net/ipv4/fib_trie.c

   1 /*
   2  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   3  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   4  *   as published by the Free Software Foundation; either version
   5  *   2 of the License, or (at your option) any later version.
   6  *
   7  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
   8  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
   9  *
  10  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
  11  *     Agricultural Sciences.
  12  *
  13  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
  14  *
  15  * This work is based on the LPC-trie which is originally descibed in:
  16  *
  17  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
  18  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
  19  * http://www.nada.kth.se/~snilsson/public/papers/dyntrie2/
  20  *
  21  *
  22  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
  23  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
  24  *
  25  * Version:     $Id: fib_trie.c,v 1.3 2005/06/08 14:20:01 robert Exp $
  26  *
  27  *
  28  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
  29  *
  30  *
  31  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
  32  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
  33  *              interface as the means of communication with the user level.
  34  *
  35  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
  36  *
  37  *
  38  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
  39  *
  40  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
  41  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
  42  *              as published by the Free Software Foundation; either version
  43  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
  44  *
  45  * Substantial contributions to this work comes from:
  46  *
  47  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
  48  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
  49  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  50  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
  51  */
  52
  53 #define VERSION "0.407"
  54
  55 #include <asm/uaccess.h>
  56 #include <asm/system.h>
  57 #include <asm/bitops.h>
  58 #include <linux/types.h>
  59 #include <linux/kernel.h>
  60 #include <linux/sched.h>
  61 #include <linux/mm.h>
  62 #include <linux/string.h>
  63 #include <linux/socket.h>
  64 #include <linux/sockios.h>
  65 #include <linux/errno.h>
  66 #include <linux/in.h>
  67 #include <linux/inet.h>
  68 #include <linux/inetdevice.h>
  69 #include <linux/netdevice.h>
  70 #include <linux/if_arp.h>
  71 #include <linux/proc_fs.h>
  72 #include <linux/rcupdate.h>
  73 #include <linux/skbuff.h>
  74 #include <linux/netlink.h>
  75 #include <linux/init.h>
  76 #include <linux/list.h>
  77 #include <net/ip.h>
  78 #include <net/protocol.h>
  79 #include <net/route.h>
  80 #include <net/tcp.h>
  81 #include <net/sock.h>
  82 #include <net/ip_fib.h>
  83 #include "fib_lookup.h"
  84
  85 #undef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
  86 #define MAX_STAT_DEPTH 32
  87
  88 #define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
  89 #define MASK_PFX(k, l) (((l)==0)?0:(k >> (KEYLENGTH-l)) << (KEYLENGTH-l))
  90 #define TKEY_GET_MASK(offset, bits) (((bits)==0)?0:((t_key)(-1) << (KEYLENGTH - bits) >> offset))
  91
  92 typedef unsigned int t_key;
  93
  94 #define T_TNODE 0
  95 #define T_LEAF  1
  96 #define NODE_TYPE_MASK  0x1UL
  97 #define NODE_PARENT(node) \
  98         ((struct tnode *)rcu_dereference(((node)->parent & ~NODE_TYPE_MASK)))
  99
 100 #define NODE_TYPE(node) ((node)->parent & NODE_TYPE_MASK)
 101
 102 #define NODE_SET_PARENT(node, ptr)              \
 103         rcu_assign_pointer((node)->parent,      \
 104                            ((unsigned long)(ptr)) | NODE_TYPE(node))
 105
 106 #define IS_TNODE(n) (!(n->parent & T_LEAF))
 107 #define IS_LEAF(n) (n->parent & T_LEAF)
 108
 109 struct node {
 110         t_key key;
 111         unsigned long parent;
 112 };
 113
 114 struct leaf {
 115         t_key key;
 116         unsigned long parent;
 117         struct hlist_head list;
 118         struct rcu_head rcu;
 119 };
 120
 121 struct leaf_info {
 122         struct hlist_node hlist;
 123         struct rcu_head rcu;
 124         int plen;
 125         struct list_head falh;
 126 };
 127
 128 struct tnode {
 129         t_key key;
 130         unsigned long parent;
 131         unsigned short pos:5;           /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 132         unsigned short bits:5;          /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 133         unsigned short full_children;   /* KEYLENGTH bits needed */
 134         unsigned short empty_children;  /* KEYLENGTH bits needed */
 135         struct rcu_head rcu;
 136         struct node *child[0];
 137 };
 138
 139 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 140 struct trie_use_stats {
 141         unsigned int gets;
 142         unsigned int backtrack;
 143         unsigned int semantic_match_passed;
 144         unsigned int semantic_match_miss;
 145         unsigned int null_node_hit;
 146         unsigned int resize_node_skipped;
 147 };
 148 #endif
 149
 150 struct trie_stat {
 151         unsigned int totdepth;
 152         unsigned int maxdepth;
 153         unsigned int tnodes;
 154         unsigned int leaves;
 155         unsigned int nullpointers;
 156         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
 157 };
 158
 159 struct trie {
 160         struct node *trie;
 161 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 162         struct trie_use_stats stats;
 163 #endif
 164         int size;
 165         unsigned int revision;
 166 };
 167
 168 static void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct node *n);
 169 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n, int wasfull);
 170 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn);
 171 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn);
 172 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn);
 173 static void tnode_free(struct tnode *tn);
 174
 175 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __read_mostly;
 176 static struct trie *trie_local = NULL, *trie_main = NULL;
 177
 178
 179 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 180
 181 static inline struct node *tnode_get_child(struct tnode *tn, int i)
 182 {
 183         BUG_ON(i >= 1 << tn->bits);
 184
 185         return rcu_dereference(tn->child[i]);
 186 }
 187
 188 static inline int tnode_child_length(const struct tnode *tn)
 189 {
 190         return 1 << tn->bits;
 191 }
 192
 193 static inline t_key tkey_extract_bits(t_key a, int offset, int bits)
 194 {
 195         if (offset < KEYLENGTH)
 196                 return ((t_key)(a << offset)) >> (KEYLENGTH - bits);
 197         else
 198                 return 0;
 199 }
 200
 201 static inline int tkey_equals(t_key a, t_key b)
 202 {
 203         return a == b;
 204 }
 205
 206 static inline int tkey_sub_equals(t_key a, int offset, int bits, t_key b)
 207 {
 208         if (bits == 0 || offset >= KEYLENGTH)
 209                 return 1;
 210         bits = bits > KEYLENGTH ? KEYLENGTH : bits;
 211         return ((a ^ b) << offset) >> (KEYLENGTH - bits) == 0;
 212 }
 213
 214 static inline int tkey_mismatch(t_key a, int offset, t_key b)
 215 {
 216         t_key diff = a ^ b;
 217         int i = offset;
 218
 219         if (!diff)
 220                 return 0;
 221         while ((diff << i) >> (KEYLENGTH-1) == 0)
 222                 i++;
 223         return i;
 224 }
 225
 226 /*
 227   To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
 228   necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
 229   all of the bits in that key are significant.
 230
 231   Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
 232
 233   If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
 234   necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
 235   searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
 236   ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
 237   a potentially successful search, that we have indeed been walking the
 238   correct key path.
 239
 240   Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
 241   following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
 242   that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
 243   skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
 244   bit! trie_insert() in this implementation takes care of that - note the
 245   call to tkey_sub_equals() in trie_insert().
 246
 247   if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
 248   have many different meanings.
 249
 250   Example:
 251   _________________________________________________________________
 252   | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
 253   -----------------------------------------------------------------
 254     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15
 255
 256   _________________________________________________________________
 257   | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
 258   -----------------------------------------------------------------
 259    16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31
 260
 261   tp->pos = 7
 262   tp->bits = 3
 263   n->pos = 15
 264   n->bits = 4
 265
 266   First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
 267   the bits from 0 to (tp->pos-1). They are *known* but at this point we do
 268   not use them for anything.
 269
 270   The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
 271   index into the parent's child array. That is, they will be used to find
 272   'n' among tp's children.
 273
 274   The bits from (tp->pos + tp->bits) to (n->pos - 1) - "S" - are skipped bits
 275   for the node n.
 276
 277   All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
 278   of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
 279
 280   The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
 281   n's child array, and will of course be different for each child.
 282
 283
 284   The rest of the bits, from (n->pos + n->bits) onward, are completely unknown
 285   at this point.
