ipv4/fib_trie.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *
   4  *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
   5  *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
   6  *
   7  *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
   8  *     Agricultural Sciences.
   9  *
  10  *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
  11  *
  12  * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
  13  *
  14  * An experimental study of compression methods for dynamic tries
  15  * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
  16  * https://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
  17  *
  18  * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
  19  * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
  20  *
  21  * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
  22  *
  23  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
  24  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
  25  *              interface as the means of communication with the user level.
  26  *
  27  *              IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
  28  *
  29  * Authors:     Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
  30  *
  31  * Substantial contributions to this work comes from:
  32  *
  33  *              David S. Miller, <davem@davemloft.net>
  34  *              Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
  35  *              Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  36  *              Patrick McHardy <kaber@trash.net>
  37  */
  38 #include <linux/cache.h>
  39 #include <linux/uaccess.h>
  40 #include <linux/bitops.h>
  41 #include <linux/types.h>
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/mm.h>
  44 #include <linux/string.h>
  45 #include <linux/socket.h>
  46 #include <linux/sockios.h>
  47 #include <linux/errno.h>
  48 #include <linux/in.h>
  49 #include <linux/inet.h>
  50 #include <linux/inetdevice.h>
  51 #include <linux/netdevice.h>
  52 #include <linux/if_arp.h>
  53 #include <linux/proc_fs.h>
  54 #include <linux/rcupdate.h>
  55 #include <linux/rcupdate_wait.h>
  56 #include <linux/skbuff.h>
  57 #include <linux/netlink.h>
  58 #include <linux/init.h>
  59 #include <linux/list.h>
  60 #include <linux/slab.h>
  61 #include <linux/export.h>
  62 #include <linux/vmalloc.h>
  63 #include <linux/notifier.h>
  64 #include <net/net_namespace.h>
  65 #include <net/inet_dscp.h>
  66 #include <net/ip.h>
  67 #include <net/protocol.h>
  68 #include <net/route.h>
  69 #include <net/tcp.h>
  70 #include <net/sock.h>
  71 #include <net/ip_fib.h>
  72 #include <net/fib_notifier.h>
  73 #include <trace/events/fib.h>
  74 #include "fib_lookup.h"
  75
  76 static int call_fib_entry_notifier(struct notifier_block *nb,
  77                                    enum fib_event_type event_type, u32 dst,
  78                                    int dst_len, struct fib_alias *fa,
  79                                    struct netlink_ext_ack *extack)
  80 {
  81         struct fib_entry_notifier_info info = {
  82                 .info.extack = extack,
  83                 .dst = dst,
  84                 .dst_len = dst_len,
  85                 .fi = fa->fa_info,
  86                 .dscp = fa->fa_dscp,
  87                 .type = fa->fa_type,
  88                 .tb_id = fa->tb_id,
  89         };
  90         return call_fib4_notifier(nb, event_type, &info.info);
  91 }
  92
  93 static int call_fib_entry_notifiers(struct net *net,
  94                                     enum fib_event_type event_type, u32 dst,
  95                                     int dst_len, struct fib_alias *fa,
  96                                     struct netlink_ext_ack *extack)
  97 {
  98         struct fib_entry_notifier_info info = {
  99                 .info.extack = extack,
 100                 .dst = dst,
 101                 .dst_len = dst_len,
 102                 .fi = fa->fa_info,
 103                 .dscp = fa->fa_dscp,
 104                 .type = fa->fa_type,
 105                 .tb_id = fa->tb_id,
 106         };
 107         return call_fib4_notifiers(net, event_type, &info.info);
 108 }
 109
 110 #define MAX_STAT_DEPTH 32
 111
 112 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
 113 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
 114
 115 typedef unsigned int t_key;
 116
 117 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
 118 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
 119 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
 120
 121 struct key_vector {
 122         t_key key;
 123         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 124         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 125         unsigned char slen;
 126         union {
 127                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
 128                 struct hlist_head leaf;
 129                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
 130                 DECLARE_FLEX_ARRAY(struct key_vector __rcu *, tnode);
 131         };
 132 };
 133
 134 struct tnode {
 135         struct rcu_head rcu;
 136         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
 137         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
 138         struct key_vector __rcu *parent;
 139         struct key_vector kv[1];
 140 #define tn_bits kv[0].bits
 141 };
 142
 143 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
 144 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
 145
 146 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 147 struct trie_use_stats {
 148         unsigned int gets;
 149         unsigned int backtrack;
 150         unsigned int semantic_match_passed;
 151         unsigned int semantic_match_miss;
 152         unsigned int null_node_hit;
 153         unsigned int resize_node_skipped;
 154 };
 155 #endif
 156
 157 struct trie_stat {
 158         unsigned int totdepth;
 159         unsigned int maxdepth;
 160         unsigned int tnodes;
 161         unsigned int leaves;
 162         unsigned int nullpointers;
 163         unsigned int prefixes;
 164         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
 165 };
 166
 167 struct trie {
 168         struct key_vector kv[1];
 169 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 170         struct trie_use_stats __percpu *stats;
 171 #endif
 172 };
 173
 174 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
 175 static unsigned int tnode_free_size;
 176
 177 /*
 178  * synchronize_rcu after call_rcu for outstanding dirty memory; it should be
 179  * especially useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs;
 180  * the value was obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
 181  */
 182 unsigned int sysctl_fib_sync_mem = 512 * 1024;
 183 unsigned int sysctl_fib_sync_mem_min = 64 * 1024;
 184 unsigned int sysctl_fib_sync_mem_max = 64 * 1024 * 1024;
 185
 186 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __ro_after_init;
 187 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __ro_after_init;
 188
 189 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
 190 {
 191         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
 192 }
 193
 194 /* caller must hold RTNL */
 195 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
 196 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
 197
 198 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
 199 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
 200 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
 201
 202 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
 203 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
 204 {
 205         if (n)
 206                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
 207 }
 208
 209 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
 210
 211 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
 212  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
 213  */
 214 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
 215 {
 216         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
 217 }
 218
 219 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
 220
 221 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
 222 {
 223         unsigned long index = key ^ kv->key;
 224
 225         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
 226                 return 0;
 227
 228         return index >> kv->pos;
 229 }
 230
 231 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
 232  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
 233  * all of the bits in that key are significant.
 234  *
 235  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
 236  *
 237  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
 238  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
 239  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
 240  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
 241  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
 242  * correct key path.
 243  *
 244  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
 245  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
 246  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
 247  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
 248  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
 249  *
 250  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
 251  * have many different meanings.
 252  *
 253  * Example:
 254  * _________________________________________________________________
 255  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
 256  * -----------------------------------------------------------------
 257  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
 258  *
 259  * _________________________________________________________________
 260  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
 261  * -----------------------------------------------------------------
 262  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
 263  *
 264  * tp->pos = 22
 265  * tp->bits = 3
 266  * n->pos = 13
 267  * n->bits = 4
 268  *
 269  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
 270  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
 271  * point we do not use them for anything.
 272  *
 273  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
 274  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
 275  * 'n' among tp's children.
 276  *
 277  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tp->pos - 1) - "S" - are skipped bits
 278  * for the node n.
 279  *
 280  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
 281  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
 282  *
 283  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
 284  * n's child array, and will of course be different for each child.
 285  *
 286  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos -1) - "u" - are completely unknown
 287  * at this point.
 288  */
 289
 290 static const int halve_threshold = 25;
 291 static const int inflate_threshold = 50;
 292 static const int halve_threshold_root = 15;
 293 static const int inflate_threshold_root = 30;
 294
 295 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
 296 {
 297         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
 298         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
 299 }
 300
 301 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
 302 {
 303         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
 304 }
 305
 306 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
 307         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
 308
 309 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
 310 {
 311         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
 312
 313         if (!n->tn_bits)
 314                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
 315         else
 316                 kvfree(n);
 317 }
 318
 319 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
 320
 321 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
 322 {
 323         size_t size;
 324
 325         /* verify bits is within bounds */
 326         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
 327                 return NULL;
 328
 329         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
 330         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
 331
 332         if (size <= PAGE_SIZE)
 333                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 334         else
 335                 return vzalloc(size);
 336 }
 337
 338 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
 339 {
 340         tn_info(n)->empty_children++;
 341
 342         if (!tn_info(n)->empty_children)
 343                 tn_info(n)->full_children++;
 344 }
 345
 346 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
 347 {
 348         if (!tn_info(n)->empty_children)
 349                 tn_info(n)->full_children--;
 350
 351         tn_info(n)->empty_children--;
 352 }
 353
 354 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
 355 {
 356         struct key_vector *l;
 357         struct tnode *kv;
 358
 359         kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
 360         if (!kv)
 361                 return NULL;
 362
 363         /* initialize key vector */
 364         l = kv->kv;
 365         l->key = key;
 366         l->pos = 0;
 367         l->bits = 0;
 368         l->slen = fa->fa_slen;
 369
 370         /* link leaf to fib alias */
 371         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
 372         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
 373
 374         return l;
 375 }
 376
 377 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
 378 {
 379         unsigned int shift = pos + bits;
 380         struct key_vector *tn;
 381         struct tnode *tnode;
 382
 383         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
 384         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
 385
 386         tnode = tnode_alloc(bits);
 387         if (!tnode)
 388                 return NULL;
 389
 390         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
 391                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
 392
 393         if (bits == KEYLENGTH)
 394                 tnode->full_children = 1;
 395         else
 396                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
 397
 398         tn = tnode->kv;
 399         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
 400         tn->pos = pos;
 401         tn->bits = bits;
 402         tn->slen = pos;
 403
 404         return tn;
 405 }
 406
 407 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
 408  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
 409  */
 410 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
 411 {
 412         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
 413 }
 414
 415 /* Add a child at position i overwriting the old value.
