net/ipv4/fib_trie.c

   1 /*
   2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
   5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
   6  *
   7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
   8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
   9  *
  10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
  11  *     Agricultural Sciences.
  12  *
  13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
  14  *
  15  * This work is based on the LPC-trie which is originally descibed in:
  16  *
  17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
  18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
  19  * http://www.nada.kth.se/~snilsson/public/papers/dyntrie2/
  20  *
  21  *
  22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
  23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
  24  *
  25  * Version:     $Id: fib_trie.c,v 1.3 2005/06/08 14:20:01 robert Exp $
  26  *
  27  *
  28  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
  29  *
  30  *
  31  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
  32  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
  33  *              interface as the means of communication with the user level.
  34  *
  35  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
  36  *
  37  *
  38  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
  39  *
  40  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
  41  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
  42  *              as published by the Free Software Foundation; either version
  43  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
  44  *
  45  * Substantial contributions to this work comes from:
  46  *
  47  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
  48  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
  49  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  50  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
  51  */
  52
  53 #define VERSION "0.407"
  54
  55 #include <asm/uaccess.h>
  56 #include <asm/system.h>
  57 #include <asm/bitops.h>
  58 #include <linux/types.h>
  59 #include <linux/kernel.h>
  60 #include <linux/mm.h>
  61 #include <linux/string.h>
  62 #include <linux/socket.h>
  63 #include <linux/sockios.h>
  64 #include <linux/errno.h>
  65 #include <linux/in.h>
  66 #include <linux/inet.h>
  67 #include <linux/inetdevice.h>
  68 #include <linux/netdevice.h>
  69 #include <linux/if_arp.h>
  70 #include <linux/proc_fs.h>
  71 #include <linux/rcupdate.h>
  72 #include <linux/skbuff.h>
  73 #include <linux/netlink.h>
  74 #include <linux/init.h>
  75 #include <linux/list.h>
  76 #include <net/ip.h>
  77 #include <net/protocol.h>
  78 #include <net/route.h>
  79 #include <net/tcp.h>
  80 #include <net/sock.h>
  81 #include <net/ip_fib.h>
  82 #include "fib_lookup.h"
  83
  84 #undef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
  85 #define MAX_STAT_DEPTH 32
  86
  87 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
  88 #define MASK_PFX(k, l) (((l)==0)?0:(k >> (KEYLENGTH-l)) << (KEYLENGTH-l))
  89 #define TKEY_GET_MASK(offset, bits) (((bits)==0)?0:((t_key)(-1) << (KEYLENGTH - bits) >> offset))
  90
  91 typedef unsigned int t_key;
  92
  93 #define T_TNODE 0
  94 #define T_LEAF  1
  95 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
  96 #define NODE_PARENT(node) \
  97         ((struct tnode *)rcu_dereference(((node)->parent & ~NODE_TYPE_MASK)))
  98
  99 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
 100
 101 #define NODE_SET_PARENT(node, ptr)              \
 102         rcu_assign_pointer((node)->parent,      \
 103                            ((unsigned long)(ptr)) | NODE_TYPE(node))
 104
 105 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
 106 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
 107
 108 struct node {
 109         t_key key;
 110         unsigned long parent;
 111 };
 112
 113 struct leaf {
 114         t_key key;
 115         unsigned long parent;
 116         struct hlist_head list;
 117         struct rcu_head rcu;
 118 };
 119
 120 struct leaf_info {
 121         struct hlist_node hlist;
 122         struct rcu_head rcu;
 123         int plen;
 124         struct list_head falh;
 125 };
 126
 127 struct tnode {
 128         t_key key;
 129         unsigned long parent;
 130         unsigned short pos:5;           /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 131         unsigned short bits:5;          /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 132         unsigned short full_children;   /* KEYLENGTH bits needed */
 133         unsigned short empty_children;  /* KEYLENGTH bits needed */
 134         struct rcu_head rcu;
 135         struct node *child[0];
 136 };
 137
 138 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 139 struct trie_use_stats {
 140         unsigned int gets;
 141         unsigned int backtrack;
 142         unsigned int semantic_match_passed;
 143         unsigned int semantic_match_miss;
 144         unsigned int null_node_hit;
 145         unsigned int resize_node_skipped;
 146 };
 147 #endif
 148
 149 struct trie_stat {
 150         unsigned int totdepth;
 151         unsigned int maxdepth;
 152         unsigned int tnodes;
 153         unsigned int leaves;
 154         unsigned int nullpointers;
 155         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
 156 };
 157
 158 struct trie {
 159         struct node *trie;
 160 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 161         struct trie_use_stats stats;
 162 #endif
 163         int size;
 164         unsigned int revision;
 165 };
 166
 167 static void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct node *n);
 168 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n, int wasfull);
 169 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
 170 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
 171 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
 172 static void tnode_free(struct tnode *tn);
 173
 174 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
 175 static struct trie *trie_local = NULL, *trie_main = NULL;
 176
 177
 178 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 179
 180 static inline struct node *tnode_get_child(struct tnode *tn, int i)
 181 {
 182         BUG_ON(i >= 1 << tn->bits);
 183
 184         return rcu_dereference(tn->child[i]);
 185 }
 186
 187 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
 188 {
 189         return 1 << tn->bits;
 190 }
 191
 192 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, int offset, int bits)
 193 {
 194         if (offset < KEYLENGTH)
 195                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
 196         else
 197                 return 0;
 198 }
 199
 200 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
 201 {
 202         return a == b;
 203 }
 204
 205 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
 206 {
 207         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
 208                 return 1;
 209         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
 210         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
 211 }
 212
 213 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
 214 {
 215         t_key diff = a ^ b;
 216         int i = offset;
 217
 218         if (!diff)
 219                 return 0;
 220         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
 221                 i++;
 222         return i;
 223 }
 224
 225 /*
 226   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
 227   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
 228   all of the bits in that key are significant.
 229
 230   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
 231
 232   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
 233   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
 234   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
 235   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
 236   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
 237   correct key path.
 238
 239   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
 240   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
 241   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
 242   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
 243   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
 244   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
 245
 246   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
 247   have many different meanings.
 248
 249   Example:
 250   _________________________________________________________________
 251   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
 252   -----------------------------------------------------------------
 253     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
 254
 255   _________________________________________________________________
 256   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
 257   -----------------------------------------------------------------
 258    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
 259
 260   tp->pos = 7
 261   tp->bits = 3
 262   n->pos = 15
 263   n->bits = 4
 264
 265   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
 266   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
 267   not use them for anything.
 268
 269   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
 270   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
 271   'n' among tp's children.
 272
 273   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
 274   for the node n.
 275
 276   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
 277   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
 278
 279   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
 280   n's child array, and will of course be different for each child.
 281
 282
 283   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
 284   at this point.