 286
 287 */
 288
 289 static inline void check_tnode(const struct tnode *tn)
 290 {
 291         WARN_ON(tn && tn->pos+tn->bits > 32);
 292 }
 293
 294 static int halve_threshold = 25;
 295 static int inflate_threshold = 50;
 296 static int halve_threshold_root = 15;
 297 static int inflate_threshold_root = 25;
 298
 299
 300 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
 301 {
 302         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
 303         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
 304 }
 305
 306 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
 307 {
 308         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
 309 }
 310
 311 static void __leaf_free_rcu(struct rcu_head *head)
 312 {
 313         kfree(container_of(head, struct leaf, rcu));
 314 }
 315
 316 static void __leaf_info_free_rcu(struct rcu_head *head)
 317 {
 318         kfree(container_of(head, struct leaf_info, rcu));
 319 }
 320
 321 static inline void free_leaf_info(struct leaf_info *leaf)
 322 {
 323         call_rcu(&leaf->rcu, __leaf_info_free_rcu);
 324 }
 325
 326 static struct tnode *tnode_alloc(unsigned int size)
 327 {
 328         struct page *pages;
 329
 330         if (size <= PAGE_SIZE)
 331                 return kcalloc(size, 1, GFP_KERNEL);
 332
 333         pages = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO, get_order(size));
 334         if (!pages)
 335                 return NULL;
 336
 337         return page_address(pages);
 338 }
 339
 340 static void __tnode_free_rcu(struct rcu_head *head)
 341 {
 342         struct tnode *tn = container_of(head, struct tnode, rcu);
 343         unsigned int size = sizeof(struct tnode) +
 344                 (1 << tn->bits) * sizeof(struct node *);
 345
 346         if (size <= PAGE_SIZE)
 347                 kfree(tn);
 348         else
 349                 free_pages((unsigned long)tn, get_order(size));
 350 }
 351
 352 static inline void tnode_free(struct tnode *tn)
 353 {
 354         if(IS_LEAF(tn)) {
 355                 struct leaf *l = (struct leaf *) tn;
 356                 call_rcu_bh(&l->rcu, __leaf_free_rcu);
 357         }
 358         else
 359                 call_rcu(&tn->rcu, __tnode_free_rcu);
 360 }
 361
 362 static struct leaf *leaf_new(void)
 363 {
 364         struct leaf *l = kmalloc(sizeof(struct leaf),  GFP_KERNEL);
 365         if (l) {
 366                 l->parent = T_LEAF;
 367                 INIT_HLIST_HEAD(&l->list);
 368         }
 369         return l;
 370 }
 371
 372 static struct leaf_info *leaf_info_new(int plen)
 373 {
 374         struct leaf_info *li = kmalloc(sizeof(struct leaf_info),  GFP_KERNEL);
 375         if (li) {
 376                 li->plen = plen;
 377                 INIT_LIST_HEAD(&li->falh);
 378         }
 379         return li;
 380 }
 381
 382 static struct tnode* tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
 383 {
 384         int nchildren = 1<<bits;
 385         int sz = sizeof(struct tnode) + nchildren * sizeof(struct node *);
 386         struct tnode *tn = tnode_alloc(sz);
 387
 388         if (tn) {
 389                 memset(tn, 0, sz);
 390                 tn->parent = T_TNODE;
 391                 tn->pos = pos;
 392                 tn->bits = bits;
 393                 tn->key = key;
 394                 tn->full_children = 0;
 395                 tn->empty_children = 1<<bits;
 396         }
 397
 398         pr_debug("AT %p s=%u %u\n", tn, (unsigned int) sizeof(struct tnode),
 399                  (unsigned int) (sizeof(struct node) * 1<<bits));
 400         return tn;
 401 }
 402
 403 /*
 404  * Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
 405  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
 406  */
 407
 408 static inline int tnode_full(const struct tnode *tn, const struct node *n)
 409 {
 410         if (n == NULL || IS_LEAF(n))
 411                 return 0;
 412
 413         return ((struct tnode *) n)->pos == tn->pos + tn->bits;
 414 }
 415
 416 static inline void put_child(struct trie *t, struct tnode *tn, int i, struct node *n)
 417 {
 418         tnode_put_child_reorg(tn, i, n, -1);
 419 }
 420
 421  /*
 422   * Add a child at position i overwriting the old value.
 423   * Update the value of full_children and empty_children.
 424   */
 425
 426 static void tnode_put_child_reorg(struct tnode *tn, int i, struct node *n, int wasfull)
 427 {
 428         struct node *chi = tn->child[i];
 429         int isfull;
 430
 431         BUG_ON(i >= 1<<tn->bits);
 432
 433
 434         /* update emptyChildren */
 435         if (n == NULL && chi != NULL)
 436                 tn->empty_children++;
 437         else if (n != NULL && chi == NULL)
 438                 tn->empty_children--;
 439
 440         /* update fullChildren */
 441         if (wasfull == -1)
 442                 wasfull = tnode_full(tn, chi);
 443
 444         isfull = tnode_full(tn, n);
 445         if (wasfull && !isfull)
 446                 tn->full_children--;
 447         else if (!wasfull && isfull)
 448                 tn->full_children++;
 449
 450         if (n)
 451                 NODE_SET_PARENT(n, tn);
 452
 453         rcu_assign_pointer(tn->child[i], n);
 454 }
 455
 456 static struct node *resize(struct trie *t, struct tnode *tn)
 457 {
 458         int i;
 459         int err = 0;
 460         struct tnode *old_tn;
 461         int inflate_threshold_use;
 462         int halve_threshold_use;
 463
 464         if (!tn)
 465                 return NULL;
 466
 467         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
 468                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
 469
 470         /* No children */
 471         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn)) {
 472                 tnode_free(tn);
 473                 return NULL;
 474         }
 475         /* One child */
 476         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
 477                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
 478                         struct node *n;
 479
 480                         n = tn->child[i];
 481                         if (!n)
 482                                 continue;
 483
 484                         /* compress one level */
 485                         NODE_SET_PARENT(n, NULL);
 486                         tnode_free(tn);
 487                         return n;
 488                 }
 489         /*
 490          * Double as long as the resulting node has a number of
 491          * nonempty nodes that are above the threshold.
 492          */
 493
 494         /*
 495          * From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
 496          * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
 497          * Telecommunications, page 6:
 498          * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
 499          * children in the *doubled* node is at least 'high'."
 500          *
 501          * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
 502          * is expressed as a percentage, so we multiply it with
 503          * tnode_child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
 504          * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
 505          * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
 506          * multiply the left-hand side by 50.
 507          *
 508          * The left-hand side may look a bit weird: tnode_child_length(tn)
 509          * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
 510          * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
 511          * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
 512          * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
 513          * we just count them one extra time here.
 514          *
 515          * A clearer way to write this would be:
 516          *
 517          * to_be_doubled = tn->full_children;
 518          * not_to_be_doubled = tnode_child_length(tn) - tn->empty_children -
 519          *     tn->full_children;
 520          *
 521          * new_child_length = tnode_child_length(tn) * 2;
 522          *
 523          * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
 524          *      new_child_length;
 525          * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
 526          *
 527          * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
 528          *
 529          * anyway,
 530          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
 531          *      inflate_threshold
 532          *
 533          * avoid a division:
 534          * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
 535          *      inflate_threshold * new_child_length
 536          *
 537          * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
 538          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
 539          *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
 540          *
 541          * expand new_child_length:
 542          * 100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children +
 543          *    tn->full_children) >=
 544          *      inflate_threshold * tnode_child_length(tn) * 2
 545          *
 546          * shorten again:
 547          * 50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) -
 548          *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
 549          *    tnode_child_length(tn)
 550          *
 551          */
 552
 553         check_tnode(tn);
 554
 555         /* Keep root node larger  */
 556
 557         if(!tn->parent)
 558                 inflate_threshold_use = inflate_threshold_root;
 559         else
 560                 inflate_threshold_use = inflate_threshold;
 561
 562         err = 0;
 563         while ((tn->full_children > 0 &&
 564                50 * (tn->full_children + tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) >=
 565                                 inflate_threshold_use * tnode_child_length(tn))) {
 566
 567                 old_tn = tn;
 568                 tn = inflate(t, tn);
 569                 if (IS_ERR(tn)) {
 570                         tn = old_tn;
 571 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 572                         t->stats.resize_node_skipped++;
 573 #endif
 574                         break;
 575                 }
 576         }
 577
 578         check_tnode(tn);
 579
 580         /*
 581          * Halve as long as the number of empty children in this
 582          * node is above threshold.
 583          */
 584
 585
 586         /* Keep root node larger  */
 587
 588         if(!tn->parent)
 589                 halve_threshold_use = halve_threshold_root;
 590         else
 591                 halve_threshold_use = halve_threshold;
 592
 593         err = 0;
 594         while (tn->bits > 1 &&
 595                100 * (tnode_child_length(tn) - tn->empty_children) <
 596                halve_threshold_use * tnode_child_length(tn)) {
 597
 598                 old_tn = tn;
 599                 tn = halve(t, tn);
 600                 if (IS_ERR(tn)) {
 601                         tn = old_tn;
 602 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 603                         t->stats.resize_node_skipped++;
 604 #endif
 605                         break;
 606                 }
 607         }
 608
 609
 610         /* Only one child remains */
 611         if (tn->empty_children == tnode_child_length(tn) - 1)
 612                 for (i = 0; i < tnode_child_length(tn); i++) {
 613                         struct node *n;
 614
 615                         n = tn->child[i];
 616                         if (!n)
 617                                 continue;
 618
 619                         /* compress one level */
 620
 621                         NODE_SET_PARENT(n, NULL);
 622                         tnode_free(tn);
 623                         return n;
 624                 }
 625
 626         return (struct node *) tn;
 627 }
 628
 629 static struct tnode *inflate(struct trie *t, struct tnode *tn)
 630 {
 631         struct tnode *inode;
 632         struct tnode *oldtnode = tn;
 633         int olen = tnode_child_length(tn);
 634         int i;
 635
 636         pr_debug("In inflate\n");
 637
 638         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits + 1);
 639
 640         if (!tn)
 641                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 642
 643         /*
 644          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
 645          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
 646          * fails. In case of failure we return the oldnode and  inflate
 647          * of tnode is ignored.