 416  * Update the value of full_children and empty_children.
 417  */
 418 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
 419                       struct key_vector *n)
 420 {
 421         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
 422         int isfull, wasfull;
 423
 424         BUG_ON(i >= child_length(tn));
 425
 426         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
 427         if (!n && chi)
 428                 empty_child_inc(tn);
 429         if (n && !chi)
 430                 empty_child_dec(tn);
 431
 432         /* update fullChildren */
 433         wasfull = tnode_full(tn, chi);
 434         isfull = tnode_full(tn, n);
 435
 436         if (wasfull && !isfull)
 437                 tn_info(tn)->full_children--;
 438         else if (!wasfull && isfull)
 439                 tn_info(tn)->full_children++;
 440
 441         if (n && (tn->slen < n->slen))
 442                 tn->slen = n->slen;
 443
 444         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
 445 }
 446
 447 static void update_children(struct key_vector *tn)
 448 {
 449         unsigned long i;
 450
 451         /* update all of the child parent pointers */
 452         for (i = child_length(tn); i;) {
 453                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
 454
 455                 if (!inode)
 456                         continue;
 457
 458                 /* Either update the children of a tnode that
 459                  * already belongs to us or update the child
 460                  * to point to ourselves.
 461                  */
 462                 if (node_parent(inode) == tn)
 463                         update_children(inode);
 464                 else
 465                         node_set_parent(inode, tn);
 466         }
 467 }
 468
 469 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
 470                                   struct key_vector *n)
 471 {
 472         if (IS_TRIE(tp))
 473                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
 474         else
 475                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
 476 }
 477
 478 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
 479 {
 480         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
 481 }
 482
 483 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
 484                                      struct key_vector *n)
 485 {
 486         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
 487         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
 488 }
 489
 490 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
 491 {
 492         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
 493
 494         while (head) {
 495                 head = head->next;
 496                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
 497                 node_free(tn);
 498
 499                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
 500         }
 501
 502         if (tnode_free_size >= READ_ONCE(sysctl_fib_sync_mem)) {
 503                 tnode_free_size = 0;
 504                 synchronize_rcu();
 505         }
 506 }
 507
 508 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
 509                                   struct key_vector *oldtnode,
 510                                   struct key_vector *tn)
 511 {
 512         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
 513         unsigned long i;
 514
 515         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
 516         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
 517         put_child_root(tp, tn->key, tn);
 518
 519         /* update all of the child parent pointers */
 520         update_children(tn);
 521
 522         /* all pointers should be clean so we are done */
 523         tnode_free(oldtnode);
 524
 525         /* resize children now that oldtnode is freed */
 526         for (i = child_length(tn); i;) {
 527                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
 528
 529                 /* resize child node */
 530                 if (tnode_full(tn, inode))
 531                         tn = resize(t, inode);
 532         }
 533
 534         return tp;
 535 }
 536
 537 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
 538                                   struct key_vector *oldtnode)
 539 {
 540         struct key_vector *tn;
 541         unsigned long i;
 542         t_key m;
 543
 544         pr_debug("In inflate\n");
 545
 546         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
 547         if (!tn)
 548                 goto notnode;
 549
 550         /* prepare oldtnode to be freed */
 551         tnode_free_init(oldtnode);
 552
 553         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
 554          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
 555          * point to existing tnodes and the links between our allocated
 556          * nodes.
 557          */
 558         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
 559                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
 560                 struct key_vector *node0, *node1;
 561                 unsigned long j, k;
 562
 563                 /* An empty child */
 564                 if (!inode)
 565                         continue;
 566
 567                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
 568                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
 569                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
 570                         continue;
 571                 }
 572
 573                 /* drop the node in the old tnode free list */
 574                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
 575
 576                 /* An internal node with two children */
 577                 if (inode->bits == 1) {
 578                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
 579                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
 580                         continue;
 581                 }
 582
 583                 /* We will replace this node 'inode' with two new
 584                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
 585                  * original children. The two new nodes will have
 586                  * a position one bit further down the key and this
 587                  * means that the "significant" part of their keys
 588                  * (see the discussion near the top of this file)
 589                  * will differ by one bit, which will be "0" in
 590                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
 591                  * moving the key position by one step, the bit that
 592                  * we are moving away from - the bit at position
 593                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
 594                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
 595                  * two new keys.
 596                  */
 597                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
 598                 if (!node1)
 599                         goto nomem;
 600                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
 601
 602                 tnode_free_append(tn, node1);
 603                 if (!node0)
 604                         goto nomem;
 605                 tnode_free_append(tn, node0);
 606
 607                 /* populate child pointers in new nodes */
 608                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
 609                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
 610                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
 611                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
 612                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
 613                 }
 614
 615                 /* link new nodes to parent */
 616                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
 617                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
 618
 619                 /* link parent to nodes */
 620                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
 621                 put_child(tn, 2 * i, node0);
 622         }
 623
 624         /* setup the parent pointers into and out of this node */
 625         return replace(t, oldtnode, tn);
 626 nomem:
 627         /* all pointers should be clean so we are done */
 628         tnode_free(tn);
 629 notnode:
 630         return NULL;
 631 }
 632
 633 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
 634                                 struct key_vector *oldtnode)
 635 {
 636         struct key_vector *tn;
 637         unsigned long i;
 638
 639         pr_debug("In halve\n");
 640
 641         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
 642         if (!tn)
 643                 goto notnode;
 644
 645         /* prepare oldtnode to be freed */
 646         tnode_free_init(oldtnode);
 647
 648         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
 649          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
 650          * point to existing tnodes and the links between our allocated
 651          * nodes.
 652          */
 653         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
 654                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
 655                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
 656                 struct key_vector *inode;
 657
 658                 /* At least one of the children is empty */
 659                 if (!node1 || !node0) {
 660                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
 661                         continue;
 662                 }
 663
 664                 /* Two nonempty children */
 665                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
 666                 if (!inode)
 667                         goto nomem;
 668                 tnode_free_append(tn, inode);
 669
 670                 /* initialize pointers out of node */
 671                 put_child(inode, 1, node1);
 672                 put_child(inode, 0, node0);
 673                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
 674
 675                 /* link parent to node */
 676                 put_child(tn, i / 2, inode);
 677         }
 678
 679         /* setup the parent pointers into and out of this node */
 680         return replace(t, oldtnode, tn);
 681 nomem:
 682         /* all pointers should be clean so we are done */
 683         tnode_free(tn);
 684 notnode:
 685         return NULL;
 686 }
 687
 688 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
 689                                    struct key_vector *oldtnode)
 690 {
 691         struct key_vector *n, *tp;
 692         unsigned long i;
 693
 694         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
 695         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
 696                 n = get_child(oldtnode, --i);
 697
 698         /* compress one level */
 699         tp = node_parent(oldtnode);
 700         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
 701         node_set_parent(n, tp);
 702
 703         /* drop dead node */
 704         node_free(oldtnode);
 705
 706         return tp;
 707 }
 708
 709 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
 710 {
 711         unsigned char slen = tn->pos;
 712         unsigned long stride, i;
 713         unsigned char slen_max;
 714
 715         /* only vector 0 can have a suffix length greater than or equal to
 716          * tn->pos + tn->bits, the second highest node will have a suffix
 717          * length at most of tn->pos + tn->bits - 1
 718          */
 719         slen_max = min_t(unsigned char, tn->pos + tn->bits - 1, tn->slen);
 720
 721         /* search though the list of children looking for nodes that might
 722          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
 723          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
 724          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
 725          */
 726         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
 727                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
 728
 729                 if (!n || (n->slen <= slen))
 730                         continue;
 731
 732                 /* update stride and slen based on new value */
 733                 stride <<= (n->slen - slen);
 734                 slen = n->slen;
 735                 i &= ~(stride - 1);
 736
 737                 /* stop searching if we have hit the maximum possible value */
 738                 if (slen >= slen_max)
 739                         break;
 740         }
 741
 742         tn->slen = slen;
 743
 744         return slen;
 745 }
 746
 747 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
 748  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
 749  * Telecommunications, page 6:
 750  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
 751  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
 752  *
 753  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
 754  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
 755  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
 756  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
 757  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
 758  * multiply the left-hand side by 50.
 759  *
 760  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
 761  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
 762  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
 763  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
 764  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
 765  * we just count them one extra time here.