 285
 286 */
 287
 288 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
 289 {
 290         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
 291 }
 292
 293 static int halve_threshold = 25;
 294 static int inflate_threshold = 50;
 295 static int halve_threshold_root = 15;
 296 static int inflate_threshold_root = 25;
 297
 298
 299 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
 300 {
 301         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
 302         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
 303 }
 304
 305 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
 306 {
 307         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
 308 }
 309
 310 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
 311 {
 312         kfree(container_of(head, struct leaf, rcu));
 313 }
 314
 315 static void __leaf_info_free_rcu(struct rcu_head *head)
 316 {
 317         kfree(container_of(head, struct leaf_info, rcu));
 318 }
 319
 320 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
 321 {
 322         call_rcu(&leaf->rcu, __leaf_info_free_rcu);
 323 }
 324
 325 static struct tnode *tnode_alloc(unsigned int size)
 326 {
 327         struct page *pages;
 328
 329         if (size <= PAGE_SIZE)
 330                 return kcalloc(size, 1, GFP_KERNEL);
 331
 332         pages = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO, get_order(size));
 333         if (!pages)
 334                 return NULL;
 335
 336         return page_address(pages);
 337 }
 338
 339 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
 340 {
 341         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
 342         unsigned int size = sizeof(struct tnode) +
 343                 (1 << tn->bits) * sizeof(struct node *);
 344
 345         if (size <= PAGE_SIZE)
 346                 kfree(tn);
 347         else
 348                 free_pages((unsigned long)tn, get_order(size));
 349 }
 350
 351 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
 352 {
 353         if(IS_LEAF(tn)) {
 354                 struct leaf *l = (struct leaf *) tn;
 355                 call_rcu_bh(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
 356         }
 357         else
 358                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
 359 }
 360
 361 static struct leaf *leaf_new(void)
 362 {
 363         struct leaf *l = kmalloc(sizeof(struct leaf),  GFP_KERNEL);
 364         if (l) {
 365                 l->parent = T_LEAF;
 366                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
 367         }
 368         return l;
 369 }
 370
 371 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
 372 {
 373         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
 374         if (li) {
 375                 li->plen = plen;
 376                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
 377         }
 378         return li;
 379 }
 380
 381 static struct tnode* tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
 382 {
 383         int nchildren = 1<<bits;
 384         int sz = sizeof(struct tnode) + nchildren * sizeof(struct node *);
 385         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
 386
 387         if (tn) {
 388                 memset(tn, 0, sz);
 389                 tn->parent = T_TNODE;
 390                 tn->pos = pos;
 391                 tn->bits = bits;
 392                 tn->key = key;
 393                 tn->full_children = 0;
 394                 tn->empty_children = 1<<bits;
 395         }
 396
 397         pr_debug("AT %p s=%u %u\n", tn, (unsigned int) sizeof(struct tnode),
 398                  (unsigned int) (sizeof(struct node) * 1<<bits));
 399         return tn;
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
 404  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
 405  */
 406
 407 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct node *n)
 408 {
 409         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
 410                 return 0;
 411
 412         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
 413 }
 414
 415 static inline void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct node *n)
 416 {
 417         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
 418 }
 419
 420  /*
 421   * Add a child at position i overwriting the old value.
 422   * Update the value of full_children and empty_children.
 423   */
 424
 425 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n, int wasfull)
 426 {
 427         struct node *chi = tn->child[i];
 428         int isfull;
 429
 430         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
 431
 432
 433         /* update emptyChildren */
 434         if (n == NULL && chi != NULL)
 435                 tn->empty_children++;
 436         else if (n != NULL && chi == NULL)
 437                 tn->empty_children--;
 438
 439         /* update fullChildren */
 440         if (wasfull == -1)
 441                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
 442
 443         isfull = tnode_full(tn, n);
 444         if (wasfull && !isfull)
 445                 tn->full_children--;
 446         else if (!wasfull && isfull)
 447                 tn->full_children++;
 448
 449         if (n)
 450                 NODE_SET_PARENT(n, tn);
 451
 452         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
 453 }
 454
 455 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
 456 {
 457         int i;
 458         int err = 0;
 459         struct tnode *old_tn;
 460         int inflate_threshold_use;
 461         int halve_threshold_use;
 462
 463         if (!tn)
 464                 return NULL;
 465
 466         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
 467                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
 468
 469         /* No children */
 470         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
 471                 tnode_free(tn);
 472                 return NULL;
 473         }
 474         /* One child */
 475         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
 476                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
 477                         struct node *n;
 478
 479                         n = tn->child[i];
 480                         if (!n)
 481                                 continue;
 482
 483                         /* compress one level */
 484                         NODE_SET_PARENT(n, NULL);
 485                         tnode_free(tn);
 486                         return n;
 487                 }
 488         /*
 489          * Double as long as the resulting node has a number of
 490          * nonempty nodes that are above the threshold.
 491          */
 492
 493         /*
 494          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
 495          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
 496          * Telecommunications, page 6:
 497          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
 498          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
 499          *
 500          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
 501          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
 502          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
 503          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
 504          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
 505          * multiply the left-hand side by 50.
 506          *
 507          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
 508          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
 509          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
 510          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
 511          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
 512          * we just count them one extra time here.
 513          *
 514          * A clearer way to write this would be:
 515          *
 516          * to_be_doubled = tn->full_children;
 517          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
 518          *     tn->full_children;
 519          *
 520          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
 521          *
 522          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
 523          *      new_child_length;
 524          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
 525          *
 526          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
 527          *
 528          * anyway,
 529          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
 530          *      inflate_threshold
 531          *
 532          * avoid a division:
 533          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
 534          *      inflate_threshold * new_child_length
 535          *
 536          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
 537          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
 538          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
 539          *
 540          * expand new_child_length:
 541          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
 542          *    tn->full_children) >=
 543          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
 544          *
 545          * shorten again:
 546          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
 547          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
 548          *    tnode_child_length(tn)
 549          *
 550          */
 551
 552         check_tnode(tn);
 553
 554         /* Keep root node larger  */
 555
 556         if(!tn->parent)
 557                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
 558         else
 559                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
 560
 561         err = 0;
 562         while ((tn->full_children > 0 &&
 563                50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) >=
 564                                 inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
 565
 566                 old_tn = tn;
 567                 tn = inflate(t, tn);
 568                 if (IS_ERR(tn)) {
 569                         tn = old_tn;
 570 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 571                         t->stats.resize_node_skipped++;
 572 #endif
 573                         break;
 574                 }
 575         }
 576
 577         check_tnode(tn);
 578
 579         /*
 580          * Halve as long as the number of empty children in this
 581          * node is above threshold.
 582          */
 583
 584
 585         /* Keep root node larger  */
 586
 587         if(!tn->parent)
 588                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
 589         else
 590                 halve_threshold_use = halve_threshold;
 591
 592         err = 0;
 593         while (tn->bits > 1 &&
 594                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
 595                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
 596
 597                 old_tn = tn;
 598                 tn = halve(t, tn);
 599                 if (IS_ERR(tn)) {
 600                         tn = old_tn;
 601 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 602                         t->stats.resize_node_skipped++;
 603 #endif
 604                         break;
 605                 }
 606         }
 607
 608
 609         /* Only one child remains */
 610         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
 611                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
 612                         struct node *n;
 613
 614                         n = tn->child[i];
 615                         if (!n)
 616                                 continue;
 617
 618                         /* compress one level */
 619
 620                         NODE_SET_PARENT(n, NULL);
 621                         tnode_free(tn);
 622                         return n;
 623                 }
 624
 625         return (struct node *) tn;
 626 }
 627
 628 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
 629 {
 630         struct tnode *inode;
 631         struct tnode *oldtnode = tn;
 632         int olen = tnode_child_length(tn);
 633         int i;
 634
 635         pr_debug("In inflate\n");
 636
 637         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
 638
 639         if (!tn)
 640                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 641
 642         /*
 643          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
 644          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
 645          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
 646          * of tnode is ignored.