 648          */
 649
 650         for (i = 0; i < olen; i++) {
 651                 struct tnode *inode = (struct tnode *) tnode_get_child(oldtnode, i);
 652
 653                 if (inode &&
 654                     IS_TNODE(inode) &&
 655                     inode->pos == oldtnode->pos + oldtnode->bits &&
 656                     inode->bits > 1) {
 657                         struct tnode *left, *right;
 658                         t_key m = TKEY_GET_MASK(inode->pos, 1);
 659
 660                         left = tnode_new(inode->key&(~m), inode->pos + 1,
 661                                          inode->bits - 1);
 662                         if (!left)
 663                                 goto nomem;
 664
 665                         right = tnode_new(inode->key|m, inode->pos + 1,
 666                                           inode->bits - 1);
 667
 668                         if (!right) {
 669                                 tnode_free(left);
 670                                 goto nomem;
 671                         }
 672
 673                         put_child(t, tn, 2*i, (struct node *) left);
 674                         put_child(t, tn, 2*i+1, (struct node *) right);
 675                 }
 676         }
 677
 678         for (i = 0; i < olen; i++) {
 679                 struct node *node = tnode_get_child(oldtnode, i);
 680                 struct tnode *left, *right;
 681                 int size, j;
 682
 683                 /* An empty child */
 684                 if (node == NULL)
 685                         continue;
 686
 687                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
 688
 689                 if (IS_LEAF(node) || ((struct tnode *) node)->pos >
 690                    tn->pos + tn->bits - 1) {
 691                         if (tkey_extract_bits(node->key, oldtnode->pos + oldtnode->bits,
 692                                              1) == 0)
 693                                 put_child(t, tn, 2*i, node);
 694                         else
 695                                 put_child(t, tn, 2*i+1, node);
 696                         continue;
 697                 }
 698
 699                 /* An internal node with two children */
 700                 inode = (struct tnode *) node;
 701
 702                 if (inode->bits == 1) {
 703                         put_child(t, tn, 2*i, inode->child[0]);
 704                         put_child(t, tn, 2*i+1, inode->child[1]);
 705
 706                         tnode_free(inode);
 707                         continue;
 708                 }
 709
 710                 /* An internal node with more than two children */
 711
 712                 /* We will replace this node 'inode' with two new
 713                  * ones, 'left' and 'right', each with half of the
 714                  * original children. The two new nodes will have
 715                  * a position one bit further down the key and this
 716                  * means that the "significant" part of their keys
 717                  * (see the discussion near the top of this file)
 718                  * will differ by one bit, which will be "0" in
 719                  * left's key and "1" in right's key. Since we are
 720                  * moving the key position by one step, the bit that
 721                  * we are moving away from - the bit at position
 722                  * (inode->pos) - is the one that will differ between
 723                  * left and right. So... we synthesize that bit in the
 724                  * two  new keys.
 725                  * The mask 'm' below will be a single "one" bit at
 726                  * the position (inode->pos)
 727                  */
 728
 729                 /* Use the old key, but set the new significant
 730                  *   bit to zero.
 731                  */
 732
 733                 left = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i);
 734                 put_child(t, tn, 2*i, NULL);
 735
 736                 BUG_ON(!left);
 737
 738                 right = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, 2*i+1);
 739                 put_child(t, tn, 2*i+1, NULL);
 740
 741                 BUG_ON(!right);
 742
 743                 size = tnode_child_length(left);
 744                 for (j = 0; j < size; j++) {
 745                         put_child(t, left, j, inode->child[j]);
 746                         put_child(t, right, j, inode->child[j + size]);
 747                 }
 748                 put_child(t, tn, 2*i, resize(t, left));
 749                 put_child(t, tn, 2*i+1, resize(t, right));
 750
 751                 tnode_free(inode);
 752         }
 753         tnode_free(oldtnode);
 754         return tn;
 755 nomem:
 756         {
 757                 int size = tnode_child_length(tn);
 758                 int j;
 759
 760                 for (j = 0; j < size; j++)
 761                         if (tn->child[j])
 762                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
 763
 764                 tnode_free(tn);
 765
 766                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 767         }
 768 }
 769
 770 static struct tnode *halve(struct trie *t, struct tnode *tn)
 771 {
 772         struct tnode *oldtnode = tn;
 773         struct node *left, *right;
 774         int i;
 775         int olen = tnode_child_length(tn);
 776
 777         pr_debug("In halve\n");
 778
 779         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos, oldtnode->bits - 1);
 780
 781         if (!tn)
 782                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 783
 784         /*
 785          * Preallocate and store tnodes before the actual work so we
 786          * don't get into an inconsistent state if memory allocation
 787          * fails. In case of failure we return the oldnode and halve
 788          * of tnode is ignored.
 789          */
 790
 791         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
 792                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
 793                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
 794
 795                 /* Two nonempty children */
 796                 if (left && right) {
 797                         struct tnode *newn;
 798
 799                         newn = tnode_new(left->key, tn->pos + tn->bits, 1);
 800
 801                         if (!newn)
 802                                 goto nomem;
 803
 804                         put_child(t, tn, i/2, (struct node *)newn);
 805                 }
 806
 807         }
 808
 809         for (i = 0; i < olen; i += 2) {
 810                 struct tnode *newBinNode;
 811
 812                 left = tnode_get_child(oldtnode, i);
 813                 right = tnode_get_child(oldtnode, i+1);
 814
 815                 /* At least one of the children is empty */
 816                 if (left == NULL) {
 817                         if (right == NULL)    /* Both are empty */
 818                                 continue;
 819                         put_child(t, tn, i/2, right);
 820                         continue;
 821                 }
 822
 823                 if (right == NULL) {
 824                         put_child(t, tn, i/2, left);
 825                         continue;
 826                 }
 827
 828                 /* Two nonempty children */
 829                 newBinNode = (struct tnode *) tnode_get_child(tn, i/2);
 830                 put_child(t, tn, i/2, NULL);
 831                 put_child(t, newBinNode, 0, left);
 832                 put_child(t, newBinNode, 1, right);
 833                 put_child(t, tn, i/2, resize(t, newBinNode));
 834         }
 835         tnode_free(oldtnode);
 836         return tn;
 837 nomem:
 838         {
 839                 int size = tnode_child_length(tn);
 840                 int j;
 841
 842                 for (j = 0; j < size; j++)
 843                         if (tn->child[j])
 844                                 tnode_free((struct tnode *)tn->child[j]);
 845
 846                 tnode_free(tn);
 847
 848                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 849         }
 850 }
 851
 852 static void trie_init(struct trie *t)
 853 {
 854         if (!t)
 855                 return;
 856
 857         t->size = 0;
 858         rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
 859         t->revision = 0;
 860 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 861         memset(&t->stats, 0, sizeof(struct trie_use_stats));
 862 #endif
 863 }
 864
 865 /* readside must use rcu_read_lock currently dump routines
 866  via get_fa_head and dump */
 867
 868 static struct leaf_info *find_leaf_info(struct leaf *l, int plen)
 869 {
 870         struct hlist_head *head = &l->list;
 871         struct hlist_node *node;
 872         struct leaf_info *li;
 873
 874         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, head, hlist)
 875                 if (li->plen == plen)
 876                         return li;
 877
 878         return NULL;
 879 }
 880
 881 static inline struct list_head * get_fa_head(struct leaf *l, int plen)
 882 {
 883         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, plen);
 884
 885         if (!li)
 886                 return NULL;
 887
 888         return &li->falh;
 889 }
 890
 891 static void insert_leaf_info(struct hlist_head *head, struct leaf_info *new)
 892 {
 893         struct leaf_info *li = NULL, *last = NULL;
 894         struct hlist_node *node;
 895
 896         if (hlist_empty(head)) {
 897                 hlist_add_head_rcu(&new->hlist, head);
 898         } else {
 899                 hlist_for_each_entry(li, node, head, hlist) {
 900                         if (new->plen > li->plen)
 901                                 break;
 902
 903                         last = li;
 904                 }
 905                 if (last)
 906                         hlist_add_after_rcu(&last->hlist, &new->hlist);
 907                 else
 908                         hlist_add_before_rcu(&new->hlist, &li->hlist);
 909         }
 910 }
 911
 912 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 913
 914 static struct leaf *
 915 fib_find_node(struct trie *t, u32 key)
 916 {
 917         int pos;
 918         struct tnode *tn;
 919         struct node *n;
 920
 921         pos = 0;
 922         n = rcu_dereference(t->trie);
 923
 924         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
 925                 tn = (struct tnode *) n;
 926
 927                 check_tnode(tn);
 928
 929                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
 930                         pos = tn->pos + tn->bits;
 931                         n = tnode_get_child(tn, tkey_extract_bits(key, tn->pos, tn->bits));
 932                 } else
 933                         break;
 934         }
 935         /* Case we have found a leaf. Compare prefixes */
 936
 937         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key))
 938                 return (struct leaf *)n;
 939
 940         return NULL;
 941 }
 942
 943 static struct node *trie_rebalance(struct trie *t, struct tnode *tn)
 944 {
 945         int wasfull;
 946         t_key cindex, key;
 947         struct tnode *tp = NULL;
 948
 949         key = tn->key;
 950
 951         while (tn != NULL && NODE_PARENT(tn) != NULL) {
 952
 953                 tp = NODE_PARENT(tn);
 954                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
 955                 wasfull = tnode_full(tp, tnode_get_child(tp, cindex));
 956                 tn = (struct tnode *) resize (t, (struct tnode *)tn);
 957                 tnode_put_child_reorg((struct tnode *)tp, cindex,(struct node*)tn, wasfull);
 958
 959                 if (!NODE_PARENT(tn))
 960                         break;
 961
 962                 tn = NODE_PARENT(tn);
 963         }
 964         /* Handle last (top) tnode */
 965         if (IS_TNODE(tn))
 966                 tn = (struct tnode*) resize(t, (struct tnode *)tn);
 967
 968         return (struct node*) tn;
 969 }
 970
 971 /* only used from updater-side */
 972
 973 static  struct list_head *
 974 fib_insert_node(struct trie *t, int *err, u32 key, int plen)
 975 {
 976         int pos, newpos;
 977         struct tnode *tp = NULL, *tn = NULL;
 978         struct node *n;
 979         struct leaf *l;
 980         int missbit;
 981         struct list_head *fa_head = NULL;
 982         struct leaf_info *li;
 983         t_key cindex;
 984
 985         pos = 0;
 986         n = t->trie;
 987
 988         /* If we point to NULL, stop. Either the tree is empty and we should
 989          * just put a new leaf in if, or we have reached an empty child slot,
 990          * and we should just put our new leaf in that.