 766  *
 767  * A clearer way to write this would be:
 768  *
 769  * to_be_doubled = tn->full_children;
 770  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
 771  *     tn->full_children;
 772  *
 773  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
 774  *
 775  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
 776  *      new_child_length;
 777  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
 778  *
 779  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
 780  *
 781  * anyway,
 782  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
 783  *      inflate_threshold
 784  *
 785  * avoid a division:
 786  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
 787  *      inflate_threshold * new_child_length
 788  *
 789  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
 790  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 791  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
 792  *
 793  * expand new_child_length:
 794  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 795  *    tn->full_children) >=
 796  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
 797  *
 798  * shorten again:
 799  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
 800  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
 801  *    child_length(tn)
 802  *
 803  */
 804 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
 805 {
 806         unsigned long used = child_length(tn);
 807         unsigned long threshold = used;
 808
 809         /* Keep root node larger */
 810         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
 811         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 812         used += tn_info(tn)->full_children;
 813
 814         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
 815
 816         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
 817 }
 818
 819 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
 820 {
 821         unsigned long used = child_length(tn);
 822         unsigned long threshold = used;
 823
 824         /* Keep root node larger */
 825         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
 826         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 827
 828         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
 829
 830         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
 831 }
 832
 833 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
 834 {
 835         unsigned long used = child_length(tn);
 836
 837         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 838
 839         /* account for bits == KEYLENGTH case */
 840         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
 841                 used -= KEY_MAX;
 842
 843         /* One child or none, time to drop us from the trie */
 844         return used < 2;
 845 }
 846
 847 #define MAX_WORK 10
 848 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
 849 {
 850 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 851         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
 852 #endif
 853         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
 854         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
 855         int max_work = MAX_WORK;
 856
 857         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
 858                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
 859
 860         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
 861          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
 862          * thing without us interfering
 863          */
 864         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
 865
 866         /* Double as long as the resulting node has a number of
 867          * nonempty nodes that are above the threshold.
 868          */
 869         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
 870                 tp = inflate(t, tn);
 871                 if (!tp) {
 872 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 873                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
 874 #endif
 875                         break;
 876                 }
 877
 878                 max_work--;
 879                 tn = get_child(tp, cindex);
 880         }
 881
 882         /* update parent in case inflate failed */
 883         tp = node_parent(tn);
 884
 885         /* Return if at least one inflate is run */
 886         if (max_work != MAX_WORK)
 887                 return tp;
 888
 889         /* Halve as long as the number of empty children in this
 890          * node is above threshold.
 891          */
 892         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
 893                 tp = halve(t, tn);
 894                 if (!tp) {
 895 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 896                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
 897 #endif
 898                         break;
 899                 }
 900
 901                 max_work--;
 902                 tn = get_child(tp, cindex);
 903         }
 904
 905         /* Only one child remains */
 906         if (should_collapse(tn))
 907                 return collapse(t, tn);
 908
 909         /* update parent in case halve failed */
 910         return node_parent(tn);
 911 }
 912
 913 static void node_pull_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
 914 {
 915         unsigned char node_slen = tn->slen;
 916
 917         while ((node_slen > tn->pos) && (node_slen > slen)) {
 918                 slen = update_suffix(tn);
 919                 if (node_slen == slen)
 920                         break;
 921
 922                 tn = node_parent(tn);
 923                 node_slen = tn->slen;
 924         }
 925 }
 926
 927 static void node_push_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
 928 {
 929         while (tn->slen < slen) {
 930                 tn->slen = slen;
 931                 tn = node_parent(tn);
 932         }
 933 }
 934
 935 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 936 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
 937                                         struct key_vector **tp, u32 key)
 938 {
 939         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
 940         unsigned long index = 0;
 941
 942         do {
 943                 pn = n;
 944                 n = get_child_rcu(n, index);
 945
 946                 if (!n)
 947                         break;
 948
 949                 index = get_cindex(key, n);
 950
 951                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
 952                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
 953                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
 954                  * is the difference between the key and this value.  From
 955                  * this we can actually derive several pieces of data.
 956                  *   if (index >= (1ul << bits))
 957                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
 958                  *   else
 959                  *     we know the value is cindex
 960                  *
 961                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
 962                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
 963                  * long is greater than 32 bits.
 964                  */
 965                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
 966                         n = NULL;
 967                         break;
 968                 }
 969
 970                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
 971         } while (IS_TNODE(n));
 972
 973         *tp = pn;
 974
 975         return n;
 976 }
 977
 978 /* Return the first fib alias matching DSCP with
 979  * priority less than or equal to PRIO.
 980  * If 'find_first' is set, return the first matching
 981  * fib alias, regardless of DSCP and priority.
 982  */
 983 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
 984                                         dscp_t dscp, u32 prio, u32 tb_id,
 985                                         bool find_first)
 986 {
 987         struct fib_alias *fa;
 988
 989         if (!fah)
 990                 return NULL;
 991
 992         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
 993                 /* Avoid Sparse warning when using dscp_t in inequalities */
 994                 u8 __fa_dscp = inet_dscp_to_dsfield(fa->fa_dscp);
 995                 u8 __dscp = inet_dscp_to_dsfield(dscp);
 996
 997                 if (fa->fa_slen < slen)
 998                         continue;
 999                 if (fa->fa_slen != slen)
1000                         break;
1001                 if (fa->tb_id > tb_id)
1002                         continue;
1003                 if (fa->tb_id != tb_id)
1004                         break;
1005                 if (find_first)
1006                         return fa;
1007                 if (__fa_dscp > __dscp)
1008                         continue;
1009                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || __fa_dscp < __dscp)
1010                         return fa;
1011         }
1012
1013         return NULL;
1014 }
1015
1016 static struct fib_alias *
1017 fib_find_matching_alias(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
1018 {
1019         u8 slen = KEYLENGTH - fri->dst_len;
1020         struct key_vector *l, *tp;
1021         struct fib_table *tb;
1022         struct fib_alias *fa;
1023         struct trie *t;
1024
1025         tb = fib_get_table(net, fri->tb_id);
1026         if (!tb)
1027                 return NULL;
1028
1029         t = (struct trie *)tb->tb_data;
1030         l = fib_find_node(t, &tp, be32_to_cpu(fri->dst));
1031         if (!l)
1032                 return NULL;
1033
1034         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1035                 if (fa->fa_slen == slen && fa->tb_id == fri->tb_id &&
1036                     fa->fa_dscp == fri->dscp && fa->fa_info == fri->fi &&
1037                     fa->fa_type == fri->type)
1038                         return fa;
1039         }
1040
1041         return NULL;
1042 }
1043
1044 void fib_alias_hw_flags_set(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
1045 {
1046         u8 fib_notify_on_flag_change;
1047         struct fib_alias *fa_match;
1048         struct sk_buff *skb;
1049         int err;
1050
1051         rcu_read_lock();
1052
1053         fa_match = fib_find_matching_alias(net, fri);
1054         if (!fa_match)
1055                 goto out;
1056
1057         /* These are paired with the WRITE_ONCE() happening in this function.
1058          * The reason is that we are only protected by RCU at this point.
