp, l);
1074         }
1075
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 /* Caller must hold RTNL. */
1080 int fib_table_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1081 {
1082         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1083         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1084         struct key_vector *l, *tp;
1085         unsigned int nlflags = 0;
1086         struct fib_info *fi;
1087         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1088         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1089         u8 tos = cfg->fc_tos;
1090         u32 key;
1091         int err;
1092
1093         if (plen > KEYLENGTH)
1094                 return -EINVAL;
1095
1096         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1097
1098         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1099
1100         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1101                 return -EINVAL;
1102
1103         fi = fib_create_info(cfg);
1104         if (IS_ERR(fi)) {
1105                 err = PTR_ERR(fi);
1106                 goto err;
1107         }
1108
1109         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1110         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1111                                 tb->tb_id) : NULL;
1112
1113         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1114          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1115          * exists or to the node before which we will insert new one.
1116          *
1117          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1118          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1119          * of the new alias.
1120          */
1121
1122         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1123             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1124                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1125
1126                 err = -EEXIST;
1127                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1128                         goto out;
1129
1130                 /* We have 2 goals:
1131                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1132                  * duplicate routes
1133                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1134                  */
1135                 fa_match = NULL;
1136                 fa_first = fa;
1137                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1138                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1139                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1140                             (fa->fa_tos != tos))
1141                                 break;
1142                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1143                                 break;
1144                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1145                             fa->fa_info == fi) {
1146                                 fa_match = fa;
1147                                 break;
1148                         }
1149                 }
1150
1151                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1152                         struct fib_info *fi_drop;
1153                         u8 state;
1154
1155                         fa = fa_first;
1156                         if (fa_match) {
1157                                 if (fa == fa_match)
1158                                         err = 0;
1159                                 goto out;
1160                         }
1161                         err = -ENOBUFS;
1162                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1163                         if (!new_fa)
1164                                 goto out;
1165
1166                         fi_drop = fa->fa_info;
1167                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1168                         new_fa->fa_info = fi;
1169                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1170                         state = fa->fa_state;
1171                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1172                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1173                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1174
1175                         err = switchdev_fib_ipv4_add(key, plen, fi,
1176                                                      new_fa->fa_tos,
1177                                                      cfg->fc_type,
1178                                                      cfg->fc_nlflags,
1179                                                      tb->tb_id);
1180                         if (err) {
1181                                 switchdev_fib_ipv4_abort(fi);
1182                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1183                                 goto out;
1184                         }
1185
1186                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1187
1188                         alias_free_mem_rcu(fa);
1189
1190                         fib_release_info(fi_drop);
1191                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1192                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1193                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1194                                 tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, NLM_F_REPLACE);
1195
1196                         goto succeeded;
1197                 }
1198                 /* Error if we find a perfect match which
1199                  * uses the same scope, type, and nexthop
1200                  * information.
1201                  */
1202                 if (fa_match)
1203                         goto out;
1204
1205                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
1206                         nlflags = NLM_F_APPEND;
1207                 else
1208                         fa = fa_first;
1209         }
1210         err = -ENOENT;
1211         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1212                 goto out;
1213
1214         err = -ENOBUFS;
1215         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1216         if (!new_fa)
1217                 goto out;
1218
1219         new_fa->fa_info = fi;
1220         new_fa->fa_tos = tos;
1221         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1222         new_fa->fa_state = 0;
1223         new_fa->fa_slen = slen;
1224         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1225
1226         /* (Optionally) offload fib entry to switch hardware. */
1227         err = switchdev_fib_ipv4_add(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type,
1228                                      cfg->fc_nlflags, tb->tb_id);
1229         if (err) {
1230                 switchdev_fib_ipv4_abort(fi);
1231                 goto out_free_new_fa;
1232         }
1233
1234         /* Insert new entry to the list. */
1235         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1236         if (err)
1237                 goto out_sw_fib_del;
1238
1239         if (!plen)
1240                 tb->tb_num_default++;
1241
1242         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1243         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1244                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1245 succeeded:
1246         return 0;
1247
1248 out_sw_fib_del:
1249         switchdev_fib_ipv4_del(key, plen, fi, tos, cfg->fc_type, tb->tb_id);
1250 out_free_new_fa:
1251         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1252 out:
1253         fib_release_info(fi);
1254 err:
1255         return err;
1256 }
1257
1258 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1259 {
1260         t_key prefix = n->key;
1261
1262         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1263 }
1264
1265 /* should be called with rcu_read_lock */
1266 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1267                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1268 {
1269         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1270 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1271         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1272 #endif
1273         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1274         struct key_vector *n, *pn;
1275         struct fib_alias *fa;
1276         unsigned long index;
1277         t_key cindex;
1278
1279         pn = t->kv;
1280         cindex = 0;
1281
1282         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1283         if (!n)
1284                 return -EAGAIN;
1285
1286 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1287         this_cpu_inc(stats->gets);
1288 #endif
1289
1290         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1291         for (;;) {
1292                 index = get_cindex(key, n);
1293
1294                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1295                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1296                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1297                  * is the difference between the key and this value.  From
1298                  * this we can actually derive several pieces of data.