 991          * If we point to a T_TNODE, check if it matches our key. Note that
 992          * a T_TNODE might be skipping any number of bits - its 'pos' need
 993          * not be the parent's 'pos'+'bits'!
 994          *
 995          * If it does match the current key, get pos/bits from it, extract
 996          * the index from our key, push the T_TNODE and walk the tree.
 997          *
 998          * If it doesn't, we have to replace it with a new T_TNODE.
 999          *
1000          * If we point to a T_LEAF, it might or might not have the same key
1001          * as we do. If it does, just change the value, update the T_LEAF's
1002          * value, and return it.
1003          * If it doesn't, we need to replace it with a T_TNODE.
1004          */
1005
1006         while (n != NULL &&  NODE_TYPE(n) == T_TNODE) {
1007                 tn = (struct tnode *) n;
1008
1009                 check_tnode(tn);
1010
1011                 if (tkey_sub_equals(tn->key, pos, tn->pos-pos, key)) {
1012                         tp = tn;
1013                         pos = tn->pos + tn->bits;
1014                         n = tnode_get_child(tn, tkey_extract_bits(key, tn->pos, tn->bits));
1015
1016                         BUG_ON(n && NODE_PARENT(n) != tn);
1017                 } else
1018                         break;
1019         }
1020
1021         /*
1022          * n  ----> NULL, LEAF or TNODE
1023          *
1024          * tp is n's (parent) ----> NULL or TNODE
1025          */
1026
1027         BUG_ON(tp && IS_LEAF(tp));
1028
1029         /* Case 1: n is a leaf. Compare prefixes */
1030
1031         if (n != NULL && IS_LEAF(n) && tkey_equals(key, n->key)) {
1032                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
1033
1034                 li = leaf_info_new(plen);
1035
1036                 if (!li) {
1037                         *err = -ENOMEM;
1038                         goto err;
1039                 }
1040
1041                 fa_head = &li->falh;
1042                 insert_leaf_info(&l->list, li);
1043                 goto done;
1044         }
1045         t->size++;
1046         l = leaf_new();
1047
1048         if (!l) {
1049                 *err = -ENOMEM;
1050                 goto err;
1051         }
1052
1053         l->key = key;
1054         li = leaf_info_new(plen);
1055
1056         if (!li) {
1057                 tnode_free((struct tnode *) l);
1058                 *err = -ENOMEM;
1059                 goto err;
1060         }
1061
1062         fa_head = &li->falh;
1063         insert_leaf_info(&l->list, li);
1064
1065         if (t->trie && n == NULL) {
1066                 /* Case 2: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1067
1068                 NODE_SET_PARENT(l, tp);
1069
1070                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1071                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)l);
1072         } else {
1073                 /* Case 3: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match. */
1074                 /*
1075                  *  Add a new tnode here
1076                  *  first tnode need some special handling
1077                  */
1078
1079                 if (tp)
1080                         pos = tp->pos+tp->bits;
1081                 else
1082                         pos = 0;
1083
1084                 if (n) {
1085                         newpos = tkey_mismatch(key, pos, n->key);
1086                         tn = tnode_new(n->key, newpos, 1);
1087                 } else {
1088                         newpos = 0;
1089                         tn = tnode_new(key, newpos, 1); /* First tnode */
1090                 }
1091
1092                 if (!tn) {
1093                         free_leaf_info(li);
1094                         tnode_free((struct tnode *) l);
1095                         *err = -ENOMEM;
1096                         goto err;
1097                 }
1098
1099                 NODE_SET_PARENT(tn, tp);
1100
1101                 missbit = tkey_extract_bits(key, newpos, 1);
1102                 put_child(t, tn, missbit, (struct node *)l);
1103                 put_child(t, tn, 1-missbit, n);
1104
1105                 if (tp) {
1106                         cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1107                         put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, (struct node *)tn);
1108                 } else {
1109                         rcu_assign_pointer(t->trie, (struct node *)tn); /* First tnode */
1110                         tp = tn;
1111                 }
1112         }
1113
1114         if (tp && tp->pos + tp->bits > 32)
1115                 printk(KERN_WARNING "fib_trie tp=%p pos=%d, bits=%d, key=%0x plen=%d\n",
1116                        tp, tp->pos, tp->bits, key, plen);
1117
1118         /* Rebalance the trie */
1119
1120         rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1121 done:
1122         t->revision++;
1123 err:
1124         return fa_head;
1125 }
1126
1127 static int fn_trie_insert(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1128 {
1129         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1130         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1131         struct list_head *fa_head = NULL;
1132         struct fib_info *fi;
1133         int plen = cfg->fc_dst_len;
1134         u8 tos = cfg->fc_tos;
1135         u32 key, mask;
1136         int err;
1137         struct leaf *l;
1138
1139         if (plen > 32)
1140                 return -EINVAL;
1141
1142         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1143
1144         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1145
1146         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1147
1148         if (key & ~mask)
1149                 return -EINVAL;
1150
1151         key = key & mask;
1152
1153         fi = fib_create_info(cfg);
1154         if (IS_ERR(fi)) {
1155                 err = PTR_ERR(fi);
1156                 goto err;
1157         }
1158
1159         l = fib_find_node(t, key);
1160         fa = NULL;
1161
1162         if (l) {
1163                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1164                 fa = fib_find_alias(fa_head, tos, fi->fib_priority);
1165         }
1166
1167         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1168          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1169          * exists or to the node before which we will insert new one.
1170          *
1171          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1172          * insert to the head of f.
1173          *
1174          * If f is NULL, no fib node matched the destination key
1175          * and we need to allocate a new one of those as well.
1176          */
1177
1178         if (fa && fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1179                 struct fib_alias *fa_orig;
1180
1181                 err = -EEXIST;
1182                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1183                         goto out;
1184
1185                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1186                         struct fib_info *fi_drop;
1187                         u8 state;
1188
1189                         err = -ENOBUFS;
1190                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1191                         if (new_fa == NULL)
1192                                 goto out;
1193
1194                         fi_drop = fa->fa_info;
1195                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1196                         new_fa->fa_info = fi;
1197                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1198                         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1199                         state = fa->fa_state;
1200                         new_fa->fa_state &= ~FA_S_ACCESSED;
1201
1202                         list_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1203                         alias_free_mem_rcu(fa);
1204
1205                         fib_release_info(fi_drop);
1206                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1207                                 rt_cache_flush(-1);
1208
1209                         goto succeeded;
1210                 }
1211                 /* Error if we find a perfect match which
1212                  * uses the same scope, type, and nexthop
1213                  * information.
1214                  */
1215                 fa_orig = fa;
1216                 list_for_each_entry(fa, fa_orig->fa_list.prev, fa_list) {
1217                         if (fa->fa_tos != tos)
1218                                 break;
1219                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1220                                 break;
1221                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1222                             fa->fa_scope == cfg->fc_scope &&
1223                             fa->fa_info == fi) {
1224                                 goto out;
1225                         }
1226                 }
1227                 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND))
1228                         fa = fa_orig;
1229         }
1230         err = -ENOENT;
1231         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1232                 goto out;
1233
1234         err = -ENOBUFS;
1235         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1236         if (new_fa == NULL)
1237                 goto out;
1238
1239         new_fa->fa_info = fi;
1240         new_fa->fa_tos = tos;
1241         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1242         new_fa->fa_scope = cfg->fc_scope;
1243         new_fa->fa_state = 0;
1244         /*
1245          * Insert new entry to the list.