1059          */
1060         if (READ_ONCE(fa_match->offload) == fri->offload &&
1061             READ_ONCE(fa_match->trap) == fri->trap &&
1062             READ_ONCE(fa_match->offload_failed) == fri->offload_failed)
1063                 goto out;
1064
1065         WRITE_ONCE(fa_match->offload, fri->offload);
1066         WRITE_ONCE(fa_match->trap, fri->trap);
1067
1068         fib_notify_on_flag_change = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_fib_notify_on_flag_change);
1069
1070         /* 2 means send notifications only if offload_failed was changed. */
1071         if (fib_notify_on_flag_change == 2 &&
1072             READ_ONCE(fa_match->offload_failed) == fri->offload_failed)
1073                 goto out;
1074
1075         WRITE_ONCE(fa_match->offload_failed, fri->offload_failed);
1076
1077         if (!fib_notify_on_flag_change)
1078                 goto out;
1079
1080         skb = nlmsg_new(fib_nlmsg_size(fa_match->fa_info), GFP_ATOMIC);
1081         if (!skb) {
1082                 err = -ENOBUFS;
1083                 goto errout;
1084         }
1085
1086         err = fib_dump_info(skb, 0, 0, RTM_NEWROUTE, fri, 0);
1087         if (err < 0) {
1088                 /* -EMSGSIZE implies BUG in fib_nlmsg_size() */
1089                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
1090                 kfree_skb(skb);
1091                 goto errout;
1092         }
1093
1094         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_IPV4_ROUTE, NULL, GFP_ATOMIC);
1095         goto out;
1096
1097 errout:
1098         rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_IPV4_ROUTE, err);
1099 out:
1100         rcu_read_unlock();
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_alias_hw_flags_set);
1103
1104 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
1105 {
1106         while (!IS_TRIE(tn))
1107                 tn = resize(t, tn);
1108 }
1109
1110 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1111                            struct fib_alias *new, t_key key)
1112 {
1113         struct key_vector *n, *l;
1114
1115         l = leaf_new(key, new);
1116         if (!l)
1117                 goto noleaf;
1118
1119         /* retrieve child from parent node */
1120         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1121
1122         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1123          *
1124          *  Add a new tnode here
1125          *  first tnode need some special handling
1126          *  leaves us in position for handling as case 3
1127          */
1128         if (n) {
1129                 struct key_vector *tn;
1130
1131                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1132                 if (!tn)
1133                         goto notnode;
1134
1135                 /* initialize routes out of node */
1136                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1137                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1138
1139                 /* start adding routes into the node */
1140                 put_child_root(tp, key, tn);
1141                 node_set_parent(n, tn);
1142
1143                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1144                 tp = tn;
1145         }
1146
1147         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1148         node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1149         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1150         put_child_root(tp, key, l);
1151         trie_rebalance(t, tp);
1152
1153         return 0;
1154 notnode:
1155         node_free(l);
1156 noleaf:
1157         return -ENOMEM;
1158 }
1159
1160 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1161                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1162                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1163 {
1164         if (!l)
1165                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1166
1167         if (fa) {
1168                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1169         } else {
1170                 struct fib_alias *last;
1171
1172                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1173                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1174                                 break;
1175                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1176                             (new->tb_id > last->tb_id))
1177                                 break;
1178                         fa = last;
1179                 }
1180
1181                 if (fa)
1182                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1183                 else
1184                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1185         }
1186
1187         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1188         if (l->slen < new->fa_slen) {
1189                 l->slen = new->fa_slen;
1190                 node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1191         }
1192
1193         return 0;
1194 }
1195
1196 static bool fib_valid_key_len(u32 key, u8 plen, struct netlink_ext_ack *extack)
1197 {
1198         if (plen > KEYLENGTH) {
1199                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid prefix length");
1200                 return false;
1201         }
1202
1203         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen)) {
1204                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1205                                "Invalid prefix for given prefix length");
1206                 return false;
1207         }
1208
1209         return true;
1210 }
1211
1212 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1213                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old);
1214
1215 /* Caller must hold RTNL. */
1216 int fib_table_insert(struct net *net, struct fib_table *tb,
1217                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1218 {
1219         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1220         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1221         struct key_vector *l, *tp;
1222         u16 nlflags = NLM_F_EXCL;
1223         struct fib_info *fi;
1224         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1225         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1226         dscp_t dscp;
1227         u32 key;
1228         int err;
1229
1230         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1231
1232         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1233                 return -EINVAL;
1234
1235         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1236
1237         fi = fib_create_info(cfg, extack);
1238         if (IS_ERR(fi)) {
1239                 err = PTR_ERR(fi);
1240                 goto err;
1241         }
1242
1243         dscp = cfg->fc_dscp;
1244         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1245         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, dscp, fi->fib_priority,
1246                                 tb->tb_id, false) : NULL;
1247
1248         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1249          * with the same keys [prefix,dscp,priority], if such key already
1250          * exists or to the node before which we will insert new one.
1251          *
1252          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1253          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1254          * of the new alias.
1255          */
1256
1257         if (fa && fa->fa_dscp == dscp &&
1258             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1259                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1260
1261                 err = -EEXIST;
1262                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1263                         goto out;
1264
1265                 nlflags &= ~NLM_F_EXCL;
1266
1267                 /* We have 2 goals:
1268                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1269                  * duplicate routes
1270                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1271                  */
1272                 fa_match = NULL;
1273                 fa_first = fa;
1274                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1275                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1276                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1277                             (fa->fa_dscp != dscp))
1278                                 break;
1279                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1280                                 break;
1281                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1282                             fa->fa_info == fi) {
1283                                 fa_match = fa;
1284                                 break;
1285                         }
1286                 }
1287
1288                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1289                         struct fib_info *fi_drop;
1290                         u8 state;
1291
1292                         nlflags |= NLM_F_REPLACE;
1293                         fa = fa_first;
1294                         if (fa_match) {
1295                                 if (fa == fa_match)
1296                                         err = 0;
1297                                 goto out;
1298                         }
1299                         err = -ENOBUFS;
1300                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1301                         if (!new_fa)
1302                                 goto out;
1303
1304                         fi_drop = fa->fa_info;
1305                         new_fa->fa_dscp = fa->fa_dscp;
1306                         new_fa->fa_info = fi;
1307                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1308                         state = fa->fa_state;
1309                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1310                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1311                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1312                         new_fa->fa_default = -1;
1313                         new_fa->offload = 0;
1314                         new_fa->trap = 0;
1315                         new_fa->offload_failed = 0;
1316
1317                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1318
1319                         if (fib_find_alias(&l->leaf, fa->fa_slen, 0, 0,
1320                                            tb->tb_id, true) == new_fa) {
1321                                 enum fib_event_type fib_event;
1322
1323                                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1324                                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event,
1325                                                                key, plen,
1326                                                                new_fa, extack);
1327                                 if (err) {
1328                                         hlist_replace_rcu(&new_fa->fa_list,
1329                                                           &fa->fa_list);
1330                                         goto out_free_new_fa;
1331                                 }
1332                         }
1333
1334                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1335                                   tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1336
1337                         alias_free_mem_rcu(fa);
1338
1339                         fib_release_info(fi_drop);
1340                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1341                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1342
1343                         goto succeeded;
1344                 }
1345                 /* Error if we find a perfect match which
1346                  * uses the same scope, type, and nexthop
1347                  * information.
1348                  */
1349                 if (fa_match)
1350                         goto out;
1351
1352                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
1353                         nlflags |= NLM_F_APPEND;
1354                 else
1355                         fa = fa_first;
1356         }
1357         err = -ENOENT;
1358         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1359                 goto out;
1360
1361         nlflags |= NLM_F_CREATE;
1362         err = -ENOBUFS;
1363         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1364         if (!new_fa)
1365                 goto out;
1366
1367         new_fa->fa_info = fi;
1368         new_fa->fa_dscp = dscp;
1369         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1370         new_fa->fa_state = 0;
1371         new_fa->fa_slen = slen;
1372         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1373         new_fa->fa_default = -1;
1374         new_fa->offload = 0;
1375         new_fa->trap = 0;
1376         new_fa->offload_failed = 0;
1377
1378         /* Insert new entry to the list. */
1379         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1380         if (err)
1381                 goto out_free_new_fa;
1382
1383         /* The alias was already inserted, so the node must exist. */
1384         l = l ? l : fib_find_node(t, &tp, key);
1385         if (WARN_ON_ONCE(!l)) {
1386                 err = -ENOENT;
1387                 goto out_free_new_fa;
1388         }
1389
1390         if (fib_find_alias(&l->leaf, new_fa->fa_slen, 0, 0, tb->tb_id, true) ==
1391             new_fa) {
1392                 enum fib_event_type fib_event;
1393
1394                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1395                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, plen,
1396                                                new_fa, extack);
1397                 if (err)
1398                         goto out_remove_new_fa;
1399         }
1400
1401         if (!plen)
1402                 tb->tb_num_default++;
1403
1404         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1405         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1406                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1407 succeeded:
1408         return 0;
1409
1410 out_remove_new_fa:
1411         fib_remove_alias(t, tp, l, new_fa);
1412 out_free_new_fa:
1413         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1414 out:
1415         fib_release_info(fi);
1416 err:
1417         return err;
1418 }
1419
1420 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1421 {
1422         t_key prefix = n->key;
1423
1424         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1425 }
1426
1427 bool fib_lookup_good_nhc(const struct fib_nh_common *nhc, int fib_flags,
1428                          const struct flowi4 *flp)
1429 {
1430         if (nhc->nhc_flags & RTNH_F_DEAD)
1431                 return false;
1432
1433         if (ip_ignore_linkdown(nhc->nhc_dev) &&
1434             nhc->nhc_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
1435             !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
1436                 return false;
1437
1438         if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nhc->nhc_oif)
1439                 return false;
1440
1441         return true;
1442 }
1443
1444 /* should be called with rcu_read_lock */
1445 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1446                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1447 {
1448         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1449 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1450         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1451 #endif
1452         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1453         struct key_vector *n, *pn;
1454         struct fib_alias *fa;
1455         unsigned long index;
1456         t_key cindex;
1457
1458         pn = t->kv;
1459         cindex = 0;
1460
1461         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1462         if (!n) {
1463                 trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, -EAGAIN);
1464                 return -EAGAIN;
1465         }
1466
1467 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1468         this_cpu_inc(stats->gets);
1469 #endif
1470
1471         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1472         for (;;) {
1473                 index = get_cindex(key, n);
1474
1475                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1476                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1477                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1478                  * is the difference between the key and this value.  From
1479                  * this we can actually derive several pieces of data.
1480                  *   if (index >= (1ul << bits))
1481                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1482                  *   else
1483                  *     we know the value is cindex
1484                  *
1485                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1486                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1487                  * long is greater than 32 bits.
1488                  */
1489                 if (index >= (1ul << n->bits))
1490                         break;
1491
1492                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1493                 if (IS_LEAF(n))
1494                         goto found;
1495
1496                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1497                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1498                  */
1499                 if (n->slen > n->pos) {
1500                         pn = n;
1501                         cindex = index;
1502                 }
1503
1504                 n = get_child_rcu(n, index);
1505                 if (unlikely(!n))
1506                         goto backtrace;
1507         }
1508
1509         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1510         for (;;) {
1511                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1512                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1513
1514                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1515                  * between the key and the prefix exist in the region of
1516                  * the lsb and higher in the prefix.