1299                  *   if (index >= (1ul << bits))
1300                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1301                  *   else
1302                  *     we know the value is cindex
1303                  *
1304                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1305                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1306                  * long is greater than 32 bits.
1307                  */
1308                 if (index >= (1ul << n->bits))
1309                         break;
1310
1311                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1312                 if (IS_LEAF(n))
1313                         goto found;
1314
1315                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1316                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1317                  */
1318                 if (n->slen > n->pos) {
1319                         pn = n;
1320                         cindex = index;
1321                 }
1322
1323                 n = get_child_rcu(n, index);
1324                 if (unlikely(!n))
1325                         goto backtrace;
1326         }
1327
1328         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1329         for (;;) {
1330                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1331                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1332
1333                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1334                  * between the key and the prefix exist in the region of
1335                  * the lsb and higher in the prefix.
1336                  */
1337                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1338                         goto backtrace;
1339
1340                 /* exit out and process leaf */
1341                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1342                         break;
1343
1344                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1345                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1346                  * we started this traversal anyway
1347                  */
1348
1349                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1350 backtrace:
1351 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1352                         if (!n)
1353                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1354 #endif
1355                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1356                          * us to strip at this level so we must ascend back
1357                          * up one level to see if there are any more bits to
1358                          * be stripped there.
1359                          */
1360                         while (!cindex) {
1361                                 t_key pkey = pn->key;
1362
1363                                 /* If we don't have a parent then there is
1364                                  * nothing for us to do as we do not have any
1365                                  * further nodes to parse.
1366                                  */
1367                                 if (IS_TRIE(pn))
1368                                         return -EAGAIN;
1369 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1370                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1371 #endif
1372                                 /* Get Child's index */
1373                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1374                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1375                         }
1376
1377                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1378                         cindex &= cindex - 1;
1379
1380                         /* grab pointer for next child node */
1381                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1382                 }
1383         }
1384
1385 found:
1386         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1387         index = key ^ n->key;
1388
1389         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1390         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1391                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1392                 int nhsel, err;
1393
1394                 if ((index >= (1ul << fa->fa_slen)) &&
1395                     ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen != KEYLENGTH)))
1396                         continue;
1397                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1398                         continue;
1399                 if (fi->fib_dead)
1400                         continue;
1401                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1402                         continue;
1403                 fib_alias_accessed(fa);
1404                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1405                 if (unlikely(err < 0)) {
1406 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1407                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1408 #endif
1409                         return err;
1410                 }
1411                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1412                         continue;
1413                 for (nhsel = 0; nhsel < fi->fib_nhs; nhsel++) {
1414                         const struct fib_nh *nh = &fi->fib_nh[nhsel];
1415
1416                         if (nh->nh_flags & RTNH_F_DEAD)
1417                                 continue;
1418                         if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nh->nh_oif)
1419                                 continue;
1420
1421                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1422                                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1423
1424                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1425                         res->nh_sel = nhsel;
1426                         res->type = fa->fa_type;
1427                         res->scope = fi->fib_scope;
1428                         res->fi = fi;
1429                         res->table = tb;
1430                         res->fa_head = &n->leaf;
1431 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1432                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1433 #endif
1434                         return err;
1435                 }
1436         }
1437 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1438         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1439 #endif
1440         goto backtrace;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1443
1444 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1445                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1446 {
1447         /* record the location of the previous list_info entry */
1448         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1449         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1450
1451         /* remove the fib_alias from the list */
1452         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1453
1454         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1455          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1456          */
1457         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1458                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1459                 node_free(l);