1246          */
1247
1248         if (!fa_head) {
1249                 err = 0;
1250                 fa_head = fib_insert_node(t, &err, key, plen);
1251                 if (err)
1252                         goto out_free_new_fa;
1253         }
1254
1255         list_add_tail_rcu(&new_fa->fa_list,
1256                           (fa ? &fa->fa_list : fa_head));
1257
1258         rt_cache_flush(-1);
1259         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, tb->tb_id,
1260                   &cfg->fc_nlinfo);
1261 succeeded:
1262         return 0;
1263
1264 out_free_new_fa:
1265         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1266 out:
1267         fib_release_info(fi);
1268 err:
1269         return err;
1270 }
1271
1272
1273 /* should be called with rcu_read_lock */
1274 static inline int check_leaf(struct trie *t, struct leaf *l,
1275                              t_key key, int *plen, const struct flowi *flp,
1276                              struct fib_result *res)
1277 {
1278         int err, i;
1279         __be32 mask;
1280         struct leaf_info *li;
1281         struct hlist_head *hhead = &l->list;
1282         struct hlist_node *node;
1283
1284         hlist_for_each_entry_rcu(li, node, hhead, hlist) {
1285                 i = li->plen;
1286                 mask = inet_make_mask(i);
1287                 if (l->key != (key & ntohl(mask)))
1288                         continue;
1289
1290                 if ((err = fib_semantic_match(&li->falh, flp, res, htonl(l->key), mask, i)) <= 0) {
1291                         *plen = i;
1292 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1293                         t->stats.semantic_match_passed++;
1294 #endif
1295                         return err;
1296                 }
1297 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1298                 t->stats.semantic_match_miss++;
1299 #endif
1300         }
1301         return 1;
1302 }
1303
1304 static int
1305 fn_trie_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp, struct fib_result *res)
1306 {
1307         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1308         int plen, ret = 0;
1309         struct node *n;
1310         struct tnode *pn;
1311         int pos, bits;
1312         t_key key = ntohl(flp->fl4_dst);
1313         int chopped_off;
1314         t_key cindex = 0;
1315         int current_prefix_length = KEYLENGTH;
1316         struct tnode *cn;
1317         t_key node_prefix, key_prefix, pref_mismatch;
1318         int mp;
1319
1320         rcu_read_lock();
1321
1322         n = rcu_dereference(t->trie);
1323         if (!n)
1324                 goto failed;
1325
1326 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1327         t->stats.gets++;
1328 #endif
1329
1330         /* Just a leaf? */
1331         if (IS_LEAF(n)) {
1332                 if ((ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, &plen, flp, res)) <= 0)
1333                         goto found;
1334                 goto failed;
1335         }
1336         pn = (struct tnode *) n;
1337         chopped_off = 0;
1338
1339         while (pn) {
1340                 pos = pn->pos;
1341                 bits = pn->bits;
1342
1343                 if (!chopped_off)
1344                         cindex = tkey_extract_bits(MASK_PFX(key, current_prefix_length), pos, bits);
1345
1346                 n = tnode_get_child(pn, cindex);
1347
1348                 if (n == NULL) {
1349 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1350                         t->stats.null_node_hit++;
1351 #endif
1352                         goto backtrace;
1353                 }
1354
1355                 if (IS_LEAF(n)) {
1356                         if ((ret = check_leaf(t, (struct leaf *)n, key, &plen, flp, res)) <= 0)
1357                                 goto found;
1358                         else
1359                                 goto backtrace;
1360                 }
1361
1362 #define HL_OPTIMIZE
1363 #ifdef HL_OPTIMIZE
1364                 cn = (struct tnode *)n;
1365
1366                 /*
1367                  * It's a tnode, and we can do some extra checks here if we
1368                  * like, to avoid descending into a dead-end branch.
1369                  * This tnode is in the parent's child array at index
1370                  * key[p_pos..p_pos+p_bits] but potentially with some bits
1371                  * chopped off, so in reality the index may be just a
1372                  * subprefix, padded with zero at the end.
1373                  * We can also take a look at any skipped bits in this
1374                  * tnode - everything up to p_pos is supposed to be ok,
1375                  * and the non-chopped bits of the index (se previous
1376                  * paragraph) are also guaranteed ok, but the rest is
1377                  * considered unknown.
1378                  *
1379                  * The skipped bits are key[pos+bits..cn->pos].
1380                  */
1381
1382                 /* If current_prefix_length < pos+bits, we are already doing
1383                  * actual prefix  matching, which means everything from
1384                  * pos+(bits-chopped_off) onward must be zero along some
1385                  * branch of this subtree - otherwise there is *no* valid
1386                  * prefix present. Here we can only check the skipped
1387                  * bits. Remember, since we have already indexed into the
1388                  * parent's child array, we know that the bits we chopped of
1389                  * *are* zero.
1390                  */
1391
1392                 /* NOTA BENE: CHECKING ONLY SKIPPED BITS FOR THE NEW NODE HERE */
1393
1394                 if (current_prefix_length < pos+bits) {
1395                         if (tkey_extract_bits(cn->key, current_prefix_length,
1396                                                 cn->pos - current_prefix_length) != 0 ||
1397                             !(cn->child[0]))
1398                                 goto backtrace;
1399                 }
1400
1401                 /*
1402                  * If chopped_off=0, the index is fully validated and we
1403                  * only need to look at the skipped bits for this, the new,
1404                  * tnode. What we actually want to do is to find out if
1405                  * these skipped bits match our key perfectly, or if we will
1406                  * have to count on finding a matching prefix further down,
1407                  * because if we do, we would like to have some way of
1408                  * verifying the existence of such a prefix at this point.
1409                  */
1410
1411                 /* The only thing we can do at this point is to verify that
1412                  * any such matching prefix can indeed be a prefix to our
1413                  * key, and if the bits in the node we are inspecting that
1414                  * do not match our key are not ZERO, this cannot be true.
1415                  * Thus, find out where there is a mismatch (before cn->pos)
1416                  * and verify that all the mismatching bits are zero in the
1417                  * new tnode's key.
1418                  */
1419
1420                 /* Note: We aren't very concerned about the piece of the key
1421                  * that precede pn->pos+pn->bits, since these have already been
1422                  * checked. The bits after cn->pos aren't checked since these are
1423                  * by definition "unknown" at this point. Thus, what we want to
1424                  * see is if we are about to enter the "prefix matching" state,
1425                  * and in that case verify that the skipped bits that will prevail
1426                  * throughout this subtree are zero, as they have to be if we are
1427                  * to find a matching prefix.
1428                  */
1429
1430                 node_prefix = MASK_PFX(cn->key, cn->pos);
1431                 key_prefix = MASK_PFX(key, cn->pos);
1432                 pref_mismatch = key_prefix^node_prefix;
1433                 mp = 0;
1434
1435                 /* In short: If skipped bits in this node do not match the search
1436                  * key, enter the "prefix matching" state.directly.
1437                  */
1438                 if (pref_mismatch) {
1439                         while (!(pref_mismatch & (1<<(KEYLENGTH-1)))) {
1440                                 mp++;
1441                                 pref_mismatch = pref_mismatch <<1;
1442                         }
1443                         key_prefix = tkey_extract_bits(cn->key, mp, cn->pos-mp);
1444
1445                         if (key_prefix != 0)
1446                                 goto backtrace;
1447
1448                         if (current_prefix_length >= cn->pos)
1449                                 current_prefix_length = mp;
1450                 }
1451 #endif
1452                 pn = (struct tnode *)n; /* Descend */
1453                 chopped_off = 0;
1454                 continue;
1455
1456 backtrace:
1457                 chopped_off++;
1458
1459                 /* As zero don't change the child key (cindex) */
1460                 while ((chopped_off <= pn->bits) && !(cindex & (1<<(chopped_off-1))))
1461                         chopped_off++;
1462
1463                 /* Decrease current_... with bits chopped off */
1464                 if (current_prefix_length > pn->pos + pn->bits - chopped_off)
1465                         current_prefix_length = pn->pos + pn->bits - chopped_off;
1466
1467                 /*
1468                  * Either we do the actual chop off according or if we have
1469                  * chopped off all bits in this tnode walk up to our parent.
1470                  */
1471
1472                 if (chopped_off <= pn->bits) {
1473                         cindex &= ~(1 << (chopped_off-1));
1474                 } else {
1475                         if (NODE_PARENT(pn) == NULL)
1476                                 goto failed;
1477
1478                         /* Get Child's index */
1479                         cindex = tkey_extract_bits(pn->key, NODE_PARENT(pn)->pos, NODE_PARENT(pn)->bits);
1480                         pn = NODE_PARENT(pn);
1481                         chopped_off = 0;
1482
1483 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1484                         t->stats.backtrack++;
1485 #endif
1486                         goto backtrace;
1487                 }
1488         }
1489 failed:
1490         ret = 1;
1491 found:
1492         rcu_read_unlock();
1493         return ret;
1494 }
1495
1496 /* only called from updater side */
1497 static int trie_leaf_remove(struct trie *t, t_key key)
1498 {
1499         t_key cindex;
1500         struct tnode *tp = NULL;
1501         struct node *n = t->trie;
1502         struct leaf *l;
1503
1504         pr_debug("entering trie_leaf_remove(%p)\n", n);
1505
1506         /* Note that in the case skipped bits, those bits are *not* checked!
1507          * When we finish this, we will have NULL or a T_LEAF, and the
1508          * T_LEAF may or may not match our key.
1509          */
1510
1511         while (n != NULL && IS_TNODE(n)) {
1512                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
1513                 check_tnode(tn);
1514                 n = tnode_get_child(tn ,tkey_extract_bits(key, tn->pos, tn->bits));
1515
1516                 BUG_ON(n && NODE_PARENT(n) != tn);
1517         }
1518         l = (struct leaf *) n;
1519
1520         if (!n || !tkey_equals(l->key, key))
1521                 return 0;
1522
1523         /*
1524          * Key found.