 647          */
 648
 649         for (i = 0; i < olen; i++) {
 650                 struct tnode *inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
 651
 652                 if (inode &&
 653                     IS_TNODE(inode) &&
 654                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
 655                     inode->bits > 1) {
 656                         struct tnode *left, *right;
 657                         t_key m = TKEY_GET_MASK(inode->pos, 1);
 658
 659                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
 660                                          inode->bits - 1);
 661                         if (!left)
 662                                 goto nomem;
 663
 664                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
 665                                           inode->bits - 1);
 666
 667                         if (!right) {
 668                                 tnode_free(left);
 669                                 goto nomem;
 670                         }
 671
 672                         put_child(t, tn, 2*i, (struct node *) left);
 673                         put_child(t, tn, 2*i+1, (struct node *) right);
 674                 }
 675         }
 676
 677         for (i = 0; i < olen; i++) {
 678                 struct node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
 679                 struct tnode *left, *right;
 680                 int size, j;
 681
 682                 /* An empty child */
 683                 if (node == NULL)
 684                         continue;
 685
 686                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
 687
 688                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
 689                    tn->pos + tn->bits - 1) {
 690                         if (tkey_extract_bits(node->key, oldtnode->pos + oldtnode->bits,
 691                                              1) == 0)
 692                                 put_child(t, tn, 2*i, node);
 693                         else
 694                                 put_child(t, tn, 2*i+1, node);
 695                         continue;
 696                 }
 697
 698                 /* An internal node with two children */
 699                 inode = (struct tnode *) node;
 700
 701                 if (inode->bits == 1) {
 702                         put_child(t, tn, 2*i, inode->child[0]);
 703                         put_child(t, tn, 2*i+1, inode->child[1]);
 704
 705                         tnode_free(inode);
 706                         continue;
 707                 }
 708
 709                 /* An internal node with more than two children */
 710
 711                 /* We will replace this node 'inode' with two new
 712                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
 713                  * original children. The two new nodes will have
 714                  * a position one bit further down the key and this
 715                  * means that the "significant" part of their keys
 716                  * (see the discussion near the top of this file)
 717                  * will differ by one bit, which will be "0" in
 718                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
 719                  * moving the key position by one step, the bit that
 720                  * we are moving away from - the bit at position
 721                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
 722                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
 723                  * two  new keys.
 724                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
 725                  * the position (inode->pos)
 726                  */
 727
 728                 /* Use the old key, but set the new significant
 729                  *   bit to zero.
 730                  */
 731
 732                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
 733                 put_child(t, tn, 2*i, NULL);
 734
 735                 BUG_ON(!left);
 736
 737                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
 738                 put_child(t, tn, 2*i+1, NULL);
 739
 740                 BUG_ON(!right);
 741
 742                 size = tnode_child_length(left);
 743                 for (j = 0; j < size; j++) {
 744                         put_child(t, left, j, inode->child[j]);
 745                         put_child(t, right, j, inode->child[j + size]);
 746                 }
 747                 put_child(t, tn, 2*i, resize(t, left));
 748                 put_child(t, tn, 2*i+1, resize(t, right));
 749
 750                 tnode_free(inode);
 751         }
 752         tnode_free(oldtnode);
 753         return tn;
 754 nomem:
 755         {
 756                 int size = tnode_child_length(tn);
 757                 int j;
 758
 759                 for (j = 0; j < size; j++)
 760                         if (tn->child[j])
 761                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
 762
 763                 tnode_free(tn);
 764
 765                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 766         }
 767 }
 768
 769 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
 770 {
 771         struct tnode *oldtnode = tn;
 772         struct node *left, *right;
 773         int i;
 774         int olen = tnode_child_length(tn);
 775
 776         pr_debug("In halve\n");
 777
 778         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
 779
 780         if (!tn)
 781                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 782
 783         /*
 784          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
 785          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
 786          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
 787          * of tnode is ignored.
 788          */
 789
 790         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
 791                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
 792                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
 793
 794                 /* Two nonempty children */
 795                 if (left && right) {
 796                         struct tnode *newn;
 797
 798                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
 799
 800                         if (!newn)
 801                                 goto nomem;
 802
 803                         put_child(t, tn, i/2, (struct node *)newn);
 804                 }
 805
 806         }
 807
 808         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
 809                 struct tnode *newBinNode;
 810
 811                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
 812                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
 813
 814                 /* At least one of the children is empty */
 815                 if (left == NULL) {
 816                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
 817                                 continue;
 818                         put_child(t, tn, i/2, right);
 819                         continue;
 820                 }
 821
 822                 if (right == NULL) {
 823                         put_child(t, tn, i/2, left);
 824                         continue;
 825                 }
 826
 827                 /* Two nonempty children */
 828                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
 829                 put_child(t, tn, i/2, NULL);
 830                 put_child(t, newBinNode, 0, left);
 831                 put_child(t, newBinNode, 1, right);
 832                 put_child(t, tn, i/2, resize(t, newBinNode));
 833         }
 834         tnode_free(oldtnode);
 835         return tn;
 836 nomem:
 837         {
 838                 int size = tnode_child_length(tn);
 839                 int j;
 840
 841                 for (j = 0; j < size; j++)
 842                         if (tn->child[j])
 843                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
 844
 845                 tnode_free(tn);
 846
 847                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 848         }
 849 }
 850
 851 static void trie_init(struct trie *t)
 852 {
 853         if (!t)
 854                 return;
 855
 856         t->size = 0;
 857         rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
 858         t->revision = 0;
 859 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 860         memset(&t->stats, 0, sizeof(struct trie_use_stats));
 861 #endif
 862 }
 863
 864 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
 865  via get_fa_head and dump */
 866
 867 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
 868 {
 869         struct hlist_head *head = &l->list;
 870         struct hlist_node *node;
 871         struct leaf_info *li;
 872
 873         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
 874                 if (li->plen == plen)
 875                         return li;
 876
 877         return NULL;
 878 }
 879
 880 static inline struct list_head * get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
 881 {
 882         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
 883
 884         if (!li)
 885                 return NULL;
 886
 887         return &li->falh;
 888 }
 889
 890 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
 891 {
 892         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
 893         struct hlist_node *node;
 894
 895         if (hlist_empty(head)) {
 896                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
 897         } else {
 898                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
 899                         if (new->plen > li->plen)
 900                                 break;
 901
 902                         last = li;
 903                 }
 904                 if (last)
 905                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
 906                 else
 907                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
 908         }
 909 }
 910
 911 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 912
 913 static struct leaf *
 914 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
 915 {
 916         int pos;
 917         struct tnode *tn;
 918         struct node *n;
 919
 920         pos = 0;
 921         n = rcu_dereference(t->trie);
 922
 923         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
 924                 tn = (struct tnode *) n;
 925
 926                 check_tnode(tn);
 927
 928                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
 929                         pos = tn->pos + tn->bits;
 930                         n = tnode_get_child(tn, tkey_extract_bits(key, tn->pos, tn->bits));
 931                 } else
 932                         break;
 933         }
 934         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
 935
 936         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
 937                 return (struct leaf *)n;
 938
 939         return NULL;
 940 }
 941
 942 static struct node *trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
 943 {
 944         int wasfull;
 945         t_key cindex, key;
 946         struct tnode *tp = NULL;
 947
 948         key = tn->key;
 949
 950         while (tn != NULL && NODE_PARENT(tn) != NULL) {
 951
 952                 tp = NODE_PARENT(tn);
 953                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
 954                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
 955                 tn = (struct tnode *) resize (t, (struct tnode *)tn);
 956                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,(struct node*)tn, wasfull);
 957
 958                 if (!NODE_PARENT(tn))
 959                         break;
 960
 961                 tn = NODE_PARENT(tn);
 962         }
 963         /* Handle last (top) tnode */
 964         if (IS_TNODE(tn))
 965                 tn = (struct tnode*) resize(t, (struct tnode *)tn);
 966
 967         return (struct node*) tn;
 968 }
 969
 970 /* only used from updater-side */
 971
 972 static  struct list_head *
 973 fib_insert_node(struct trie *t, int *err, u32 key, int plen)
 974 {
 975         int pos, newpos;
 976         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
 977         struct node *n;
 978         struct leaf *l;
 979         int missbit;
 980         struct list_head *fa_head = NULL;
 981         struct leaf_info *li;
 982         t_key cindex;
 983
 984         pos = 0;
 985         n = t->trie;
 986
 987         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
 988          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
 989          * and we should just put our new leaf in that.
 990          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
 991          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
 992          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
 993          *
 994          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
 995          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
 996          *
 997          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
 998          *
 999          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1000          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1001          * value, and return it.