1517                  */
1518                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1519                         goto backtrace;
1520
1521                 /* exit out and process leaf */
1522                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1523                         break;
1524
1525                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1526                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1527                  * we started this traversal anyway
1528                  */
1529
1530                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1531 backtrace:
1532 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1533                         if (!n)
1534                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1535 #endif
1536                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1537                          * us to strip at this level so we must ascend back
1538                          * up one level to see if there are any more bits to
1539                          * be stripped there.
1540                          */
1541                         while (!cindex) {
1542                                 t_key pkey = pn->key;
1543
1544                                 /* If we don't have a parent then there is
1545                                  * nothing for us to do as we do not have any
1546                                  * further nodes to parse.
1547                                  */
1548                                 if (IS_TRIE(pn)) {
1549                                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp,
1550                                                                NULL, -EAGAIN);
1551                                         return -EAGAIN;
1552                                 }
1553 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1554                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1555 #endif
1556                                 /* Get Child's index */
1557                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1558                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1559                         }
1560
1561                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1562                         cindex &= cindex - 1;
1563
1564                         /* grab pointer for next child node */
1565                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1566                 }
1567         }
1568
1569 found:
1570         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1571         index = key ^ n->key;
1572
1573         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1574         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1575                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1576                 struct fib_nh_common *nhc;
1577                 int nhsel, err;
1578
1579                 if ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen < KEYLENGTH)) {
1580                         if (index >= (1ul << fa->fa_slen))
1581                                 continue;
1582                 }
1583                 if (fa->fa_dscp &&
1584                     inet_dscp_to_dsfield(fa->fa_dscp) != flp->flowi4_tos)
1585                         continue;
1586                 /* Paired with WRITE_ONCE() in fib_release_info() */
1587                 if (READ_ONCE(fi->fib_dead))
1588                         continue;
1589                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1590                         continue;
1591                 fib_alias_accessed(fa);
1592                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1593                 if (unlikely(err < 0)) {
1594 out_reject:
1595 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1596                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1597 #endif
1598                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, err);
1599                         return err;
1600                 }
1601                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1602                         continue;
1603
1604                 if (unlikely(fi->nh)) {
1605                         if (nexthop_is_blackhole(fi->nh)) {
1606                                 err = fib_props[RTN_BLACKHOLE].error;
1607                                 goto out_reject;
1608                         }
1609
1610                         nhc = nexthop_get_nhc_lookup(fi->nh, fib_flags, flp,
1611                                                      &nhsel);
1612                         if (nhc)
1613                                 goto set_result;
1614                         goto miss;
1615                 }
1616
1617                 for (nhsel = 0; nhsel < fib_info_num_path(fi); nhsel++) {
1618                         nhc = fib_info_nhc(fi, nhsel);
1619
1620                         if (!fib_lookup_good_nhc(nhc, fib_flags, flp))
1621                                 continue;
1622 set_result:
1623                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1624                                 refcount_inc(&fi->fib_clntref);
1625
1626                         res->prefix = htonl(n->key);
1627                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1628                         res->nh_sel = nhsel;
1629                         res->nhc = nhc;
1630                         res->type = fa->fa_type;
1631                         res->scope = fi->fib_scope;
1632                         res->fi = fi;
1633                         res->table = tb;
1634                         res->fa_head = &n->leaf;
1635 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1636                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1637 #endif
1638                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, nhc, err);
1639
1640                         return err;
1641                 }
1642         }
1643 miss:
1644 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1645         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1646 #endif
1647         goto backtrace;
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1650
1651 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1652                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1653 {
1654         /* record the location of the previous list_info entry */
1655         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1656         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1657
1658         /* remove the fib_alias from the list */
1659         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1660
1661         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1662          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1663          */
1664         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1665                 if (tp->slen == l->slen)
1666                         node_pull_suffix(tp, tp->pos);
1667                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1668                 node_free(l);
1669                 trie_rebalance(t, tp);
1670                 return;
1671         }
1672
1673         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1674         if (*pprev)
1675                 return;
1676
1677         /* update the trie with the latest suffix length */
1678         l->slen = fa->fa_slen;
1679         node_pull_suffix(tp, fa->fa_slen);
1680 }
1681
1682 static void fib_notify_alias_delete(struct net *net, u32 key,
1683                                     struct hlist_head *fah,
1684                                     struct fib_alias *fa_to_delete,
1685                                     struct netlink_ext_ack *extack)
1686 {
1687         struct fib_alias *fa_next, *fa_to_notify;
1688         u32 tb_id = fa_to_delete->tb_id;
1689         u8 slen = fa_to_delete->fa_slen;
1690         enum fib_event_type fib_event;
1691
1692         /* Do not notify if we do not care about the route. */
1693         if (fib_find_alias(fah, slen, 0, 0, tb_id, true) != fa_to_delete)
1694                 return;
1695
1696         /* Determine if the route should be replaced by the next route in the
1697          * list.
1698          */
1699         fa_next = hlist_entry_safe(fa_to_delete->fa_list.next,
1700                                    struct fib_alias, fa_list);
1701         if (fa_next && fa_next->fa_slen == slen && fa_next->tb_id == tb_id) {
1702                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1703                 fa_to_notify = fa_next;
1704         } else {
1705                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_DEL;
1706                 fa_to_notify = fa_to_delete;
1707         }
1708         call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, KEYLENGTH - slen,
1709                                  fa_to_notify, extack);
1710 }
1711
1712 /* Caller must hold RTNL. */
1713 int fib_table_delete(struct net *net, struct fib_table *tb,
1714                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1715 {
1716         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1717         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1718         struct key_vector *l, *tp;
1719         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1720         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1721         dscp_t dscp;
1722         u32 key;
1723
1724         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1725
1726         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1727                 return -EINVAL;
1728
1729         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1730         if (!l)
1731                 return -ESRCH;
1732
1733         dscp = cfg->fc_dscp;
1734         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, dscp, 0, tb->tb_id, false);
1735         if (!fa)
1736                 return -ESRCH;
1737
1738         pr_debug("Deleting %08x/%d dsfield=0x%02x t=%p\n", key, plen,
1739                  inet_dscp_to_dsfield(dscp), t);
1740
1741         fa_to_delete = NULL;
1742         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1743                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1744
1745                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1746                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1747                     (fa->fa_dscp != dscp))
1748                         break;
1749
1750                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1751                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1752                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1753                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1754                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1755                     (!cfg->fc_protocol ||
1756                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1757                     fib_nh_match(net, cfg, fi, extack) == 0 &&
1758                     fib_metrics_match(cfg, fi)) {
1759                         fa_to_delete = fa;
1760                         break;
1761                 }
1762         }
1763
1764         if (!fa_to_delete)
1765                 return -ESRCH;
1766
1767         fib_notify_alias_delete(net, key, &l->leaf, fa_to_delete, extack);
1768         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1769                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1770
1771         if (!plen)
1772                 tb->tb_num_default--;
1773
1774         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1775
1776         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1777                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1778
1779         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1780         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1781         return 0;
1782 }
1783
1784 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1785 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1786 {
1787         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1788         unsigned long cindex;
1789
1790         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1791         do {
1792                 /* record parent and next child index */
1793                 pn = n;
1794                 cindex = (key > pn->key) ? get_index(key, pn) : 0;
1795
1796                 if (cindex >> pn->bits)
1797                         break;
1798
1799                 /* descend into the next child */
1800                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1801                 if (!n)
1802                         break;
1803
1804                 /* guarantee forward progress on the keys */
1805                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1806                         goto found;
1807         } while (IS_TNODE(n));
1808
1809         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1810         while (!IS_TRIE(pn)) {
1811                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1812                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1813                         t_key pkey = pn->key;
1814
1815                         pn = node_parent_rcu(pn);
1816                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1817                         continue;
1818                 }
1819
1820                 /* grab the next available node */
1821                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1822                 if (!n)
1823                         continue;
1824
1825                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1826                 if (IS_LEAF(n))
1827                         goto found;