1525          * Remove the leaf and rebalance the tree
1526          */
1527
1528         t->revision++;
1529         t->size--;
1530
1531         preempt_disable();
1532         tp = NODE_PARENT(n);
1533         tnode_free((struct tnode *) n);
1534
1535         if (tp) {
1536                 cindex = tkey_extract_bits(key, tp->pos, tp->bits);
1537                 put_child(t, (struct tnode *)tp, cindex, NULL);
1538                 rcu_assign_pointer(t->trie, trie_rebalance(t, tp));
1539         } else
1540                 rcu_assign_pointer(t->trie, NULL);
1541         preempt_enable();
1542
1543         return 1;
1544 }
1545
1546 static int fn_trie_delete(struct fib_table *tb, struct fib_config *cfg)
1547 {
1548         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1549         u32 key, mask;
1550         int plen = cfg->fc_dst_len;
1551         u8 tos = cfg->fc_tos;
1552         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1553         struct list_head *fa_head;
1554         struct leaf *l;
1555         struct leaf_info *li;
1556
1557         if (plen > 32)
1558                 return -EINVAL;
1559
1560         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1561         mask = ntohl(inet_make_mask(plen));
1562
1563         if (key & ~mask)
1564                 return -EINVAL;
1565
1566         key = key & mask;
1567         l = fib_find_node(t, key);
1568
1569         if (!l)
1570                 return -ESRCH;
1571
1572         fa_head = get_fa_head(l, plen);
1573         fa = fib_find_alias(fa_head, tos, 0);
1574
1575         if (!fa)
1576                 return -ESRCH;
1577
1578         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1579
1580         fa_to_delete = NULL;
1581         fa_head = fa->fa_list.prev;
1582
1583         list_for_each_entry(fa, fa_head, fa_list) {
1584                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1585
1586                 if (fa->fa_tos != tos)
1587                         break;
1588
1589                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1590                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1591                      fa->fa_scope == cfg->fc_scope) &&
1592                     (!cfg->fc_protocol ||
1593                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1594                     fib_nh_match(cfg, fi) == 0) {
1595                         fa_to_delete = fa;
1596                         break;
1597                 }
1598         }
1599
1600         if (!fa_to_delete)
1601                 return -ESRCH;
1602
1603         fa = fa_to_delete;
1604         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa, plen, tb->tb_id,
1605                   &cfg->fc_nlinfo);
1606
1607         l = fib_find_node(t, key);
1608         li = find_leaf_info(l, plen);
1609
1610         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1611
1612         if (list_empty(fa_head)) {
1613                 hlist_del_rcu(&li->hlist);
1614                 free_leaf_info(li);
1615         }
1616
1617         if (hlist_empty(&l->list))
1618                 trie_leaf_remove(t, key);
1619
1620         if (fa->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1621                 rt_cache_flush(-1);
1622
1623         fib_release_info(fa->fa_info);
1624         alias_free_mem_rcu(fa);
1625         return 0;
1626 }
1627
1628 static int trie_flush_list(struct trie *t, struct list_head *head)
1629 {
1630         struct fib_alias *fa, *fa_node;
1631         int found = 0;
1632
1633         list_for_each_entry_safe(fa, fa_node, head, fa_list) {
1634                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1635
1636                 if (fi && (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)) {
1637                         list_del_rcu(&fa->fa_list);
1638                         fib_release_info(fa->fa_info);
1639                         alias_free_mem_rcu(fa);
1640                         found++;
1641                 }
1642         }
1643         return found;
1644 }
1645
1646 static int trie_flush_leaf(struct trie *t, struct leaf *l)
1647 {
1648         int found = 0;
1649         struct hlist_head *lih = &l->list;
1650         struct hlist_node *node, *tmp;
1651         struct leaf_info *li = NULL;
1652
1653         hlist_for_each_entry_safe(li, node, tmp, lih, hlist) {
1654                 found += trie_flush_list(t, &li->falh);
1655
1656                 if (list_empty(&li->falh)) {
1657                         hlist_del_rcu(&li->hlist);
1658                         free_leaf_info(li);
1659                 }
1660         }
1661         return found;
1662 }
1663
1664 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
1665
1666 static struct leaf *nextleaf(struct trie *t, struct leaf *thisleaf)
1667 {
1668         struct node *c = (struct node *) thisleaf;
1669         struct tnode *p;
1670         int idx;
1671         struct node *trie = rcu_dereference(t->trie);
1672
1673         if (c == NULL) {
1674                 if (trie == NULL)
1675                         return NULL;
1676
1677                 if (IS_LEAF(trie))          /* trie w. just a leaf */
1678                         return (struct leaf *) trie;
1679
1680                 p = (struct tnode*) trie;  /* Start */
1681         } else
1682                 p = (struct tnode *) NODE_PARENT(c);
1683
1684         while (p) {
1685                 int pos, last;
1686
1687                 /*  Find the next child of the parent */
1688                 if (c)
1689                         pos = 1 + tkey_extract_bits(c->key, p->pos, p->bits);
1690                 else
1691                         pos = 0;
1692
1693                 last = 1 << p->bits;
1694                 for (idx = pos; idx < last ; idx++) {
1695                         c = rcu_dereference(p->child[idx]);
1696
1697                         if (!c)
1698                                 continue;
1699
1700                         /* Decend if tnode */
1701                         while (IS_TNODE(c)) {
1702                                 p = (struct tnode *) c;
1703                                 idx = 0;
1704
1705                                 /* Rightmost non-NULL branch */
1706                                 if (p && IS_TNODE(p))
1707                                         while (!(c = rcu_dereference(p->child[idx]))
1708                                                && idx < (1<<p->bits)) idx++;
1709
1710                                 /* Done with this tnode? */
1711                                 if (idx >= (1 << p->bits) || !c)
1712                                         goto up;
1713                         }
1714                         return (struct leaf *) c;
1715                 }
1716 up:
1717                 /* No more children go up one step  */
1718                 c = (struct node *) p;
1719                 p = (struct tnode *) NODE_PARENT(p);
1720         }
1721         return NULL; /* Ready. Root of trie */
1722 }
1723
1724 static int fn_trie_flush(struct fib_table *tb)
1725 {
1726         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1727         struct leaf *ll = NULL, *l = NULL;
1728         int found = 0, h;
1729
1730         t->revision++;
1731
1732         for (h = 0; (l = nextleaf(t, l)) != NULL; h++) {
1733                 found += trie_flush_leaf(t, l);
1734
1735                 if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1736                         trie_leaf_remove(t, ll->key);
1737                 ll = l;
1738         }
1739
1740         if (ll && hlist_empty(&ll->list))
1741                 trie_leaf_remove(t, ll->key);
1742
1743         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
1744         return found;
1745 }
1746
1747 static int trie_last_dflt = -1;
1748
1749 static void
1750 fn_trie_select_default(struct fib_table *tb, const struct flowi *flp, struct fib_result *res)
1751 {
1752         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1753         int order, last_idx;
1754         struct fib_info *fi = NULL;
1755         struct fib_info *last_resort;
1756         struct fib_alias *fa = NULL;
1757         struct list_head *fa_head;
1758         struct leaf *l;
1759
1760         last_idx = -1;
1761         last_resort = NULL;
1762         order = -1;
1763
1764         rcu_read_lock();
1765
1766         l = fib_find_node(t, 0);
1767         if (!l)
1768                 goto out;
1769
1770         fa_head = get_fa_head(l, 0);
1771         if (!fa_head)
1772                 goto out;
1773
1774         if (list_empty(fa_head))
1775                 goto out;
1776
1777         list_for_each_entry_rcu(fa, fa_head, fa_list) {
1778                 struct fib_info *next_fi = fa->fa_info;
1779
1780                 if (fa->fa_scope != res->scope ||
1781                     fa->fa_type != RTN_UNICAST)
1782                         continue;
1783
1784                 if (next_fi->fib_priority > res->fi->fib_priority)
1785                         break;
1786                 if (!next_fi->fib_nh[0].nh_gw ||
1787                     next_fi->fib_nh[0].nh_scope != RT_SCOPE_LINK)
1788                         continue;
1789                 fa->fa_state |= FA_S_ACCESSED;
1790
1791                 if (fi == NULL) {
1792                         if (next_fi != res->fi)
1793                                 break;
1794                 } else if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort,
1795                                              &last_idx, &trie_last_dflt)) {
1796                         if (res->fi)
1797                                 fib_info_put(res->fi);
1798                         res->fi = fi;
1799                         atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1800                         trie_last_dflt = order;
1801                         goto out;
1802                 }
1803                 fi = next_fi;
1804                 order++;
1805         }
1806         if (order <= 0 || fi == NULL) {
1807                 trie_last_dflt = -1;
1808                 goto out;
1809         }
1810
1811         if (!fib_detect_death(fi, order, &last_resort, &last_idx, &trie_last_dflt)) {
1812                 if (res->fi)
1813                         fib_info_put(res->fi);
1814                 res->fi = fi;
1815                 atomic_inc(&fi->fib_clntref);
1816                 trie_last_dflt = order;
1817                 goto out;
1818         }
1819         if (last_idx >= 0) {
1820                 if (res->fi)
1821                         fib_info_put(res->fi);
1822                 res->fi = last_resort;
1823                 if (last_resort)
1824                         atomic_inc(&last_resort->fib_clntref);
1825         }
1826         trie_last_dflt = last_idx;
1827  out:;
1828         rcu_read_unlock();
1829 }
1830
1831 static int fn_trie_dump_fa(t_key key, int plen, struct list_head *fah, struct fib_table *tb,
1832                            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1833 {
1834         int i, s_i;
1835         struct fib_alias *fa;
1836
1837         __be32 xkey = htonl(key);
1838
1839         s_i = cb->args[4];
1840         i = 0;
1841
1842         /* rcu_read_lock is hold by caller */
1843
1844         list_for_each_entry_rcu(fa, fah, fa_list) {
1845                 if (i < s_i) {
1846                         i++;
1847                         continue;
1848                 }
1849                 BUG_ON(!fa->fa_info);
1850
1851                 if (fib_dump_info(skb, NETLINK_CB(cb->skb).pid,
1852                                   cb->nlh->nlmsg_seq,
1853                                   RTM_NEWROUTE,
1854                                   tb->tb_id,
1855                                   fa->fa_type,
1856                                   fa->fa_scope,
1857                                   xkey,
1858                                   plen,
1859                                   fa->fa_tos,
1860                                   fa->fa_info, 0) < 0) {