1002          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1003          */
1004
1005         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1006                 tn = (struct tnode *) n;
1007
1008                 check_tnode(tn);
1009
1010                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1011                         tp = tn;
1012                         pos = tn->pos + tn->bits;
1013                         n = tnode_get_child(tn, tkey_extract_bits(key, tn->pos, tn->bits));
1014
1015                         BUG_ON(n && NODE_PARENT(n) != tn);
1016                 } else
1017                         break;
1018         }
1019
1020         /*
1021          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1022          *
1023          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1024          */
1025
1026         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1027
1028         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1029
1030         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1031                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
1032
1033                 li = leaf_info_new(plen);
1034
1035                 if (!li) {
1036                         *err = -ENOMEM;
1037                         goto err;
1038                 }
1039
1040                 fa_head = &li->falh;
1041                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1042                 goto done;
1043         }
1044         t->size++;
1045         l = leaf_new();
1046
1047         if (!l) {
1048                 *err = -ENOMEM;
1049                 goto err;
1050         }
1051
1052         l->key = key;
1053         li = leaf_info_new(plen);
1054
1055         if (!li) {
1056                 tnode_free((struct tnode *) l);
1057                 *err = -ENOMEM;
1058                 goto err;
1059         }
1060
1061         fa_head = &li->falh;
1062         insert_leaf_info(&l->list, li);
1063
1064         if (t->trie && n == NULL) {
1065                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1066
1067                 NODE_SET_PARENT(l, tp);
1068
1069                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1070                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)l);
1071         } else {
1072                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1073                 /*
1074                  *  Add a new tnode here
1075                  *  first tnode need some special handling
1076                  */
1077
1078                 if (tp)
1079                         pos = tp->pos+tp->bits;
1080                 else
1081                         pos = 0;
1082
1083                 if (n) {
1084                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1085                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1086                 } else {
1087                         newpos = 0;
1088                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1089                 }
1090
1091                 if (!tn) {
1092                         free_leaf_info(li);
1093                         tnode_free((struct tnode *) l);
1094                         *err = -ENOMEM;
1095                         goto err;
1096                 }
1097
1098                 NODE_SET_PARENT(tn, tp);
1099
1100                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1101                 put_child(t, tn, missbit, (struct node *)l);
1102                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1103
1104                 if (tp) {
1105                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1106                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)tn);
1107                 } else {
1108                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn); /* First tnode */
1109                         tp = tn;
1110                 }
1111         }
1112
1113         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1114                 printk(KERN_WARNING "fib_trie tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1115                        tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1116
1117         /* Rebalance the trie */
1118
1119         rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1120 done:
1121         t->revision++;
1122 err:
1123         return fa_head;
1124 }
1125
1126 static int fn_trie_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1127 {
1128         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1129         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1130         struct list_head *fa_head = NULL;
1131         struct fib_info *fi;
1132         int plen = cfg->fc_dst_len;
1133         u8 tos = cfg->fc_tos;
1134         u32 key, mask;
1135         int err;
1136         struct leaf *l;
1137
1138         if (plen > 32)
1139                 return -EINVAL;
1140
1141         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1142
1143         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1144
1145         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1146
1147         if (key & ~mask)
1148                 return -EINVAL;
1149
1150         key = key & mask;
1151
1152         fi = fib_create_info(cfg);
1153         if (IS_ERR(fi)) {
1154                 err = PTR_ERR(fi);
1155                 goto err;
1156         }
1157
1158         l = fib_find_node(t, key);
1159         fa = NULL;
1160
1161         if (l) {
1162                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1163                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1164         }
1165
1166         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1167          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1168          * exists or to the node before which we will insert new one.
1169          *
1170          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1171          * insert to the head of f.
1172          *
1173          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1174          * and we need to allocate a new one of those as well.
1175          */
1176
1177         if (fa && fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1178                 struct fib_alias *fa_orig;
1179
1180                 err = -EEXIST;
1181                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1182                         goto out;
1183
1184                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1185                         struct fib_info *fi_drop;
1186                         u8 state;
1187
1188                         err = -ENOBUFS;
1189                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1190                         if (new_fa == NULL)
1191                                 goto out;
1192
1193                         fi_drop = fa->fa_info;
1194                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1195                         new_fa->fa_info = fi;
1196                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1197                         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1198                         state = fa->fa_state;
1199                         new_fa->fa_state &= ~FA_S_ACCESSED;
1200
1201                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1202                         alias_free_mem_rcu(fa);
1203
1204                         fib_release_info(fi_drop);
1205                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1206                                 rt_cache_flush(-1);
1207
1208                         goto succeeded;
1209                 }
1210                 /* Error if we find a perfect match which
1211                  * uses the same scope, type, and nexthop
1212                  * information.
1213                  */
1214                 fa_orig = fa;
1215                 list_for_each_entry(fa, fa_orig->fa_list.prev, fa_list) {
1216                         if (fa->fa_tos != tos)
1217                                 break;
1218                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1219                                 break;
1220                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1221                             fa->fa_scope == cfg->fc_scope &&
1222                             fa->fa_info == fi) {
1223                                 goto out;
1224                         }
1225                 }
1226                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1227                         fa = fa_orig;
1228         }
1229         err = -ENOENT;
1230         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1231                 goto out;
1232
1233         err = -ENOBUFS;
1234         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1235         if (new_fa == NULL)
1236                 goto out;
1237
1238         new_fa->fa_info = fi;
1239         new_fa->fa_tos = tos;
1240         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1241         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1242         new_fa->fa_state = 0;
1243         /*
1244          * Insert new entry to the list.
1245          */
1246
1247         if (!fa_head) {
1248                 err = 0;
1249                 fa_head = fib_insert_node(t, &err, key, plen);
1250                 if (err)
1251                         goto out_free_new_fa;
1252         }
1253
1254         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1255                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1256
1257         rt_cache_flush(-1);
1258         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1259                   &cfg->fc_nlinfo);
1260 succeeded:
1261         return 0;
1262
1263 out_free_new_fa:
1264         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1265 out:
1266         fib_release_info(fi);
1267 err:
1268         return err;
1269 }
1270
1271
1272 /* should be called with rcu_read_lock */
1273 static inline int check_leaf(struct trie *t, struct leaf *l,
1274                              t_key key, int *plen, const struct flowi *flp,
1275                              struct fib_result *res)
1276 {
1277         int err, i;
1278         __be32 mask;
1279         struct leaf_info *li;
1280         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1281         struct hlist_node *node;
1282
1283         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1284                 i = li->plen;
1285                 mask = inet_make_mask(i);
1286                 if (l->key != (key & ntohl(mask)))
1287                         continue;
1288
1289                 if ((err = fib_semantic_match(&li->falh, flp, res, htonl(l->key), mask, i)) <= 0) {
1290                         *plen = i;
1291 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1292                         t->stats.semantic_match_passed++;
1293 #endif
1294                         return err;
1295                 }
1296 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1297                 t->stats.semantic_match_miss++;
1298 #endif
1299         }
1300         return 1;
1301 }
1302
1303 static int
1304 fn_trie_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp, struct fib_result *res)
1305 {
1306         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1307         int plen, ret = 0;
1308         struct node *n;
1309         struct tnode *pn;
1310         int pos, bits;
1311         t_key key = ntohl(flp->fl4_dst);
1312         int chopped_off;
1313         t_key cindex = 0;
1314         int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1315         struct tnode *cn;
1316         t_key node_prefix, key_prefix, pref_mismatch;
1317         int mp;
1318
1319         rcu_read_lock();
1320
1321         n = rcu_dereference(t->trie);
1322         if (!n)
1323                 goto failed;
1324
1325 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1326         t->stats.gets++;
1327 #endif
1328
1329         /* Just a leaf? */
1330         if (IS_LEAF(n)) {
1331                 if ((ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, &plen, flp, res)) <= 0)
1332                         goto found;
1333                 goto failed;
1334         }
1335         pn = (struct tnode *) n;
1336         chopped_off = 0;
1337
1338         while (pn) {
1339                 pos = pn->pos;
1340                 bits = pn->bits;
1341
1342                 if (!chopped_off)
1343                         cindex = tkey_extract_bits(MASK_PFX(key, current_prefix_length), pos, bits);
1344
1345                 n = tnode_get_child(pn, cindex);
1346
1347                 if (n == NULL) {
1348 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1349                         t->stats.null_node_hit++;
1350 #endif
1351                         goto backtrace;
1352                 }
1353
1354                 if (IS_LEAF(n)) {
1355                         if ((ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, &plen, flp, res)) <= 0)
1356                                 goto found;
1357                         else
1358                                 goto backtrace;
1359                 }
1360
1361 #define HL_OPTIMIZE
1362 #ifdef HL_OPTIMIZE
1363                 cn = (struct tnode *)n;
1364
1365                 /*
1366                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1367                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1368                  * This tnode is in the parent's child array at index
1369                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1370                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1371                  * subprefix, padded with zero at the end.