1460                 trie_rebalance(t, tp);
1461                 return;
1462         }
1463
1464         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1465         if (*pprev)
1466                 return;
1467
1468         /* update the trie with the latest suffix length */
1469         l->slen = fa->fa_slen;
1470         leaf_pull_suffix(tp, l);
1471 }
1472
1473 /* Caller must hold RTNL. */
1474 int fib_table_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1475 {
1476         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1477         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1478         struct key_vector *l, *tp;
1479         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1480         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1481         u8 tos = cfg->fc_tos;
1482         u32 key;
1483
1484         if (plen > KEYLENGTH)
1485                 return -EINVAL;
1486
1487         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1488
1489         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen))
1490                 return -EINVAL;
1491
1492         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1493         if (!l)
1494                 return -ESRCH;
1495
1496         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id);
1497         if (!fa)
1498                 return -ESRCH;
1499
1500         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1501
1502         fa_to_delete = NULL;
1503         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1504                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1505
1506                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1507                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1508                     (fa->fa_tos != tos))
1509                         break;
1510
1511                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1512                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1513                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1514                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1515                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1516                     (!cfg->fc_protocol ||
1517                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1518                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1519                         fa_to_delete = fa;
1520                         break;
1521                 }
1522         }
1523
1524         if (!fa_to_delete)
1525                 return -ESRCH;
1526
1527         switchdev_fib_ipv4_del(key, plen, fa_to_delete->fa_info, tos,
1528                                cfg->fc_type, tb->tb_id);
1529
1530         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1531                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1532
1533         if (!plen)
1534                 tb->tb_num_default--;
1535
1536         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1537
1538         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1539                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1540
1541         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1542         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1543         return 0;
1544 }
1545
1546 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1547 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1548 {
1549         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1550         unsigned long cindex;
1551
1552         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1553         do {
1554                 /* record parent and next child index */
1555                 pn = n;
1556                 cindex = key ? get_index(key, pn) : 0;
1557
1558                 if (cindex >> pn->bits)
1559                         break;
1560
1561                 /* descend into the next child */
1562                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1563                 if (!n)
1564                         break;
1565
1566                 /* guarantee forward progress on the keys */
1567                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1568                         goto found;
1569         } while (IS_TNODE(n));
1570
1571         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1572         while (!IS_TRIE(pn)) {
1573                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1574                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1575                         t_key pkey = pn->key;
1576
1577                         pn = node_parent_rcu(pn);
1578                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1579                         continue;
1580                 }
1581
1582                 /* grab the next available node */
1583                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1584                 if (!n)
1585                         continue;
1586
1587                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1588                 if (IS_LEAF(n))
1589                         goto found;
1590
1591                 /* Rescan start scanning in new node */
1592                 pn = n;
1593                 cindex = 0;
1594         }
1595
1596         *tn = pn;
1597         return NULL; /* Root of trie */
1598 found:
1599         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1600         *tn = pn;
1601         return n;
1602 }
1603
1604 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1605 {
1606         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1607         struct key_vector *pn = t->kv;
1608         unsigned long cindex = 1;
1609         struct hlist_node *tmp;
1610         struct fib_alias *fa;
1611
1612         /* walk trie in reverse order and free everything */
1613         for (;;) {
1614                 struct key_vector *n;
1615
1616                 if (!(cindex--)) {
1617                         t_key pkey = pn->key;
1618
1619                         if (IS_TRIE(pn))
1620                                 break;
1621
1622                         n = pn;
1623                         pn = node_parent(pn);
1624
1625                         /* drop emptied tnode */
1626                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1627                         node_free(n);
1628
1629                         cindex = get_index(pkey, pn);
1630
1631                         continue;
1632                 }
1633
1634                 /* grab the next available node */
1635                 n = get_child(pn, cindex);
1636                 if (!n)
1637                         continue;
1638
1639                 if (IS_TNODE(n)) {
1640                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1641                         pn = n;
1642                         cindex = 1ul << n->bits;
1643
1644                         continue;
1645                 }
1646
1647                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1648                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1649                         alias_free_mem_rcu(fa);
1650                 }
1651
1652                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1653                 node_free(n);
1654         }
1655
1656 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1657         free_percpu(t->stats);
1658 #endif
1659         kfree(tb);
1660 }
1661