1861                         cb->args[4] = i;
1862                         return -1;
1863                 }
1864                 i++;
1865         }
1866         cb->args[4] = i;
1867         return skb->len;
1868 }
1869
1870 static int fn_trie_dump_plen(struct trie *t, int plen, struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
1871                              struct netlink_callback *cb)
1872 {
1873         int h, s_h;
1874         struct list_head *fa_head;
1875         struct leaf *l = NULL;
1876
1877         s_h = cb->args[3];
1878
1879         for (h = 0; (l = nextleaf(t, l)) != NULL; h++) {
1880                 if (h < s_h)
1881                         continue;
1882                 if (h > s_h)
1883                         memset(&cb->args[4], 0,
1884                                sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
1885
1886                 fa_head = get_fa_head(l, plen);
1887
1888                 if (!fa_head)
1889                         continue;
1890
1891                 if (list_empty(fa_head))
1892                         continue;
1893
1894                 if (fn_trie_dump_fa(l->key, plen, fa_head, tb, skb, cb)<0) {
1895                         cb->args[3] = h;
1896                         return -1;
1897                 }
1898         }
1899         cb->args[3] = h;
1900         return skb->len;
1901 }
1902
1903 static int fn_trie_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
1904 {
1905         int m, s_m;
1906         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1907
1908         s_m = cb->args[2];
1909
1910         rcu_read_lock();
1911         for (m = 0; m <= 32; m++) {
1912                 if (m < s_m)
1913                         continue;
1914                 if (m > s_m)
1915                         memset(&cb->args[3], 0,
1916                                 sizeof(cb->args) - 3*sizeof(cb->args[0]));
1917
1918                 if (fn_trie_dump_plen(t, 32-m, tb, skb, cb)<0) {
1919                         cb->args[2] = m;
1920                         goto out;
1921                 }
1922         }
1923         rcu_read_unlock();
1924         cb->args[2] = m;
1925         return skb->len;
1926 out:
1927         rcu_read_unlock();
1928         return -1;
1929 }
1930
1931 /* Fix more generic FIB names for init later */
1932
1933 #ifdef CONFIG_IP_MULTIPLE_TABLES
1934 struct fib_table * fib_hash_init(u32 id)
1935 #else
1936 struct fib_table * __init fib_hash_init(u32 id)
1937 #endif
1938 {
1939         struct fib_table *tb;
1940         struct trie *t;
1941
1942         if (fn_alias_kmem == NULL)
1943                 fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
1944                                                   sizeof(struct fib_alias),
1945                                                   0, SLAB_HWCACHE_ALIGN,
1946                                                   NULL, NULL);
1947
1948         tb = kmalloc(sizeof(struct fib_table) + sizeof(struct trie),
1949                      GFP_KERNEL);
1950         if (tb == NULL)
1951                 return NULL;
1952
1953         tb->tb_id = id;
1954         tb->tb_lookup = fn_trie_lookup;
1955         tb->tb_insert = fn_trie_insert;
1956         tb->tb_delete = fn_trie_delete;
1957         tb->tb_flush = fn_trie_flush;
1958         tb->tb_select_default = fn_trie_select_default;
1959         tb->tb_dump = fn_trie_dump;
1960         memset(tb->tb_data, 0, sizeof(struct trie));
1961
1962         t = (struct trie *) tb->tb_data;
1963
1964         trie_init(t);
1965
1966         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
1967                 trie_local = t;
1968         else if (id == RT_TABLE_MAIN)
1969                 trie_main = t;
1970
1971         if (id == RT_TABLE_LOCAL)
1972                 printk(KERN_INFO "IPv4 FIB: Using LC-trie version %s\n", VERSION);
1973
1974         return tb;
1975 }
1976
1977 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1978 /* Depth first Trie walk iterator */
1979 struct fib_trie_iter {
1980         struct tnode *tnode;
1981         struct trie *trie;
1982         unsigned index;
1983         unsigned depth;
1984 };
1985
1986 static struct node *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
1987 {
1988         struct tnode *tn = iter->tnode;
1989         unsigned cindex = iter->index;
1990         struct tnode *p;
1991
1992         /* A single entry routing table */
1993         if (!tn)
1994                 return NULL;
1995
1996         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
1997                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
1998 rescan:
1999         while (cindex < (1<<tn->bits)) {
2000                 struct node *n = tnode_get_child(tn, cindex);
2001
2002                 if (n) {
2003                         if (IS_LEAF(n)) {
2004                                 iter->tnode = tn;
2005                                 iter->index = cindex + 1;
2006                         } else {
2007                                 /* push down one level */
2008                                 iter->tnode = (struct tnode *) n;
2009                                 iter->index = 0;
2010                                 ++iter->depth;
2011                         }
2012                         return n;
2013                 }
2014
2015                 ++cindex;
2016         }
2017
2018         /* Current node exhausted, pop back up */
2019         p = NODE_PARENT(tn);
2020         if (p) {
2021                 cindex = tkey_extract_bits(tn->key, p->pos, p->bits)+1;
2022                 tn = p;
2023                 --iter->depth;
2024                 goto rescan;
2025         }
2026
2027         /* got root? */
2028         return NULL;
2029 }
2030
2031 static struct node *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2032                                        struct trie *t)
2033 {
2034         struct node *n ;
2035
2036         if(!t)
2037                 return NULL;
2038
2039         n = rcu_dereference(t->trie);
2040
2041         if(!iter)
2042                 return NULL;
2043
2044         if (n) {
2045                 if (IS_TNODE(n)) {
2046                         iter->tnode = (struct tnode *) n;
2047                         iter->trie = t;
2048                         iter->index = 0;
2049                         iter->depth = 1;
2050                 } else {
2051                         iter->tnode = NULL;
2052                         iter->trie  = t;
2053                         iter->index = 0;
2054                         iter->depth = 0;
2055                 }
2056                 return n;
2057         }
2058         return NULL;
2059 }
2060
2061 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2062 {
2063         struct node *n;
2064         struct fib_trie_iter iter;
2065
2066         memset(s, 0, sizeof(*s));
2067
2068         rcu_read_lock();
2069         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n;
2070              n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2071                 if (IS_LEAF(n)) {
2072                         s->leaves++;
2073                         s->totdepth += iter.depth;
2074                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2075                                 s->maxdepth = iter.depth;
2076                 } else {
2077                         const struct tnode *tn = (const struct tnode *) n;
2078                         int i;
2079
2080                         s->tnodes++;
2081                         if(tn->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2082                                 s->nodesizes[tn->bits]++;
2083
2084                         for (i = 0; i < (1<<tn->bits); i++)
2085                                 if (!tn->child[i])
2086                                         s->nullpointers++;
2087                 }
2088         }
2089         rcu_read_unlock();
2090 }
2091
2092 /*
2093  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2094  */
2095 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2096 {
2097         unsigned i, max, pointers, bytes, avdepth;
2098
2099         if (stat->leaves)
2100                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2101         else
2102                 avdepth = 0;
2103
2104         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %d.%02d\n", avdepth / 100, avdepth % 100 );
2105         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2106
2107         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2108
2109         bytes = sizeof(struct leaf) * stat->leaves;
2110         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %d\n\t", stat->tnodes);
2111         bytes += sizeof(struct tnode) * stat->tnodes;
2112
2113         max = MAX_STAT_DEPTH;
2114         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2115                 max--;
2116
2117         pointers = 0;
2118         for (i = 1; i <= max; i++)
2119                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2120                         seq_printf(seq, "  %d: %d",  i, stat->nodesizes[i]);
2121                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2122                 }
2123         seq_putc(seq, '\n');
2124         seq_printf(seq, "\tPointers: %d\n", pointers);
2125
2126         bytes += sizeof(struct node *) * pointers;
2127         seq_printf(seq, "Null ptrs: %d\n", stat->nullpointers);
2128         seq_printf(seq, "Total size: %d  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2129
2130 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2131         seq_printf(seq, "Counters:\n---------\n");
2132         seq_printf(seq,"gets = %d\n", t->stats.gets);
2133         seq_printf(seq,"backtracks = %d\n", t->stats.backtrack);
2134         seq_printf(seq,"semantic match passed = %d\n", t->stats.semantic_match_passed);
2135         seq_printf(seq,"semantic match miss = %d\n", t->stats.semantic_match_miss);
2136         seq_printf(seq,"null node hit= %d\n", t->stats.null_node_hit);
2137         seq_printf(seq,"skipped node resize = %d\n", t->stats.resize_node_skipped);
2138 #ifdef CLEAR_STATS
2139         memset(&(t->stats), 0, sizeof(t->stats));
2140 #endif
2141 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2142 }
2143
2144 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2145 {
2146         struct trie_stat *stat;
2147
2148         stat = kmalloc(sizeof(*stat), GFP_KERNEL);
2149         if (!stat)
2150                 return -ENOMEM;
2151
2152         seq_printf(seq, "Basic info: size of leaf: %Zd bytes, size of tnode: %Zd bytes.\n",
2153                    sizeof(struct leaf), sizeof(struct tnode));
2154
2155         if (trie_local) {
2156                 seq_printf(seq, "Local:\n");
2157                 trie_collect_stats(trie_local, stat);
2158                 trie_show_stats(seq, stat);
2159         }
2160
2161         if (trie_main) {
2162                 seq_printf(seq, "Main:\n");
2163                 trie_collect_stats(trie_main, stat);
2164                 trie_show_stats(seq, stat);
2165         }
2166         kfree(stat);
2167
2168         return 0;
2169 }
2170
2171 static int fib_triestat_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2172 {
2173         return single_open(file, fib_triestat_seq_show, NULL);
2174 }
2175
2176 static struct file_operations fib_triestat_fops = {
2177         .owner  = THIS_MODULE,
2178         .open   = fib_triestat_seq_open,
2179         .read   = seq_read,
2180         .llseek = seq_lseek,
2181         .release = single_release,
2182 };
2183
2184 static struct node *fib_trie_get_idx(struct fib_trie_iter *iter,
2185                                       loff_t pos)
2186 {
2187         loff_t idx = 0;
2188         struct node *n;
2189
2190         for (n = fib_trie_get_first(iter, trie_local);
2191              n; ++idx, n = fib_trie_get_next(iter)) {
2192                 if (pos == idx)
2193                         return n;
2194         }
2195