1372                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1373                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1374                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1375                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1376                  * considered unknown.
1377                  *
1378                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1379                  */
1380
1381                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1382                  * actual prefix  matching, which means everything from
1383                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1384                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1385                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1386                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1387                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1388                  * *are* zero.
1389                  */
1390
1391                 /* NOTA BENE: CHECKING ONLY SKIPPED BITS FOR THE NEW NODE HERE */
1392
1393                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1394                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1395                                                 cn->pos - current_prefix_length) != 0 ||
1396                             !(cn->child[0]))
1397                                 goto backtrace;
1398                 }
1399
1400                 /*
1401                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1402                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1403                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1404                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1405                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1406                  * because if we do, we would like to have some way of
1407                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1408                  */
1409
1410                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1411                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1412                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1413                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1414                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1415                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1416                  * new tnode's key.
1417                  */
1418
1419                 /* Note: We aren't very concerned about the piece of the key
1420                  * that precede pn->pos+pn->bits, since these have already been
1421                  * checked. The bits after cn->pos aren't checked since these are
1422                  * by definition "unknown" at this point. Thus, what we want to
1423                  * see is if we are about to enter the "prefix matching" state,
1424                  * and in that case verify that the skipped bits that will prevail
1425                  * throughout this subtree are zero, as they have to be if we are
1426                  * to find a matching prefix.
1427                  */
1428
1429                 node_prefix = MASK_PFX(cn->key, cn->pos);
1430                 key_prefix = MASK_PFX(key, cn->pos);
1431                 pref_mismatch = key_prefix^node_prefix;
1432                 mp = 0;
1433
1434                 /* In short: If skipped bits in this node do not match the search
1435                  * key, enter the "prefix matching" state.directly.
1436                  */
1437                 if (pref_mismatch) {
1438                         while (!(pref_mismatch & (1<<(KEYLENGTH-1)))) {
1439                                 mp++;
1440                                 pref_mismatch = pref_mismatch <<1;
1441                         }
1442                         key_prefix = tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos-mp);
1443
1444                         if (key_prefix != 0)
1445                                 goto backtrace;
1446
1447                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1448                                 current_prefix_length = mp;
1449                 }
1450 #endif
1451                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1452                 chopped_off = 0;
1453                 continue;
1454
1455 backtrace:
1456                 chopped_off++;
1457
1458                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1459                 while ((chopped_off <= pn->bits) && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1460                         chopped_off++;
1461
1462                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1463                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1464                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits - chopped_off;
1465
1466                 /*
1467                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1468                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1469                  */
1470
1471                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1472                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1473                 } else {
1474                         if (NODE_PARENT(pn) == NULL)
1475                                 goto failed;
1476
1477                         /* Get Child's index */
1478                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, NODE_PARENT(pn)->pos, NODE_PARENT(pn)->bits);
1479                         pn = NODE_PARENT(pn);
1480                         chopped_off = 0;
1481
1482 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1483                         t->stats.backtrack++;
1484 #endif
1485                         goto backtrace;
1486                 }
1487         }
1488 failed:
1489         ret = 1;
1490 found:
1491         rcu_read_unlock();
1492         return ret;
1493 }
1494
1495 /* only called from updater side */
1496 static int trie_leaf_remove(struct trie *t, t_key key)
1497 {
1498         t_key cindex;
1499         struct tnode *tp = NULL;
1500         struct node *n = t->trie;
1501         struct leaf *l;
1502
1503         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", n);
1504
1505         /* Note that in the case skipped bits, those bits are *not* checked!
1506          * When we finish this, we will have NULL or a T_LEAF, and the
1507          * T_LEAF may or may not match our key.
1508          */
1509
1510         while (n != NULL && IS_TNODE(n)) {
1511                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
1512                 check_tnode(tn);
1513                 n = tnode_get_child(tn ,tkey_extract_bits(key, tn->pos, tn->bits));
1514
1515                 BUG_ON(n && NODE_PARENT(n) != tn);
1516         }
1517         l = (struct leaf *) n;
1518
1519         if (!n || !tkey_equals(l->key, key))
1520                 return 0;
1521
1522         /*
1523          * Key found.
1524          * Remove the leaf and rebalance the tree
1525          */
1526
1527         t->revision++;
1528         t->size--;
1529
1530         tp = NODE_PARENT(n);
1531         tnode_free((struct tnode *) n);
1532
1533         if (tp) {
1534                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1535                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1536                 rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1537         } else
1538                 rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
1539
1540         return 1;
1541 }
1542
1543 static int fn_trie_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1544 {
1545         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1546         u32 key, mask;
1547         int plen = cfg->fc_dst_len;
1548         u8 tos = cfg->fc_tos;
1549         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1550         struct list_head *fa_head;
1551         struct leaf *l;
1552         struct leaf_info *li;
1553
1554         if (plen > 32)
1555                 return -EINVAL;
1556
1557         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1558         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1559
1560         if (key & ~mask)
1561                 return -EINVAL;
1562
1563         key = key & mask;
1564         l = fib_find_node(t, key);
1565
1566         if (!l)
1567                 return -ESRCH;
1568
1569         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1570         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1571
1572         if (!fa)
1573                 return -ESRCH;
1574
1575         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1576
1577         fa_to_delete = NULL;
1578         fa_head = fa->fa_list.prev;
1579
1580         list_for_each_entry(fa, fa_head, fa_list) {
1581                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1582
1583                 if (fa->fa_tos != tos)
1584                         break;
1585
1586                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1587                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1588                      fa->fa_scope == cfg->fc_scope) &&
1589                     (!cfg->fc_protocol ||
1590                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1591                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1592                         fa_to_delete = fa;
1593                         break;
1594                 }
1595         }
1596
1597         if (!fa_to_delete)
1598                 return -ESRCH;
1599
1600         fa = fa_to_delete;
1601         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1602                   &cfg->fc_nlinfo);
1603
1604         l = fib_find_node(t, key);
1605         li = find_leaf_info(l, plen);
1606
1607         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1608
1609         if (list_empty(fa_head)) {
1610                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1611                 free_leaf_info(li);
1612         }
1613
1614         if (hlist_empty(&l->list))
1615                 trie_leaf_remove(t, key);
1616
1617         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1618                 rt_cache_flush(-1);
1619
1620         fib_release_info(fa->fa_info);
1621         alias_free_mem_rcu(fa);
1622         return 0;
1623 }
1624
1625 static int trie_flush_list(struct trie *t, struct list_head *head)
1626 {
1627         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1628         int found = 0;
1629
1630         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1631                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1632