1662 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1663 {
1664         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1665         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1666         struct fib_table *local_tb;
1667         struct fib_alias *fa;
1668         struct trie *lt;
1669         t_key key = 0;
1670
1671         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1672                 return oldtb;
1673
1674         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1675         if (!local_tb)
1676                 return NULL;
1677
1678         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1679
1680         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1681                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1682
1683                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1684                         struct fib_alias *new_fa;
1685
1686                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1687                                 continue;
1688
1689                         /* clone fa for new local table */
1690                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1691                         if (!new_fa)
1692                                 goto out;
1693
1694                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1695
1696                         /* insert clone into table */
1697                         if (!local_l)
1698                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1699
1700                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1701                                              NULL, l->key))
1702                                 goto out;
1703                 }
1704
1705                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1706                 key = l->key + 1;
1707                 if (key < l->key)
1708                         break;
1709         }
1710
1711         return local_tb;
1712 out:
1713         fib_trie_free(local_tb);
1714
1715         return NULL;
1716 }
1717
1718 /* Caller must hold RTNL */
1719 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1720 {
1721         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1722         struct key_vector *pn = t->kv;
1723         unsigned long cindex = 1;
1724         struct hlist_node *tmp;
1725         struct fib_alias *fa;
1726
1727         /* walk trie in reverse order */
1728         for (;;) {
1729                 unsigned char slen = 0;
1730                 struct key_vector *n;
1731
1732                 if (!(cindex--)) {
1733                         t_key pkey = pn->key;
1734
1735                         /* cannot resize the trie vector */
1736                         if (IS_TRIE(pn))
1737                                 break;
1738
1739                         /* resize completed node */
1740                         pn = resize(t, pn);
1741                         cindex = get_index(pkey, pn);
1742
1743                         continue;
1744                 }
1745
1746                 /* grab the next available node */
1747                 n = get_child(pn, cindex);
1748                 if (!n)
1749                         continue;
1750
1751                 if (IS_TNODE(n)) {
1752                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1753                         pn = n;
1754                         cindex = 1ul << n->bits;
1755
1756                         continue;
1757                 }
1758
1759                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1760                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1761
1762                         /* if alias was cloned to local then we just
1763                          * need to remove the local copy from main
1764                          */
1765                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1766                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1767                                 alias_free_mem_rcu(fa);
1768                                 continue;
1769                         }
1770
1771                         /* record local slen */
1772                         slen = fa->fa_slen;
1773
1774                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_OFFLOAD))
1775                                 continue;
1776
1777                         switchdev_fib_ipv4_del(n->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1778                                                fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1779                                                tb->tb_id);
1780                 }
1781
1782                 /* update leaf slen */
1783                 n->slen = slen;
1784
1785                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1786                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1787                         node_free(n);
1788                 } else {
1789                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1790                 }
1791         }
1792 }
1793
1794 /* Caller must hold RTNL. */
1795 int fib_table_flush(struct fib_table *tb)
1796 {
1797         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1798         struct key_vector *pn = t->kv;
1799         unsigned long cindex = 1;
1800         struct hlist_node *tmp;
1801         struct fib_alias *fa;
1802         int found = 0;
1803
1804         /* walk trie in reverse order */
1805         for (;;) {
1806                 unsigned char slen = 0;
1807                 struct key_vector *n;
1808
1809                 if (!(cindex--)) {
1810                         t_key pkey = pn->key;
1811
1812                         /* cannot resize the trie vector */
1813                         if (IS_TRIE(pn))
1814                                 break;
1815
1816                         /* resize completed node */
1817                         pn = resize(t, pn);
1818                         cindex = get_index(pkey, pn);
1819
1820                         continue;
1821                 }
1822
1823                 /* grab the next available node */
1824                 n = get_child(pn, cindex);
1825                 if (!n)
1826                         continue;
1827
1828                 if (IS_TNODE(n)) {
1829                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1830                         pn = n;
1831                         cindex = 1ul << n->bits;
1832
1833                         continue;
1834                 }
1835
1836                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1837                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1838
1839                         if (!fi || !(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1840                                 slen = fa->fa_slen;
1841                                 continue;
1842                         }
1843
1844                         switchdev_fib_ipv4_del(n->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1845                                                fi, fa->fa_tos, fa->fa_type,
1846                                                tb->tb_id);
1847                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1848                         fib_release_info(fa->fa_info);
1849                         alias_free_mem_rcu(fa);
1850                         found++;
1851                 }
1852
1853                 /* update leaf slen */
1854                 n->slen = slen;