2196         for (n = fib_trie_get_first(iter, trie_main);
2197              n; ++idx, n = fib_trie_get_next(iter)) {
2198                 if (pos == idx)
2199                         return n;
2200         }
2201         return NULL;
2202 }
2203
2204 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2205 {
2206         rcu_read_lock();
2207         if (*pos == 0)
2208                 return SEQ_START_TOKEN;
2209         return fib_trie_get_idx(seq->private, *pos - 1);
2210 }
2211
2212 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2213 {
2214         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2215         void *l = v;
2216
2217         ++*pos;
2218         if (v == SEQ_START_TOKEN)
2219                 return fib_trie_get_idx(iter, 0);
2220
2221         v = fib_trie_get_next(iter);
2222         BUG_ON(v == l);
2223         if (v)
2224                 return v;
2225
2226         /* continue scan in next trie */
2227         if (iter->trie == trie_local)
2228                 return fib_trie_get_first(iter, trie_main);
2229
2230         return NULL;
2231 }
2232
2233 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2234 {
2235         rcu_read_unlock();
2236 }
2237
2238 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2239 {
2240         while (n-- > 0) seq_puts(seq, "   ");
2241 }
2242
2243 static inline const char *rtn_scope(enum rt_scope_t s)
2244 {
2245         static char buf[32];
2246
2247         switch(s) {
2248         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2249         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2250         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2251         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2252         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2253         default:
2254                 snprintf(buf, sizeof(buf), "scope=%d", s);
2255                 return buf;
2256         }
2257 }
2258
2259 static const char *rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2260         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2261         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2262         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2263         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2264         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2265         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2266         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2267         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2268         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2269         [RTN_THROW] = "THROW",
2270         [RTN_NAT] = "NAT",
2271         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2272 };
2273
2274 static inline const char *rtn_type(unsigned t)
2275 {
2276         static char buf[32];
2277
2278         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2279                 return rtn_type_names[t];
2280         snprintf(buf, sizeof(buf), "type %d", t);
2281         return buf;
2282 }
2283
2284 /* Pretty print the trie */
2285 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2286 {
2287         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2288         struct node *n = v;
2289
2290         if (v == SEQ_START_TOKEN)
2291                 return 0;
2292
2293         if (!NODE_PARENT(n)) {
2294                 if (iter->trie == trie_local)
2295                         seq_puts(seq, "<local>:\n");
2296                 else
2297                         seq_puts(seq, "<main>:\n");
2298         }
2299
2300         if (IS_TNODE(n)) {
2301                 struct tnode *tn = (struct tnode *) n;
2302                 __be32 prf = htonl(MASK_PFX(tn->key, tn->pos));
2303
2304                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2305                 seq_printf(seq, "  +-- %d.%d.%d.%d/%d %d %d %d\n",
2306                            NIPQUAD(prf), tn->pos, tn->bits, tn->full_children,
2307                            tn->empty_children);
2308
2309         } else {
2310                 struct leaf *l = (struct leaf *) n;
2311                 int i;
2312                 __be32 val = htonl(l->key);
2313
2314                 seq_indent(seq, iter->depth);
2315                 seq_printf(seq, "  |-- %d.%d.%d.%d\n", NIPQUAD(val));
2316                 for (i = 32; i >= 0; i--) {
2317                         struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, i);
2318                         if (li) {
2319                                 struct fib_alias *fa;
2320                                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2321                                         seq_indent(seq, iter->depth+1);
2322                                         seq_printf(seq, "  /%d %s %s", i,
2323                                                    rtn_scope(fa->fa_scope),
2324                                                    rtn_type(fa->fa_type));
2325                                         if (fa->fa_tos)
2326                                                 seq_printf(seq, "tos =%d\n",
2327                                                            fa->fa_tos);
2328                                         seq_putc(seq, '\n');
2329                                 }
2330                         }
2331                 }
2332         }
2333
2334         return 0;
2335 }
2336
2337 static struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2338         .start  = fib_trie_seq_start,
2339         .next   = fib_trie_seq_next,
2340         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2341         .show   = fib_trie_seq_show,
2342 };
2343
2344 static int fib_trie_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2345 {
2346         struct seq_file *seq;
2347         int rc = -ENOMEM;
2348         struct fib_trie_iter *s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
2349
2350         if (!s)
2351                 goto out;
2352
2353         rc = seq_open(file, &fib_trie_seq_ops);
2354         if (rc)
2355                 goto out_kfree;
2356
2357         seq          = file->private_data;
2358         seq->private = s;
2359         memset(s, 0, sizeof(*s));
2360 out:
2361         return rc;
2362 out_kfree:
2363         kfree(s);
2364         goto out;
2365 }
2366
2367 static struct file_operations fib_trie_fops = {
2368         .owner  = THIS_MODULE,
2369         .open   = fib_trie_seq_open,
2370         .read   = seq_read,
2371         .llseek = seq_lseek,
2372         .release = seq_release_private,
2373 };
2374
2375 static unsigned fib_flag_trans(int type, __be32 mask, const struct fib_info *fi)
2376 {
2377         static unsigned type2flags[RTN_MAX + 1] = {
2378                 [7] = RTF_REJECT, [8] = RTF_REJECT,
2379         };
2380         unsigned flags = type2flags[type];
2381
2382         if (fi && fi->fib_nh->nh_gw)
2383                 flags |= RTF_GATEWAY;
2384         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2385                 flags |= RTF_HOST;
2386         flags |= RTF_UP;
2387         return flags;
2388 }
2389
2390 /*
2391  *      This outputs /proc/net/route.
2392  *      The format of the file is not supposed to be changed
2393  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2394  *      legacy utilities
2395  */
2396 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2397 {
2398         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2399         struct leaf *l = v;
2400         int i;
2401         char bf[128];
2402
2403         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2404                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2405                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2406                            "\tWindow\tIRTT");
2407                 return 0;
2408         }
2409
2410         if (iter->trie == trie_local)
2411                 return 0;
2412         if (IS_TNODE(l))
2413                 return 0;
2414
2415         for (i=32; i>=0; i--) {
2416                 struct leaf_info *li = find_leaf_info(l, i);
2417                 struct fib_alias *fa;
2418                 __be32 mask, prefix;
2419
2420                 if (!li)
2421                         continue;
2422
2423                 mask = inet_make_mask(li->plen);
2424                 prefix = htonl(l->key);
2425
2426                 list_for_each_entry_rcu(fa, &li->falh, fa_list) {
2427                         const struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2428                         unsigned flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2429
2430                         if (fa->fa_type == RTN_BROADCAST
2431                             || fa->fa_type == RTN_MULTICAST)
2432                                 continue;
2433
2434                         if (fi)
2435                                 snprintf(bf, sizeof(bf),
2436                                          "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2437                                          fi->fib_dev ? fi->fib_dev->name : "*",
2438                                          prefix,
2439                                          fi->fib_nh->nh_gw, flags, 0, 0,
2440                                          fi->fib_priority,
2441                                          mask,
2442                                          (fi->fib_advmss ? fi->fib_advmss + 40 : 0),
2443                                          fi->fib_window,
2444                                          fi->fib_rtt >> 3);
2445                         else
2446                                 snprintf(bf, sizeof(bf),
2447                                          "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
2448                                          prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
2449                                          mask, 0, 0, 0);
2450
2451                         seq_printf(seq, "%-127s\n", bf);
2452                 }
2453         }
2454
2455         return 0;
2456 }
2457
2458 static struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
2459         .start  = fib_trie_seq_start,
2460         .next   = fib_trie_seq_next,
2461         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2462         .show   = fib_route_seq_show,
2463 };
2464
2465 static int fib_route_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
2466 {
2467         struct seq_file *seq;
2468         int rc = -ENOMEM;
2469         struct fib_trie_iter *s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
2470
2471         if (!s)
2472                 goto out;
2473
2474         rc = seq_open(file, &fib_route_seq_ops);
2475         if (rc)
2476                 goto out_kfree;
2477
2478         seq          = file->private_data;
2479         seq->private = s;
2480         memset(s, 0, sizeof(*s));
2481 out:
2482         return rc;
2483 out_kfree:
2484         kfree(s);
2485         goto out;
2486 }
2487
2488 static struct file_operations fib_route_fops = {
2489         .owner  = THIS_MODULE,
2490         .open   = fib_route_seq_open,
2491         .read   = seq_read,
2492         .llseek = seq_lseek,
2493         .release = seq_release_private,
2494 };
2495
2496 int __init fib_proc_init(void)
2497 {
2498         if (!proc_net_fops_create("fib_trie", S_IRUGO, &fib_trie_fops))
2499                 goto out1;
2500
2501         if (!proc_net_fops_create("fib_triestat", S_IRUGO, &fib_triestat_fops))
2502                 goto out2;
2503
2504         if (!proc_net_fops_create("route", S_IRUGO, &fib_route_fops))
2505                 goto out3;
2506
2507         return 0;
2508
2509 out3:
2510         proc_net_remove("fib_triestat");
2511 out2:
2512         proc_net_remove("fib_trie");
2513 out1:
2514         return -ENOMEM;
2515 }
2516
2517 void __init fib_proc_exit(void)
2518 {
2519         proc_net_remove("fib_trie");
2520         proc_net_remove("fib_triestat");
2521         proc_net_remove("route");
2522 }
2523
2524 #endif /* CONFIG_PROC_FS */