1633                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1634                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1635                         fib_release_info(fa->fa_info);
1636                         alias_free_mem_rcu(fa);
1637                         found++;
1638                 }
1639         }
1640         return found;
1641 }
1642
1643 static int trie_flush_leaf(struct trie *t, struct leaf *l)
1644 {
1645         int found = 0;
1646         struct hlist_head *lih = &l->list;
1647         struct hlist_node *node, *tmp;
1648         struct leaf_info *li = NULL;
1649
1650         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1651                 found += trie_flush_list(t, &li->falh);
1652
1653                 if (list_empty(&li->falh)) {
1654                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1655                         free_leaf_info(li);
1656                 }
1657         }
1658         return found;
1659 }
1660
1661 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1662
1663 static struct leaf *nextleaf(struct trie *t, struct leaf *thisleaf)
1664 {
1665         struct node *c = (struct node *) thisleaf;
1666         struct tnode *p;
1667         int idx;
1668         struct node *trie = rcu_dereference(t->trie);
1669
1670         if (c == NULL) {
1671                 if (trie == NULL)
1672                         return NULL;
1673
1674                 if (IS_LEAF(trie))          /* trie w. just a leaf */
1675                         return (struct leaf *) trie;
1676
1677                 p = (struct tnode*) trie;  /* Start */
1678         } else
1679                 p = (struct tnode *) NODE_PARENT(c);
1680
1681         while (p) {
1682                 int pos, last;
1683
1684                 /*  Find the next child of the parent */
1685                 if (c)
1686                         pos = 1 + tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits);
1687                 else
1688                         pos = 0;
1689
1690                 last = 1 << p->bits;
1691                 for (idx = pos; idx < last ; idx++) {
1692                         c = rcu_dereference(p->child[idx]);
1693
1694                         if (!c)
1695                                 continue;
1696
1697                         /* Decend if tnode */
1698                         while (IS_TNODE(c)) {
1699                                 p = (struct tnode *) c;
1700                                 idx = 0;
1701
1702                                 /* Rightmost non-NULL branch */
1703                                 if (p && IS_TNODE(p))
1704                                         while (!(c = rcu_dereference(p->child[idx]))
1705                                                && idx < (1<<p->bits)) idx++;
1706
1707                                 /* Done with this tnode? */
1708                                 if (idx >= (1 << p->bits) || !c)
1709                                         goto up;
1710                         }
1711                         return (struct leaf *) c;
1712                 }
1713 up:
1714                 /* No more children go up one step  */
1715                 c = (struct node *) p;
1716                 p = (struct tnode *) NODE_PARENT(p);
1717         }
1718         return NULL; /* Ready. Root of trie */
1719 }
1720
1721 static int fn_trie_flush(struct fib_table *tb)
1722 {
1723         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1724         struct leaf *ll = NULL, *l = NULL;
1725         int found = 0, h;
1726
1727         t->revision++;
1728
1729         for (h = 0; (l = nextleaf(t, l)) != NULL; h++) {
1730                 found += trie_flush_leaf(t, l);
1731
1732                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1733                         trie_leaf_remove(t, ll->key);
1734                 ll = l;
1735         }
1736
1737         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1738                 trie_leaf_remove(t, ll->key);
1739
1740         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1741         return found;
1742 }
1743
1744 static int trie_last_dflt = -1;
1745
1746 static void
1747 fn_trie_select_default(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp, struct fib_result *res)
1748 {
1749         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1750         int order, last_idx;
1751         struct fib_info *fi = NULL;
1752         struct fib_info *last_resort;
1753         struct fib_alias *fa = NULL;
1754         struct list_head *fa_head;
1755         struct leaf *l;
1756
1757         last_idx = -1;
1758         last_resort = NULL;
1759         order = -1;
1760
1761         rcu_read_lock();
1762
1763         l = fib_find_node(t, 0);
1764         if (!l)
1765                 goto out;
1766
1767         fa_head = get_fa_head(l, 0);
1768         if (!fa_head)
1769                 goto out;
1770
1771         if (list_empty(fa_head))
1772                 goto out;
1773
1774         list_for_each_entry_rcu(fa, fa_head, fa_list) {
1775                 struct fib_info *next_fi = fa->fa_info;
1776
1777                 if (fa->fa_scope != res->scope ||
1778                     fa->fa_type != RTN_UNICAST)
1779                         continue;
1780
1781                 if (next_fi->fib_priority > res->fi->fib_priority)
1782                         break;
1783                 if (!next_fi->fib_nh[0].nh_gw ||
1784                     next_fi->fib_nh[0].nh_scope != RT_SCOPE_LINK)
1785                         continue;
1786                 fa->fa_state |= FA_S_ACCESSED;
1787
1788                 if (fi == NULL) {
1789                         if (next_fi != res->fi)
1790                                 break;
1791                 } else if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort,
1792                                              &last_idx, &trie_last_dflt)) {
1793                         if (res->fi)
1794                                 fib_info_put(res->fi);
1795                         res->fi = fi;
1796                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1797                         trie_last_dflt = order;
1798                         goto out;
1799                 }
1800                 fi = next_fi;
1801                 order++;
1802         }
1803         if (order <= 0 || fi == NULL) {
1804                 trie_last_dflt = -1;
1805                 goto out;
1806         }
1807
1808         if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort, &last_idx, &trie_last_dflt)) {
1809                 if (res->fi)
1810                         fib_info_put(res->fi);
1811                 res->fi = fi;
1812                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1813                 trie_last_dflt = order;
1814                 goto out;
1815         }
1816         if (last_idx >= 0) {
1817                 if (res->fi)
1818                         fib_info_put(res->fi);
1819                 res->fi = last_resort;
1820                 if (last_resort)
1821                         atomic_inc(&last_resort->fib_clntref);
1822         }
1823         trie_last_dflt = last_idx;
1824  out:;
1825         rcu_read_unlock();
1826 }
1827
1828 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah, struct fib_table *tb,
1829                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1830 {
1831         int i, s_i;
1832         struct fib_alias *fa;
1833
1834         __be32 xkey = htonl(key);
1835
1836         s_i = cb->args[4];
1837         i = 0;
1838
1839         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1840
1841         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1842                 if (i < s_i) {
1843                         i++;
1844                         continue;
1845                 }
1846                 BUG_ON(!fa->fa_info);
1847
1848                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1849                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1850                                   RTM_NEWROUTE,
1851                                   tb->tb_id,
1852                                   fa->fa_type,
1853                                   fa->fa_scope,
1854                                   xkey,
1855                                   plen,
1856                                   fa->fa_tos,
1857                                   fa->fa_info, 0) < 0) {
1858                         cb->args[4] = i;
1859                         return -1;
1860                 }
1861                 i++;
1862         }
1863         cb->args[4] = i;
1864         return skb->len;
1865 }
1866
1867 static int fn_trie_dump_plen(struct trie *t, int plen, struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1868                              struct netlink_callback *cb)
1869 {
1870         int h, s_h;
1871         struct list_head *fa_head;
1872         struct leaf *l = NULL;
1873
1874         s_h = cb->args[3];
1875
1876         for (h = 0; (l = nextleaf(t, l)) != NULL; h++) {
1877                 if (h < s_h)
1878                         continue;
1879                 if (h > s_h)
1880                         memset(&cb->args[4], 0,
1881                                sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1882
1883                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1884
1885                 if (!fa_head)
1886                         continue;
1887
1888                 if (list_empty(fa_head))
1889                         continue;
1890
1891                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, plen, fa_head, tb, skb, cb)<0) {
1892                         cb->args[3] = h;
1893                         return -1;
1894                 }
1895         }
1896         cb->args[3] = h;
1897         return skb->len;
1898 }
1899
1900 static int fn_trie_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1901 {
1902         int m, s_m;
1903         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1904
1905         s_m = cb->args[2];
1906
1907         rcu_read_lock();
1908         for (m = 0; m <= 32; m++) {
1909                 if (m < s_m)
1910                         continue;
1911                 if (m > s_m)
1912                         memset(&cb->args[3], 0,
1913                                 sizeof(cb->args) - 3*sizeof(cb->args[0]));
1914
1915                 if (fn_trie_dump_plen(t, 32-m, tb, skb, cb)<0) {
1916                         cb->args[2] = m;
1917                         goto out;
1918                 }
1919         }
1920         rcu_read_unlock();
1921         cb->args[2] = m;
1922         return skb->len;
1923 out:
1924         rcu_read_unlock();
1925         return -1;
1926 }
1927
1928 /* Fix more generic FIB names for init later */
1929
1930 #ifdef CONFIG_IP_MULTIPLE_TABLES
1931 struct fib_table * fib_hash_init(u32 id)