1855
1856                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
1857                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1858                         node_free(n);
1859                 } else {
1860                         leaf_pull_suffix(pn, n);
1861                 }
1862         }
1863
1864         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1865         return found;
1866 }
1867
1868 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
1869 {
1870         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
1871 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1872         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1873
1874         if (tb->tb_data == tb->__data)
1875                 free_percpu(t->stats);
1876 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
1877         kfree(tb);
1878 }
1879
1880 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
1881 {
1882         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
1883 }
1884
1885 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
1886                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1887 {
1888         __be32 xkey = htonl(l->key);
1889         struct fib_alias *fa;
1890         int i, s_i;
1891
1892         s_i = cb->args[4];
1893         i = 0;
1894
1895         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1896         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1897                 if (i < s_i) {
1898                         i++;
1899                         continue;
1900                 }
1901
1902                 if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
1903                         i++;
1904                         continue;
1905                 }
1906
1907                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).portid,
1908                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1909                                   RTM_NEWROUTE,
1910                                   tb->tb_id,
1911                                   fa->fa_type,
1912                                   xkey,
1913                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen,
1914                                   fa->fa_tos,
1915                                   fa->fa_info, NLM_F_MULTI) < 0) {
1916                         cb->args[4] = i;
1917                         return -1;
1918                 }
1919                 i++;
1920         }
1921
1922         cb->args[4] = i;
1923         return skb->len;
1924 }
1925
1926 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1927 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1928                    struct netlink_callback *cb)
1929 {
1930         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1931         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
1932         /* Dump starting at last key.
1933          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
1934          */
1935         int count = cb->args[2];
1936         t_key key = cb->args[3];
1937
1938         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1939                 if (fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb) < 0) {
1940                         cb->args[3] = key;
1941                         cb->args[2] = count;
1942                         return -1;
1943                 }
1944
1945                 ++count;
1946                 key = l->key + 1;
1947
1948                 memset(&cb->args[4], 0,
1949                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1950
1951                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1952                 if (key < l->key)
1953                         break;
1954         }
1955
1956         cb->args[3] = key;
1957         cb->args[2] = count;
1958
1959         return skb->len;
1960 }
1961
1962 void __init fib_trie_init(void)
1963 {
1964         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1965                                           sizeof(struct fib_alias),
1966                                           0, SLAB_PANIC, NULL);
1967
1968         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
1969                                            LEAF_SIZE,
1970                                            0, SLAB_PANIC, NULL);
1971 }
1972
1973 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
1974 {
1975         struct fib_table *tb;
1976         struct trie *t;
1977         size_t sz = sizeof(*tb);
1978
1979         if (!alias)
1980                 sz += sizeof(struct trie);
1981
1982         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
1983         if (!tb)
1984                 return NULL;
1985
1986         tb->tb_id = id;
1987         tb->tb_default = -1;
1988         tb->tb_num_default = 0;
1989         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
1990
1991         if (alias)
1992                 return tb;
1993
1994         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1995         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
1996         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
1997 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1998         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
1999         if (!t->stats) {
2000                 kfree(tb);
2001                 tb = NULL;
2002         }
2003 #endif
2004
2005         return tb;
2006 }
2007
2008 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2009 /* Depth first Trie walk iterator */
2010 struct fib_trie_iter {
2011         struct seq_net_private p;
2012         struct fib_table *tb;
2013         struct key_vector *tnode;
2014         unsigned int index;
2015         unsigned int depth;
2016 };
2017
2018 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2019 {
2020         unsigned long cindex = iter->index;
2021         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2022         t_key pkey;
2023
2024         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2025                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2026
2027         while (!IS_TRIE(pn)) {
2028                 while (cindex < child_length(pn)) {
2029                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2030
2031                         if (!n)
2032                                 continue;
2033
2034                         if (IS_LEAF(n)) {
2035                                 iter->tnode = pn;
2036                                 iter->index = cindex;
2037                         } else {
2038                                 /* push down one level */
2039                                 iter->tnode = n;
2040                                 iter->index = 0;
2041                                 ++iter->depth;
2042                         }
2043
2044                         return n;
2045                 }
2046
2047                 /* Current node exhausted, pop back up */
2048                 pkey = pn->key;
2049                 pn = node_parent_rcu(pn);
2050                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2051                 --iter->depth;
2052         }
2053
2054         /* record root node so further searches know we are done */
2055         iter->tnode = pn;
2056         iter->index = 0;
2057
2058         return NULL;
2059 }
2060
2061 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2062                                              struct trie *t)
2063 {