1828
1829                 /* Rescan start scanning in new node */
1830                 pn = n;
1831                 cindex = 0;
1832         }
1833
1834         *tn = pn;
1835         return NULL; /* Root of trie */
1836 found:
1837         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1838         *tn = pn;
1839         return n;
1840 }
1841
1842 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1843 {
1844         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1845         struct key_vector *pn = t->kv;
1846         unsigned long cindex = 1;
1847         struct hlist_node *tmp;
1848         struct fib_alias *fa;
1849
1850         /* walk trie in reverse order and free everything */
1851         for (;;) {
1852                 struct key_vector *n;
1853
1854                 if (!(cindex--)) {
1855                         t_key pkey = pn->key;
1856
1857                         if (IS_TRIE(pn))
1858                                 break;
1859
1860                         n = pn;
1861                         pn = node_parent(pn);
1862
1863                         /* drop emptied tnode */
1864                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1865                         node_free(n);
1866
1867                         cindex = get_index(pkey, pn);
1868
1869                         continue;
1870                 }
1871
1872                 /* grab the next available node */
1873                 n = get_child(pn, cindex);
1874                 if (!n)
1875                         continue;
1876
1877                 if (IS_TNODE(n)) {
1878                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1879                         pn = n;
1880                         cindex = 1ul << n->bits;
1881
1882                         continue;
1883                 }
1884
1885                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1886                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1887                         alias_free_mem_rcu(fa);
1888                 }
1889
1890                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1891                 node_free(n);
1892         }
1893
1894 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1895         free_percpu(t->stats);
1896 #endif
1897         kfree(tb);
1898 }
1899
1900 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1901 {
1902         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1903         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1904         struct fib_table *local_tb;
1905         struct fib_alias *fa;
1906         struct trie *lt;
1907         t_key key = 0;
1908
1909         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1910                 return oldtb;
1911
1912         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1913         if (!local_tb)
1914                 return NULL;
1915
1916         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1917
1918         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1919                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1920
1921                 hlist_for_each_entry(fa, &l->leaf, fa_list) {
1922                         struct fib_alias *new_fa;
1923
1924                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1925                                 continue;
1926
1927                         /* clone fa for new local table */
1928                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1929                         if (!new_fa)
1930                                 goto out;
1931
1932                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1933
1934                         /* insert clone into table */
1935                         if (!local_l)
1936                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1937
1938                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1939                                              NULL, l->key)) {
1940                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1941                                 goto out;
1942                         }
1943                 }
1944
1945                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1946                 key = l->key + 1;
1947                 if (key < l->key)
1948                         break;
1949         }
1950
1951         return local_tb;
1952 out:
1953         fib_trie_free(local_tb);
1954
1955         return NULL;
1956 }
1957
1958 /* Caller must hold RTNL */
1959 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1960 {
1961         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1962         struct key_vector *pn = t->kv;
1963         unsigned long cindex = 1;
1964         struct hlist_node *tmp;
1965         struct fib_alias *fa;
1966
1967         /* walk trie in reverse order */
1968         for (;;) {
1969                 unsigned char slen = 0;
1970                 struct key_vector *n;
1971
1972                 if (!(cindex--)) {
1973                         t_key pkey = pn->key;
1974
1975                         /* cannot resize the trie vector */
1976                         if (IS_TRIE(pn))
1977                                 break;
1978
1979                         /* update the suffix to address pulled leaves */
1980                         if (pn->slen > pn->pos)
1981                                 update_suffix(pn);
1982
1983                         /* resize completed node */
1984                         pn = resize(t, pn);
1985                         cindex = get_index(pkey, pn);
1986
1987                         continue;
1988                 }
1989
1990                 /* grab the next available node */
1991                 n = get_child(pn, cindex);
1992                 if (!n)
1993                         continue;
1994
1995                 if (IS_TNODE(n)) {
1996                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1997                         pn = n;
1998                         cindex = 1ul << n->bits;
1999
2000                         continue;
2001                 }
2002
2003                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
2004                         /* if alias was cloned to local then we just
2005                          * need to remove the local copy from main
2006                          */
2007                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
2008                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
2009                                 alias_free_mem_rcu(fa);
2010                                 continue;
2011                         }
2012
2013                         /* record local slen */
2014                         slen = fa->fa_slen;
2015                 }
2016
2017                 /* update leaf slen */
2018                 n->slen = slen;
2019
2020                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
2021                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
2022                         node_free(n);
2023                 }
2024         }
2025 }
2026
2027 /* Caller must hold RTNL. */
2028 int fib_table_flush(struct net *net, struct fib_table *tb, bool flush_all)
2029 {
2030         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2031         struct nl_info info = { .nl_net = net };
2032         struct key_vector *pn = t->kv;
2033         unsigned long cindex = 1;
2034         struct hlist_node *tmp;
2035         struct fib_alias *fa;
2036         int found = 0;
2037
2038         /* walk trie in reverse order */
2039         for (;;) {
2040                 unsigned char slen = 0;
2041                 struct key_vector *n;
2042
2043                 if (!(cindex--)) {
2044                         t_key pkey = pn->key;
2045
2046                         /* cannot resize the trie vector */
2047                         if (IS_TRIE(pn))
2048                                 break;
2049
2050                         /* update the suffix to address pulled leaves */
2051                         if (pn->slen > pn->pos)
2052                                 update_suffix(pn);
2053
2054                         /* resize completed node */
2055                         pn = resize(t, pn);
2056                         cindex = get_index(pkey, pn);
2057
2058                         continue;
2059                 }
2060
2061                 /* grab the next available node */
2062                 n = get_child(pn, cindex);
2063                 if (!n)
2064                         continue;
2065
2066                 if (IS_TNODE(n)) {
2067                         /* record pn and cindex for leaf walking */
2068                         pn = n;
2069                         cindex = 1ul << n->bits;
2070
2071                         continue;
2072                 }
2073
2074                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
2075                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2076
2077                         if (!fi || tb->tb_id != fa->tb_id ||
2078                             (!(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD) &&
2079                              !fib_props[fa->fa_type].error)) {
2080                                 slen = fa->fa_slen;
2081                                 continue;
2082                         }
2083
2084                         /* Do not flush error routes if network namespace is
2085                          * not being dismantled
2086                          */
2087                         if (!flush_all && fib_props[fa->fa_type].error) {
2088                                 slen = fa->fa_slen;
2089                                 continue;
2090                         }
2091
2092                         fib_notify_alias_delete(net, n->key, &n->leaf, fa,
2093                                                 NULL);
2094                         if (fi->pfsrc_removed)
2095                                 rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(n->key), fa,
2096                                           KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id, &info, 0);
2097                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
2098                         fib_release_info(fa->fa_info);
2099                         alias_free_mem_rcu(fa);
2100                         found++;
2101                 }
2102
2103                 /* update leaf slen */
2104                 n->slen = slen;
2105
2106                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
2107                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
2108                         node_free(n);
2109                 }
2110         }
2111
2112         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
2113         return found;
2114 }
2115
2116 /* derived from fib_trie_free */
2117 static void __fib_info_notify_update(struct net *net, struct fib_table *tb,
2118                                      struct nl_info *info)
2119 {
2120         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2121         struct key_vector *pn = t->kv;
2122         unsigned long cindex = 1;
2123         struct fib_alias *fa;
2124
2125         for (;;) {
2126                 struct key_vector *n;
2127
2128                 if (!(cindex--)) {
2129                         t_key pkey = pn->key;
2130
2131                         if (IS_TRIE(pn))
2132                                 break;
2133
2134                         pn = node_parent(pn);
2135                         cindex = get_index(pkey, pn);
2136                         continue;
2137                 }
2138
2139                 /* grab the next available node */
2140                 n = get_child(pn, cindex);
2141                 if (!n)
2142                         continue;
2143
2144                 if (IS_TNODE(n)) {
2145                         /* record pn and cindex for leaf walking */
2146                         pn = n;
2147                         cindex = 1ul << n->bits;
2148
2149                         continue;
2150                 }
2151
2152                 hlist_for_each_entry(fa, &n->leaf, fa_list) {
2153                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2154
2155                         if (!fi || !fi->nh_updated || fa->tb_id != tb->tb_id)
2156                                 continue;
2157
2158                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(n->key), fa,
2159                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id,
2160                                   info, NLM_F_REPLACE);
2161                 }
2162         }
2163 }
2164
2165 void fib_info_notify_update(struct net *net, struct nl_info *info)
2166 {
2167         unsigned int h;
2168
2169         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2170                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2171                 struct fib_table *tb;
2172
2173                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist,
2174                                          lockdep_rtnl_is_held())
2175                         __fib_info_notify_update(net, tb, info);
2176         }
2177 }
2178
2179 static int fib_leaf_notify(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2180                            struct notifier_block *nb,
2181                            struct netlink_ext_ack *extack)
2182 {
2183         struct fib_alias *fa;
2184         int last_slen = -1;
2185         int err;
2186
2187         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2188                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2189
2190                 if (!fi)
2191                         continue;
2192
2193                 /* local and main table can share the same trie,
2194                  * so don't notify twice for the same entry.