1932 #else
1933 struct fib_table * __init fib_hash_init(u32 id)
1934 #endif
1935 {
1936         struct fib_table *tb;
1937         struct trie *t;
1938
1939         if (fn_alias_kmem == NULL)
1940                 fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1941                                                   sizeof(struct fib_alias),
1942                                                   0, SLAB_HWCACHE_ALIGN,
1943                                                   NULL, NULL);
1944
1945         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1946                      GFP_KERNEL);
1947         if (tb == NULL)
1948                 return NULL;
1949
1950         tb->tb_id = id;
1951         tb->tb_lookup = fn_trie_lookup;
1952         tb->tb_insert = fn_trie_insert;
1953         tb->tb_delete = fn_trie_delete;
1954         tb->tb_flush = fn_trie_flush;
1955         tb->tb_select_default = fn_trie_select_default;
1956         tb->tb_dump = fn_trie_dump;
1957         memset(tb->tb_data, 0, sizeof(struct trie));
1958
1959         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1960
1961         trie_init(t);
1962
1963         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
1964                 trie_local = t;
1965         else if (id == RT_TABLE_MAIN)
1966                 trie_main = t;
1967
1968         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
1969                 printk(KERN_INFO "IPv4 FIB: Using LC-trie version %s\n", VERSION);
1970
1971         return tb;
1972 }
1973
1974 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1975 /* Depth first Trie walk iterator */
1976 struct fib_trie_iter {
1977         struct tnode *tnode;
1978         struct trie *trie;
1979         unsigned index;
1980         unsigned depth;
1981 };
1982
1983 static struct node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
1984 {
1985         struct tnode *tn = iter->tnode;
1986         unsigned cindex = iter->index;
1987         struct tnode *p;
1988
1989         /* A single entry routing table */
1990         if (!tn)
1991                 return NULL;
1992
1993         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
1994                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
1995 rescan:
1996         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
1997                 struct node *n = tnode_get_child(tn, cindex);
1998
1999                 if (n) {
2000                         if (IS_LEAF(n)) {
2001                                 iter->tnode = tn;
2002                                 iter->index = cindex + 1;
2003                         } else {
2004                                 /* push down one level */
2005                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2006                                 iter->index = 0;
2007                                 ++iter->depth;
2008                         }
2009                         return n;
2010                 }
2011
2012                 ++cindex;
2013         }
2014
2015         /* Current node exhausted, pop back up */
2016         p = NODE_PARENT(tn);
2017         if (p) {
2018                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2019                 tn = p;
2020                 --iter->depth;
2021                 goto rescan;
2022         }
2023
2024         /* got root? */
2025         return NULL;
2026 }
2027
2028 static struct node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2029                                        struct trie *t)
2030 {
2031         struct node *n ;
2032
2033         if(!t)
2034                 return NULL;
2035
2036         n = rcu_dereference(t->trie);
2037
2038         if(!iter)
2039                 return NULL;
2040
2041         if (n) {
2042                 if (IS_TNODE(n)) {
2043                         iter->tnode = (struct tnode *) n;
2044                         iter->trie = t;
2045                         iter->index = 0;
2046                         iter->depth = 1;
2047                 } else {
2048                         iter->tnode = NULL;
2049                         iter->trie  = t;
2050                         iter->index = 0;
2051                         iter->depth = 0;
2052                 }
2053                 return n;
2054         }
2055         return NULL;
2056 }
2057
2058 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2059 {
2060         struct node *n;
2061         struct fib_trie_iter iter;
2062
2063         memset(s, 0, sizeof(*s));
2064
2065         rcu_read_lock();
2066         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n;
2067              n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2068                 if (IS_LEAF(n)) {
2069                         s->leaves++;
2070                         s->totdepth += iter.depth;
2071                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2072                                 s->maxdepth = iter.depth;
2073                 } else {
2074                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2075                         int i;
2076
2077                         s->tnodes++;
2078                         if(tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2079                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2080
2081                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2082                                 if (!tn->child[i])
2083                                         s->nullpointers++;
2084                 }
2085         }
2086         rcu_read_unlock();
2087 }
2088
2089 /*
2090  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2091  */
2092 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2093 {
2094         unsigned i, max, pointers, bytes, avdepth;
2095
2096         if (stat->leaves)
2097                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2098         else
2099                 avdepth = 0;
2100
2101         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %d.%02d\n", avdepth / 100, avdepth % 100 );
2102         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2103
2104         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2105
2106         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2107         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %d\n\t", stat->tnodes);
2108         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2109
2110         max = MAX_STAT_DEPTH;
2111         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2112                 max--;
2113
2114         pointers = 0;
2115         for (i = 1; i <= max; i++)
2116                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2117                         seq_printf(seq, "  %d: %d",  i, stat->nodesizes[i]);
2118                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2119                 }
2120         seq_putc(seq, '\n');
2121         seq_printf(seq, "\tPointers: %d\n", pointers);
2122
2123         bytes += sizeof(struct node *) * pointers;
2124         seq_printf(seq, "Null ptrs: %d\n", stat->nullpointers);
2125         seq_printf(seq, "Total size: %d  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2126
2127 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2128         seq_printf(seq, "Counters:\n---------\n");
2129         seq_printf(seq,"gets = %d\n", t->stats.gets);
2130         seq_printf(seq,"backtracks = %d\n", t->stats.backtrack);
2131         seq_printf(seq,"semantic match passed = %d\n", t->stats.semantic_match_passed);
2132         seq_printf(seq,"semantic match miss = %d\n", t->stats.semantic_match_miss);
2133         seq_printf(seq,"null node hit= %d\n", t->stats.null_node_hit);
2134         seq_printf(seq,"skipped node resize = %d\n", t->stats.resize_node_skipped);
2135 #ifdef CLEAR_STATS
2136         memset(&(t->stats), 0, sizeof(t->stats));
2137 #endif
2138 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2139 }
2140
2141 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2142 {
2143         struct trie_stat *stat;
2144
2145         stat = kmalloc(sizeof(*stat), GFP_KERNEL);
2146         if (!stat)
2147                 return -ENOMEM;
2148
2149         seq_printf(seq, "Basic info: size of leaf: %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2150                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2151
2152         if (trie_local) {
2153                 seq_printf(seq, "Local:\n");
2154                 trie_collect_stats(trie_local, stat);
2155                 trie_show_stats(seq, stat);
2156         }
2157
2158         if (trie_main) {
2159                 seq_printf(seq, "Main:\n");
2160                 trie_collect_stats(trie_main, stat);
2161                 trie_show_stats(seq, stat);
2162         }
2163         kfree(stat);
2164
2165         return 0;
2166 }
2167
2168 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2169 {
2170         return single_open(file, fib_triestat_seq_show, NULL);
2171 }
2172
2173 static const struct file_operations fib_triestat_fops = {
2174         .owner  = THIS_MODULE,
2175         .open   = fib_triestat_seq_open,
2176         .read   = seq_read,
2177         .llseek = seq_lseek,
2178         .release = single_release,
2179 };
2180
2181 static struct node *fib_trie_get_idx(struct fib_trie_iter *iter,
2182                                       loff_t pos)
2183 {
2184         loff_t idx = 0;
2185         struct node *n;
2186
2187         for (n = fib_trie_get_first(iter, trie_local);
2188              n; ++idx, n = fib_trie_get_next(iter)) {
2189                 if (pos == idx)
2190                         return n;
2191         }
2192
2193         for (n = fib_trie_get_first(iter, trie_main);
2194              n; ++idx, n = fib_trie_get_next(iter)) {
2195                 if (pos == idx)
2196                         return n;
2197         }
2198         return NULL;
2199 }
2200
2201 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2202 {
2203         rcu_read_lock();
2204         if (*pos == 0)
2205                 return SEQ_START_TOKEN;
2206         return fib_trie_get_idx(seq->private, *pos - 1);
2207 }
2208
2209 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2210 {
2211         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2212         void *l = v;
2213
2214         ++*pos;
2215         if (v == SEQ_START_TOKEN)
2216                 return fib_trie_get_idx(iter, 0);
2217
2218         v = fib_trie_get_next(iter);
2219         BUG_ON(v == l);
2220         if (v)
2221                 return v;
2222
2223         /* continue scan in next trie */
2224         if (iter->trie == trie_local)
2225                 return fib_trie_get_first(iter, trie_main);
2226
2227         return NULL;
2228 }
2229
2230 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2231 {
2232         rcu_read_unlock();