2064         struct key_vector *n, *pn;
2065
2066         if (!t)
2067                 return NULL;
2068
2069         pn = t->kv;
2070         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2071         if (!n)
2072                 return NULL;
2073
2074         if (IS_TNODE(n)) {
2075                 iter->tnode = n;
2076                 iter->index = 0;
2077                 iter->depth = 1;
2078         } else {
2079                 iter->tnode = pn;
2080                 iter->index = 0;
2081                 iter->depth = 0;
2082         }
2083
2084         return n;
2085 }
2086
2087 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2088 {
2089         struct key_vector *n;
2090         struct fib_trie_iter iter;
2091
2092         memset(s, 0, sizeof(*s));
2093
2094         rcu_read_lock();
2095         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2096                 if (IS_LEAF(n)) {
2097                         struct fib_alias *fa;
2098
2099                         s->leaves++;
2100                         s->totdepth += iter.depth;
2101                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2102                                 s->maxdepth = iter.depth;
2103
2104                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2105                                 ++s->prefixes;
2106                 } else {
2107                         s->tnodes++;
2108                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2109                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2110                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2111                 }
2112         }
2113         rcu_read_unlock();
2114 }
2115
2116 /*
2117  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2118  */
2119 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2120 {
2121         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2122
2123         if (stat->leaves)
2124                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2125         else
2126                 avdepth = 0;
2127
2128         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2129                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2130         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2131
2132         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2133         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2134
2135         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2136         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2137
2138         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2139         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2140
2141         max = MAX_STAT_DEPTH;
2142         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2143                 max--;
2144
2145         pointers = 0;
2146         for (i = 1; i < max; i++)
2147                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2148                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2149                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2150                 }
2151         seq_putc(seq, '\n');
2152         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2153
2154         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2155         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2156         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2157 }
2158
2159 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2160 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2161                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2162 {
2163         struct trie_use_stats s = { 0 };
2164         int cpu;
2165
2166         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2167         for_each_possible_cpu(cpu) {
2168                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2169
2170                 s.gets += pcpu->gets;
2171                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2172                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2173                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2174                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2175                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2176         }
2177
2178         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2179         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2180         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2181         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2182                    s.semantic_match_passed);
2183         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2184         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2185         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2186 }
2187 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2188
2189 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2190 {
2191         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2192                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2193         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2194                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2195         else
2196                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2197 }
2198
2199
2200 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2201 {
2202         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2203         unsigned int h;
2204
2205         seq_printf(seq,
2206                    "Basic info: size of leaf:"
2207                    " %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2208                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2209
2210         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2211                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2212                 struct fib_table *tb;
2213
2214                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2215                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2216                         struct trie_stat stat;
2217
2218                         if (!t)
2219                                 continue;
2220
2221                         fib_table_print(seq, tb);
2222
2223                         trie_collect_stats(t, &stat);
2224                         trie_show_stats(seq, &stat);
2225 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2226                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2227 #endif
2228                 }
2229         }
2230
2231         return 0;
2232 }
2233
2234 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2235 {
2236         return single_open_net(inode, file, fib_triestat_seq_show);
2237 }
2238
2239 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2240         .owner  = THIS_MODULE,
2241         .open   = fib_triestat_seq_open,
2242         .read   = seq_read,
2243         .llseek = seq_lseek,
2244         .release = single_release_net,
2245 };
2246
2247 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2248 {
2249         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2250         struct net *net = seq_file_net(seq);
2251         loff_t idx = 0;
2252         unsigned int h;
2253
2254         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2255                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2256                 struct fib_table *tb;
2257