2195                  */
2196                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2197                         continue;
2198
2199                 if (fa->fa_slen == last_slen)
2200                         continue;
2201
2202                 last_slen = fa->fa_slen;
2203                 err = call_fib_entry_notifier(nb, FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
2204                                               l->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2205                                               fa, extack);
2206                 if (err)
2207                         return err;
2208         }
2209         return 0;
2210 }
2211
2212 static int fib_table_notify(struct fib_table *tb, struct notifier_block *nb,
2213                             struct netlink_ext_ack *extack)
2214 {
2215         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2216         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2217         t_key key = 0;
2218         int err;
2219
2220         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2221                 err = fib_leaf_notify(l, tb, nb, extack);
2222                 if (err)
2223                         return err;
2224
2225                 key = l->key + 1;
2226                 /* stop in case of wrap around */
2227                 if (key < l->key)
2228                         break;
2229         }
2230         return 0;
2231 }
2232
2233 int fib_notify(struct net *net, struct notifier_block *nb,
2234                struct netlink_ext_ack *extack)
2235 {
2236         unsigned int h;
2237         int err;
2238
2239         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2240                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2241                 struct fib_table *tb;
2242
2243                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2244                         err = fib_table_notify(tb, nb, extack);
2245                         if (err)
2246                                 return err;
2247                 }
2248         }
2249         return 0;
2250 }
2251
2252 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
2253 {
2254         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
2255 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2256         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2257
2258         if (tb->tb_data == tb->__data)
2259                 free_percpu(t->stats);
2260 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2261         kfree(tb);
2262 }
2263
2264 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
2265 {
2266         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
2267 }
2268
2269 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2270                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
2271                              struct fib_dump_filter *filter)
2272 {
2273         unsigned int flags = NLM_F_MULTI;
2274         __be32 xkey = htonl(l->key);
2275         int i, s_i, i_fa, s_fa, err;
2276         struct fib_alias *fa;
2277
2278         if (filter->filter_set ||
2279             !filter->dump_exceptions || !filter->dump_routes)
2280                 flags |= NLM_F_DUMP_FILTERED;
2281
2282         s_i = cb->args[4];
2283         s_fa = cb->args[5];
2284         i = 0;
2285
2286         /* rcu_read_lock is hold by caller */
2287         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2288                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2289
2290                 if (i < s_i)
2291                         goto next;
2292
2293                 i_fa = 0;
2294
2295                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2296                         goto next;
2297
2298                 if (filter->filter_set) {
2299                         if (filter->rt_type && fa->fa_type != filter->rt_type)
2300                                 goto next;
2301
2302                         if ((filter->protocol &&
2303                              fi->fib_protocol != filter->protocol))
2304                                 goto next;
2305
2306                         if (filter->dev &&
2307                             !fib_info_nh_uses_dev(fi, filter->dev))
2308                                 goto next;
2309                 }
2310
2311                 if (filter->dump_routes) {
2312                         if (!s_fa) {
2313                                 struct fib_rt_info fri;
2314
2315                                 fri.fi = fi;
2316                                 fri.tb_id = tb->tb_id;
2317                                 fri.dst = xkey;
2318                                 fri.dst_len = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
2319                                 fri.dscp = fa->fa_dscp;
2320                                 fri.type = fa->fa_type;
2321                                 fri.offload = READ_ONCE(fa->offload);
2322                                 fri.trap = READ_ONCE(fa->trap);
2323                                 fri.offload_failed = READ_ONCE(fa->offload_failed);
2324                                 err = fib_dump_info(skb,
2325                                                     NETLINK_CB(cb->skb).portid,
2326                                                     cb->nlh->nlmsg_seq,
2327                                                     RTM_NEWROUTE, &fri, flags);
2328                                 if (err < 0)
2329                                         goto stop;
2330                         }
2331
2332                         i_fa++;
2333                 }
2334
2335                 if (filter->dump_exceptions) {
2336                         err = fib_dump_info_fnhe(skb, cb, tb->tb_id, fi,
2337                                                  &i_fa, s_fa, flags);
2338                         if (err < 0)
2339                                 goto stop;
2340                 }
2341
2342 next:
2343                 i++;
2344         }
2345
2346         cb->args[4] = i;
2347         return skb->len;
2348
2349 stop:
2350         cb->args[4] = i;
2351         cb->args[5] = i_fa;
2352         return err;
2353 }
2354
2355 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
2356 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
2357                    struct netlink_callback *cb, struct fib_dump_filter *filter)
2358 {
2359         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2360         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2361         /* Dump starting at last key.
2362          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
2363          */
2364         int count = cb->args[2];
2365         t_key key = cb->args[3];
2366
2367         /* First time here, count and key are both always 0. Count > 0
2368          * and key == 0 means the dump has wrapped around and we are done.
2369          */
2370         if (count && !key)
2371                 return skb->len;
2372
2373         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2374                 int err;
2375
2376                 err = fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb, filter);
2377                 if (err < 0) {
2378                         cb->args[3] = key;
2379                         cb->args[2] = count;
2380                         return err;
2381                 }
2382
2383                 ++count;
2384                 key = l->key + 1;
2385
2386                 memset(&cb->args[4], 0,
2387                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
2388
2389                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
2390                 if (key < l->key)
2391                         break;
2392         }
2393
2394         cb->args[3] = key;
2395         cb->args[2] = count;
2396
2397         return skb->len;
2398 }
2399
2400 void __init fib_trie_init(void)
2401 {
2402         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
2403                                           sizeof(struct fib_alias),
2404                                           0, SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT, NULL);
2405
2406         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
2407                                            LEAF_SIZE,
2408                                            0, SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT, NULL);
2409 }
2410
2411 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
2412 {
2413         struct fib_table *tb;
2414         struct trie *t;
2415         size_t sz = sizeof(*tb);
2416
2417         if (!alias)
2418                 sz += sizeof(struct trie);
2419
2420         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
2421         if (!tb)
2422                 return NULL;
2423
2424         tb->tb_id = id;
2425         tb->tb_num_default = 0;
2426         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
2427
2428         if (alias)
2429                 return tb;
2430
2431         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2432         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
2433         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
2434 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2435         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
2436         if (!t->stats) {
2437                 kfree(tb);
2438                 tb = NULL;
2439         }
2440 #endif
2441
2442         return tb;
2443 }
2444
2445 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2446 /* Depth first Trie walk iterator */
2447 struct fib_trie_iter {
2448         struct seq_net_private p;
2449         struct fib_table *tb;
2450         struct key_vector *tnode;
2451         unsigned int index;
2452         unsigned int depth;
2453 };
2454
2455 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2456 {
2457         unsigned long cindex = iter->index;
2458         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2459         t_key pkey;
2460
2461         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2462                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2463
2464         while (!IS_TRIE(pn)) {
2465                 while (cindex < child_length(pn)) {
2466                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2467
2468                         if (!n)
2469                                 continue;
2470
2471                         if (IS_LEAF(n)) {
2472                                 iter->tnode = pn;
2473                                 iter->index = cindex;
2474                         } else {
2475                                 /* push down one level */
2476                                 iter->tnode = n;
2477                                 iter->index = 0;
2478                                 ++iter->depth;
2479                         }
2480
2481                         return n;
2482                 }
2483
2484                 /* Current node exhausted, pop back up */
2485                 pkey = pn->key;
2486                 pn = node_parent_rcu(pn);
2487                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2488                 --iter->depth;
2489         }
2490
2491         /* record root node so further searches know we are done */
2492         iter->tnode = pn;
2493         iter->index = 0;
2494
2495         return NULL;
2496 }
2497
2498 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2499                                              struct trie *t)
2500 {
2501         struct key_vector *n, *pn;
2502
2503         if (!t)
2504                 return NULL;
2505
2506         pn = t->kv;
2507         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2508         if (!n)
2509                 return NULL;
2510
2511         if (IS_TNODE(n)) {
2512                 iter->tnode = n;
2513                 iter->index = 0;
2514                 iter->depth = 1;
2515         } else {
2516                 iter->tnode = pn;
2517                 iter->index = 0;
2518                 iter->depth = 0;
2519         }
2520
2521         return n;
2522 }
2523
2524 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2525 {
2526         struct key_vector *n;
2527         struct fib_trie_iter iter;
2528
2529         memset(s, 0, sizeof(*s));
2530
2531         rcu_read_lock();
2532         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2533                 if (IS_LEAF(n)) {
2534                         struct fib_alias *fa;
2535
2536                         s->leaves++;
2537                         s->totdepth += iter.depth;
2538                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2539                                 s->maxdepth = iter.depth;
2540
2541                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2542                                 ++s->prefixes;
2543                 } else {
2544                         s->tnodes++;
2545                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2546                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2547                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2548                 }
2549         }
2550         rcu_read_unlock();
2551 }
2552
2553 /*
2554  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2555  */
2556 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2557 {
2558         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2559
2560         if (stat->leaves)
2561                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2562         else
2563                 avdepth = 0;
2564
2565         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2566                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2567         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2568
2569         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2570         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2571
2572         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2573         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2574
2575         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2576         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2577
2578         max = MAX_STAT_DEPTH;
2579         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2580                 max--;
2581
2582         pointers = 0;
2583         for (i = 1; i < max; i++)
2584                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2585                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2586                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2587                 }
2588         seq_putc(seq, '\n');
2589         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2590
2591         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2592         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2593         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2594 }
2595
2596 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2597 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2598                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2599 {
2600         struct trie_use_stats s = { 0 };
2601         int cpu;
2602
2603         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2604         for_each_possible_cpu(cpu) {
2605                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2606
2607                 s.gets += pcpu->gets;
2608                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2609                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2610                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2611                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2612                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2613         }
2614
2615         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2616         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2617         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2618         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2619                    s.semantic_match_passed);
2620         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2621         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2622         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2623 }
2624 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2625
2626 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2627 {
