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