2258                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2259                         struct key_vector *n;
2260
2261                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2262                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2263                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2264                                 if (pos == idx++) {
2265                                         iter->tb = tb;
2266                                         return n;
2267                                 }
2268                 }
2269         }
2270
2271         return NULL;
2272 }
2273
2274 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2275         __acquires(RCU)
2276 {
2277         rcu_read_lock();
2278         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2279 }
2280
2281 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2282 {
2283         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2284         struct net *net = seq_file_net(seq);
2285         struct fib_table *tb = iter->tb;
2286         struct hlist_node *tb_node;
2287         unsigned int h;
2288         struct key_vector *n;
2289
2290         ++*pos;
2291         /* next node in same table */
2292         n = fib_trie_get_next(iter);
2293         if (n)
2294                 return n;
2295
2296         /* walk rest of this hash chain */
2297         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2298         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2299                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2300                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2301                 if (n)
2302                         goto found;
2303         }
2304
2305         /* new hash chain */
2306         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2307                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2308                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2309                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2310                         if (n)
2311                                 goto found;
2312                 }
2313         }
2314         return NULL;
2315
2316 found:
2317         iter->tb = tb;
2318         return n;
2319 }
2320
2321 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2322         __releases(RCU)
2323 {
2324         rcu_read_unlock();
2325 }
2326
2327 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2328 {
2329         while (n-- > 0)
2330                 seq_puts(seq, "   ");
2331 }
2332
2333 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2334 {
2335         switch (s) {
2336         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2337         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2338         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2339         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2340         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2341         default:
2342                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2343                 return buf;
2344         }
2345 }
2346
2347 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2348         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2349         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2350         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2351         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2352         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2353         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2354         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2355         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2356         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2357         [RTN_THROW] = "THROW",
2358         [RTN_NAT] = "NAT",
2359         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2360 };
2361
2362 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2363 {
2364         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2365                 return rtn_type_names[t];
2366         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2367         return buf;
2368 }
2369
2370 /* Pretty print the trie */
2371 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2372 {
2373         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2374         struct key_vector *n = v;
2375
2376         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2377                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2378
2379         if (IS_TNODE(n)) {
2380                 __be32 prf = htonl(n->key);
2381
2382                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2383                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2384                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2385                            tn_info(n)->full_children,
2386                            tn_info(n)->empty_children);
2387         } else {
2388                 __be32 val = htonl(n->key);
2389                 struct fib_alias *fa;
2390
2391                 seq_indent(seq, iter->depth);
2392                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2393
2394                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2395                         char buf1[32], buf2[32];
2396
2397                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2398                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2399                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2400                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2401                                              fa->fa_info->fib_scope),
2402                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2403                                             fa->fa_type));
2404                         if (fa->fa_tos)
2405                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2406                         seq_putc(seq, '\n');
2407                 }
2408         }
2409
2410         return 0;
2411 }
2412
2413 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2414         .start  = fib_trie_seq_start,
2415         .next   = fib_trie_seq_next,
2416         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2417         .show   = fib_trie_seq_show,
2418 };
2419
2420 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2421 {
2422         return seq_open_net(inode, file, &fib_trie_seq_ops,
2423                             sizeof(struct fib_trie_iter));
2424 }
2425
2426 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2427         .owner  = THIS_MODULE,
2428         .open   = fib_trie_seq_open,
2429         .read   = seq_read,
2430         .llseek = seq_lseek,
2431         .release = seq_release_net,
2432 };
2433
2434 struct fib_route_iter {
2435         struct seq_net_private p;
2436         struct fib_table *main_tb;
2437         struct key_vector *tnode;
2438         loff_t  pos;
2439         t_key   key;
2440 };
2441
2442 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2443                                             loff_t pos)
2444 {
2445         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2446         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2447         struct trie *t;
2448         t_key key;
2449
2450         /* use cache location of next-to-find key */
2451         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2452                 pos -= iter->pos;