2628         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2629                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2630         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2631                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2632         else
2633                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2634 }
2635
2636
2637 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2638 {
2639         struct net *net = seq->private;
2640         unsigned int h;
2641
2642         seq_printf(seq,
2643                    "Basic info: size of leaf:"
2644                    " %zd bytes, size of tnode: %zd bytes.\n",
2645                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2646
2647         rcu_read_lock();
2648         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2649                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2650                 struct fib_table *tb;
2651
2652                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2653                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2654                         struct trie_stat stat;
2655
2656                         if (!t)
2657                                 continue;
2658
2659                         fib_table_print(seq, tb);
2660
2661                         trie_collect_stats(t, &stat);
2662                         trie_show_stats(seq, &stat);
2663 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2664                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2665 #endif
2666                 }
2667                 cond_resched_rcu();
2668         }
2669         rcu_read_unlock();
2670
2671         return 0;
2672 }
2673
2674 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2675 {
2676         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2677         struct net *net = seq_file_net(seq);
2678         loff_t idx = 0;
2679         unsigned int h;
2680
2681         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2682                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2683                 struct fib_table *tb;
2684
2685                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2686                         struct key_vector *n;
2687
2688                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2689                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2690                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2691                                 if (pos == idx++) {
2692                                         iter->tb = tb;
2693                                         return n;
2694                                 }
2695                 }
2696         }
2697
2698         return NULL;
2699 }
2700
2701 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2702         __acquires(RCU)
2703 {
2704         rcu_read_lock();
2705         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2706 }
2707
2708 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2709 {
2710         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2711         struct net *net = seq_file_net(seq);
2712         struct fib_table *tb = iter->tb;
2713         struct hlist_node *tb_node;
2714         unsigned int h;
2715         struct key_vector *n;
2716
2717         ++*pos;
2718         /* next node in same table */
2719         n = fib_trie_get_next(iter);
2720         if (n)
2721                 return n;
2722
2723         /* walk rest of this hash chain */
2724         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2725         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2726                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2727                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2728                 if (n)
2729                         goto found;
2730         }
2731
2732         /* new hash chain */
2733         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2734                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2735                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2736                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2737                         if (n)
2738                                 goto found;
2739                 }
2740         }
2741         return NULL;
2742
2743 found:
2744         iter->tb = tb;
2745         return n;
2746 }
2747
2748 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2749         __releases(RCU)
2750 {
2751         rcu_read_unlock();
2752 }
2753
2754 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2755 {
2756         while (n-- > 0)
2757                 seq_puts(seq, "   ");
2758 }
2759
2760 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2761 {
2762         switch (s) {
2763         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2764         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2765         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2766         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2767         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2768         default:
2769                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2770                 return buf;
2771         }
2772 }
2773
2774 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2775         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2776         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2777         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2778         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2779         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2780         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2781         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2782         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2783         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2784         [RTN_THROW] = "THROW",
2785         [RTN_NAT] = "NAT",
2786         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2787 };
2788
2789 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2790 {
2791         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2792                 return rtn_type_names[t];
2793         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2794         return buf;
2795 }
2796
2797 /* Pretty print the trie */
2798 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2799 {
2800         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2801         struct key_vector *n = v;
2802
2803         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2804                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2805
2806         if (IS_TNODE(n)) {
2807                 __be32 prf = htonl(n->key);
2808
2809                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2810                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2811                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2812                            tn_info(n)->full_children,
2813                            tn_info(n)->empty_children);
2814         } else {
2815                 __be32 val = htonl(n->key);
2816                 struct fib_alias *fa;
2817
2818                 seq_indent(seq, iter->depth);
2819                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2820
2821                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2822                         char buf1[32], buf2[32];
2823
2824                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2825                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2826                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2827                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2828                                              fa->fa_info->fib_scope),
2829                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2830                                             fa->fa_type));
2831                         if (fa->fa_dscp)
2832                                 seq_printf(seq, " tos=%d",
2833                                            inet_dscp_to_dsfield(fa->fa_dscp));
2834                         seq_putc(seq, '\n');
2835                 }
2836         }
2837
2838         return 0;
2839 }
2840
2841 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2842         .start  = fib_trie_seq_start,
2843         .next   = fib_trie_seq_next,
2844         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2845         .show   = fib_trie_seq_show,
2846 };
2847
2848 struct fib_route_iter {
2849         struct seq_net_private p;
2850         struct fib_table *main_tb;
2851         struct key_vector *tnode;
2852         loff_t  pos;
2853         t_key   key;
2854 };
2855
2856 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2857                                             loff_t pos)
2858 {
2859         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2860         t_key key;
2861
2862         /* use cached location of previously found key */
2863         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2864                 key = iter->key;
2865         } else {
2866                 iter->pos = 1;
2867                 key = 0;
2868         }
2869
2870         pos -= iter->pos;
2871
2872         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) && (pos-- > 0)) {
2873                 key = l->key + 1;
2874                 iter->pos++;
2875                 l = NULL;
2876
2877                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2878                 if (!key)
2879                         break;
2880         }
2881
2882         if (l)
2883                 iter->key = l->key;     /* remember it */
2884         else
2885                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2886
2887         return l;
2888 }
2889
2890 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2891         __acquires(RCU)
2892 {
2893         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2894         struct fib_table *tb;
2895         struct trie *t;
2896
2897         rcu_read_lock();
2898
2899         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2900         if (!tb)
2901                 return NULL;
2902
2903         iter->main_tb = tb;
2904         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2905         iter->tnode = t->kv;
2906
2907         if (*pos != 0)
2908                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2909
2910         iter->pos = 0;
2911         iter->key = KEY_MAX;
2912
2913         return SEQ_START_TOKEN;
2914 }
2915
2916 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2917 {
2918         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2919         struct key_vector *l = NULL;
2920         t_key key = iter->key + 1;
2921
2922         ++*pos;
2923
2924         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2925         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2926                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2927
2928         if (l) {
2929                 iter->key = l->key;
2930                 iter->pos++;
2931         } else {
2932                 iter->pos = 0;
2933         }
2934
2935         return l;
2936 }
2937
2938 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2939         __releases(RCU)
2940 {
2941         rcu_read_unlock();
2942 }
2943
2944 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, struct fib_info *fi)
2945 {
2946         unsigned int flags = 0;
2947
2948         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2949                 flags = RTF_REJECT;
2950         if (fi) {
2951                 const struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2952
2953                 if (nhc->nhc_gw.ipv4)
2954                         flags |= RTF_GATEWAY;
2955         }
2956         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2957                 flags |= RTF_HOST;
2958         flags |= RTF_UP;
2959         return flags;
2960 }
2961
2962 /*
2963  *      This outputs /proc/net/route.
2964  *      The format of the file is not supposed to be changed
2965  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2966  *      legacy utilities
2967  */
2968 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2969 {
2970         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2971         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2972         struct fib_alias *fa;
2973         struct key_vector *l = v;
2974         __be32 prefix;
2975
2976         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2977                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2978                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2979                            "\tWindow\tIRTT");
2980                 return 0;
2981         }
2982
2983         prefix = htonl(l->key);
2984
2985         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2986                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2987                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2988                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2989
2990                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2991                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2992                         continue;
2993
2994                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2995                         continue;
2996
2997                 seq_setwidth(seq, 127);
2998
2999                 if (fi) {
3000                         struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
3001                         __be32 gw = 0;
3002
3003                         if (nhc->nhc_gw_family == AF_INET)
3004                                 gw = nhc->nhc_gw.ipv4;
3005
3006                         seq_printf(seq,
3007                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
3008                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
3009                                    nhc->nhc_dev ? nhc->nhc_dev->name : "*",
3010                                    prefix, gw, flags, 0, 0,
3011                                    fi->fib_priority,
3012                                    mask,
3013                                    (fi->fib_advmss ?
3014                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
3015                                    fi->fib_window,
3016                                    fi->fib_rtt >> 3);
3017                 } else {
3018                         seq_printf(seq,
3019                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
3020                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
3021                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
3022                                    mask, 0, 0, 0);
3023                 }
3024                 seq_pad(seq, '\n');
3025         }
3026
3027         return 0;
3028 }
3029
3030 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
3031         .start  = fib_route_seq_start,
3032         .next   = fib_route_seq_next,
3033         .stop   = fib_route_seq_stop,
3034         .show   = fib_route_seq_show,
3035 };
3036
3037 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
3038 {
3039         if (!proc_create_net("fib_trie", 0444, net->proc_net, &fib_trie_seq_ops,
3040                         sizeof(struct fib_trie_iter)))
3041                 goto out1;
3042
3043         if (!proc_create_net_single("fib_triestat", 0444, net->proc_net,
3044                         fib_triestat_seq_show, NULL))
3045                 goto out2;
3046
3047         if (!proc_create_net("route", 0444, net->proc_net, &fib_route_seq_ops,
3048                         sizeof(struct fib_route_iter)))
3049                 goto out3;
3050
3051         return 0;
3052
3053 out3:
3054         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
3055 out2:
3056         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
3057 out1:
3058         return -ENOMEM;
3059 }
3060
3061 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
3062 {
3063         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
3064         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
3065         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
3066 }
3067
3068 #endif /* CONFIG_PROC_FS */