2233 }
2234
2235 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2236 {
2237         while (n-- > 0) seq_puts(seq, "   ");
2238 }
2239
2240 static inline const char *rtn_scope(enum rt_scope_t s)
2241 {
2242         static char buf[32];
2243
2244         switch(s) {
2245         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2246         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2247         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2248         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2249         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2250         default:
2251                 snprintf(buf, sizeof(buf), "scope=%d", s);
2252                 return buf;
2253         }
2254 }
2255
2256 static const char *rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2257         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2258         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2259         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2260         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2261         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2262         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2263         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2264         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2265         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2266         [RTN_THROW] = "THROW",
2267         [RTN_NAT] = "NAT",
2268         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2269 };
2270
2271 static inline const char *rtn_type(unsigned t)
2272 {
2273         static char buf[32];
2274
2275         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2276                 return rtn_type_names[t];
2277         snprintf(buf, sizeof(buf), "type %d", t);
2278         return buf;
2279 }
2280
2281 /* Pretty print the trie */
2282 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2283 {
2284         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2285         struct node *n = v;
2286
2287         if (v == SEQ_START_TOKEN)
2288                 return 0;
2289
2290         if (!NODE_PARENT(n)) {
2291                 if (iter->trie == trie_local)
2292                         seq_puts(seq, "<local>:\n");
2293                 else
2294                         seq_puts(seq, "<main>:\n");
2295         }
2296
2297         if (IS_TNODE(n)) {
2298                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2299                 __be32 prf = htonl(MASK_PFX(tn->key, tn->pos));
2300
2301                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2302                 seq_printf(seq, "  +-- %d.%d.%d.%d/%d %d %d %d\n",
2303                            NIPQUAD(prf), tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2304                            tn->empty_children);
2305
2306         } else {
2307                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2308                 int i;
2309                 __be32 val = htonl(l->key);
2310
2311                 seq_indent(seq, iter->depth);
2312                 seq_printf(seq, "  |-- %d.%d.%d.%d\n", NIPQUAD(val));
2313                 for (i = 32; i >= 0; i--) {
2314                         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, i);
2315                         if (li) {
2316                                 struct fib_alias *fa;
2317                                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2318                                         seq_indent(seq, iter->depth+1);
2319                                         seq_printf(seq, "  /%d %s %s", i,
2320                                                    rtn_scope(fa->fa_scope),
2321                                                    rtn_type(fa->fa_type));
2322                                         if (fa->fa_tos)
2323                                                 seq_printf(seq, "tos =%d\n",
2324                                                            fa->fa_tos);
2325                                         seq_putc(seq, '\n');
2326                                 }
2327                         }
2328                 }
2329         }
2330
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 static struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2335         .start  = fib_trie_seq_start,
2336         .next   = fib_trie_seq_next,
2337         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2338         .show   = fib_trie_seq_show,
2339 };
2340
2341 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2342 {
2343         struct seq_file *seq;
2344         int rc = -ENOMEM;
2345         struct fib_trie_iter *s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
2346
2347         if (!s)
2348                 goto out;
2349
2350         rc = seq_open(file, &fib_trie_seq_ops);
2351         if (rc)
2352                 goto out_kfree;
2353
2354         seq          = file->private_data;
2355         seq->private = s;
2356         memset(s, 0, sizeof(*s));
2357 out:
2358         return rc;
2359 out_kfree:
2360         kfree(s);
2361         goto out;
2362 }
2363
2364 static const struct file_operations fib_trie_fops = {
2365         .owner  = THIS_MODULE,
2366         .open   = fib_trie_seq_open,
2367         .read   = seq_read,
2368         .llseek = seq_lseek,
2369         .release = seq_release_private,
2370 };
2371
2372 static unsigned fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2373 {
2374         static unsigned type2flags[RTN_MAX + 1] = {
2375                 [7] = RTF_REJECT, [8] = RTF_REJECT,
2376         };
2377         unsigned flags = type2flags[type];
2378
2379         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2380                 flags |= RTF_GATEWAY;
2381         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2382                 flags |= RTF_HOST;
2383         flags |= RTF_UP;
2384         return flags;
2385 }
2386
2387 /*
2388  *      This outputs /proc/net/route.
2389  *      The format of the file is not supposed to be changed
2390  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2391  *      legacy utilities
2392  */
2393 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2394 {
2395         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2396         struct leaf *l = v;
2397         int i;
2398         char bf[128];
2399
2400         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2401                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2402                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2403                            "\tWindow\tIRTT");
2404                 return 0;
2405         }
2406
2407         if (iter->trie == trie_local)
2408                 return 0;
2409         if (IS_TNODE(l))
2410                 return 0;
2411
2412         for (i=32; i>=0; i--) {
2413                 struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, i);
2414                 struct fib_alias *fa;
2415                 __be32 mask, prefix;
2416
2417                 if (!li)
2418                         continue;
2419
2420                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2421                 prefix = htonl(l->key);
2422
2423                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2424                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2425                         unsigned flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2426
2427                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2428                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2429                                 continue;
2430
2431                         if (fi)
2432                                 snprintf(bf, sizeof(bf),
2433                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2434                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2435                                          prefix,
2436                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2437                                          fi->fib_priority,
2438                                          mask,
2439                                          (fi->fib_advmss ? fi->fib_advmss + 40 : 0),
2440                                          fi->fib_window,
2441                                          fi->fib_rtt >> 3);
2442                         else
2443                                 snprintf(bf, sizeof(bf),
2444                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2445                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2446                                          mask, 0, 0, 0);
2447
2448                         seq_printf(seq, "%-127s\n", bf);
2449                 }
2450         }
2451
2452         return 0;
2453 }
2454
2455 static struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2456         .start  = fib_trie_seq_start,
2457         .next   = fib_trie_seq_next,
2458         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2459         .show   = fib_route_seq_show,
2460 };
2461
2462 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2463 {
2464         struct seq_file *seq;
2465         int rc = -ENOMEM;
2466         struct fib_trie_iter *s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
2467
2468         if (!s)
2469                 goto out;
2470
2471         rc = seq_open(file, &fib_route_seq_ops);
2472         if (rc)
2473                 goto out_kfree;
2474
2475         seq          = file->private_data;
2476         seq->private = s;
2477         memset(s, 0, sizeof(*s));
2478 out:
2479         return rc;
2480 out_kfree:
2481         kfree(s);
2482         goto out;
2483 }
2484
2485 static const struct file_operations fib_route_fops = {
2486         .owner  = THIS_MODULE,
2487         .open   = fib_route_seq_open,
2488         .read   = seq_read,
2489         .llseek = seq_lseek,
2490         .release = seq_release_private,
2491 };
2492
2493 int __init fib_proc_init(void)
2494 {
2495         if (!proc_net_fops_create("fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2496                 goto out1;
2497
2498         if (!proc_net_fops_create("fib_triestat", S_IRUGO, &fib_triestat_fops))
2499                 goto out2;
2500
2501         if (!proc_net_fops_create("route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2502                 goto out3;
2503
2504         return 0;
2505
2506 out3:
2507         proc_net_remove("fib_triestat");
2508 out2:
2509         proc_net_remove("fib_trie");
2510 out1:
2511         return -ENOMEM;
2512 }
2513
2514 void __init fib_proc_exit(void)
2515 {
2516         proc_net_remove("fib_trie");
2517         proc_net_remove("fib_triestat");
2518         proc_net_remove("route");
2519 }
2520
2521 #endif /* CONFIG_PROC_FS */