2453                 key = iter->key;
2454         } else {
2455                 t = (struct trie *)tb->tb_data;
2456                 iter->tnode = t->kv;
2457                 iter->pos = 0;
2458                 key = 0;
2459         }
2460
2461         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) != NULL) {
2462                 key = l->key + 1;
2463                 iter->pos++;
2464
2465                 if (pos-- <= 0)
2466                         break;
2467
2468                 l = NULL;
2469
2470                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2471                 if (!key)
2472                         break;
2473         }
2474
2475         if (l)
2476                 iter->key = key;        /* remember it */
2477         else
2478                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2479
2480         return l;
2481 }
2482
2483 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2484         __acquires(RCU)
2485 {
2486         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2487         struct fib_table *tb;
2488         struct trie *t;
2489
2490         rcu_read_lock();
2491
2492         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2493         if (!tb)
2494                 return NULL;
2495
2496         iter->main_tb = tb;
2497
2498         if (*pos != 0)
2499                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2500
2501         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2502         iter->tnode = t->kv;
2503         iter->pos = 0;
2504         iter->key = 0;
2505
2506         return SEQ_START_TOKEN;
2507 }
2508
2509 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2510 {
2511         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2512         struct key_vector *l = NULL;
2513         t_key key = iter->key;
2514
2515         ++*pos;
2516
2517         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2518         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2519                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2520
2521         if (l) {
2522                 iter->key = l->key + 1;
2523                 iter->pos++;
2524         } else {
2525                 iter->pos = 0;
2526         }
2527
2528         return l;
2529 }
2530
2531 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2532         __releases(RCU)
2533 {
2534         rcu_read_unlock();
2535 }
2536
2537 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2538 {
2539         unsigned int flags = 0;
2540
2541         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2542                 flags = RTF_REJECT;
2543         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2544                 flags |= RTF_GATEWAY;
2545         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2546                 flags |= RTF_HOST;
2547         flags |= RTF_UP;
2548         return flags;
2549 }
2550
2551 /*
2552  *      This outputs /proc/net/route.
2553  *      The format of the file is not supposed to be changed
2554  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2555  *      legacy utilities
2556  */
2557 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2558 {
2559         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2560         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2561         struct fib_alias *fa;
2562         struct key_vector *l = v;
2563         __be32 prefix;
2564
2565         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2566                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2567                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2568                            "\tWindow\tIRTT");
2569                 return 0;
2570         }
2571
2572         prefix = htonl(l->key);
2573
2574         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2575                 const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2576                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2577                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2578
2579                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2580                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2581                         continue;
2582
2583                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2584                         continue;
2585
2586                 seq_setwidth(seq, 127);
2587
2588                 if (fi)
2589                         seq_printf(seq,
2590                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2591                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2592                                    fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2593                                    prefix,
2594                                    fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2595                                    fi->fib_priority,
2596                                    mask,
2597                                    (fi->fib_advmss ?
2598                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
2599                                    fi->fib_window,
2600                                    fi->fib_rtt >> 3);
2601                 else
2602                         seq_printf(seq,
2603                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
2604                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2605                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2606                                    mask, 0, 0, 0);
2607
2608                 seq_pad(seq, '\n');
2609         }
2610
2611         return 0;
2612 }
2613
2614 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2615         .start  = fib_route_seq_start,
2616         .next   = fib_route_seq_next,
2617         .stop   = fib_route_seq_stop,
2618         .show   = fib_route_seq_show,
2619 };
2620
2621 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2622 {
2623         return seq_open_net(inode, file, &fib_route_seq_ops,
2624                             sizeof(struct fib_route_iter));
2625 }
2626
2627 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2628         .owner  = THIS_MODULE,
2629         .open   = fib_route_seq_open,
2630         .read   = seq_read,
2631         .llseek = seq_lseek,
2632         .release = seq_release_net,
2633 };
2634
2635 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
2636 {
2637         if (!proc_create("fib_trie", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_trie_fops))
2638                 goto out1;
2639
2640         if (!proc_create("fib_triestat", S_IRUGO, net->proc_net,
2641                          &fib_triestat_fops))
2642                 goto out2;
2643
2644         if (!proc_create("route", S_IRUGO, net->proc_net, &fib_route_fops))
2645                 goto out3;
2646
2647         return 0;
2648
2649 out3:
2650         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2651 out2:
2652         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2653 out1:
2654         return -ENOMEM;
2655 }
2656
2657 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
2658 {
2659         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
2660         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
2661         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
2662 }
2663
2664 #endif /* CONFIG_PROC_FS */