net/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/skbuff.h>
  56 #include <linux/netlink.h>
  57 #include <linux/init.h>
  58 #include <linux/list.h>
  59 #include <linux/slab.h>
  60 #include <linux/export.h>
  61 #include <linux/vmalloc.h>
  62 #include <linux/notifier.h>
  63 #include <net/net_namespace.h>
  64 #include <net/ip.h>
  65 #include <net/protocol.h>
  66 #include <net/route.h>
  67 #include <net/tcp.h>
  68 #include <net/sock.h>
  69 #include <net/ip_fib.h>
  70 #include <net/fib_notifier.h>
  71 #include <trace/events/fib.h>
  72 #include "fib_lookup.h"
  73
  74 static int call_fib_entry_notifier(struct notifier_block *nb,
  75                                    enum fib_event_type event_type, u32 dst,
  76                                    int dst_len, struct fib_alias *fa,
  77                                    struct netlink_ext_ack *extack)
  78 {
  79         struct fib_entry_notifier_info info = {
  80                 .info.extack = extack,
  81                 .dst = dst,
  82                 .dst_len = dst_len,
  83                 .fi = fa->fa_info,
  84                 .tos = fa->fa_tos,
  85                 .type = fa->fa_type,
  86                 .tb_id = fa->tb_id,
  87         };
  88         return call_fib4_notifier(nb, event_type, &info.info);
  89 }
  90
  91 static int call_fib_entry_notifiers(struct net *net,
  92                                     enum fib_event_type event_type, u32 dst,
  93                                     int dst_len, struct fib_alias *fa,
  94                                     struct netlink_ext_ack *extack)
  95 {
  96         struct fib_entry_notifier_info info = {
  97                 .info.extack = extack,
  98                 .dst = dst,
  99                 .dst_len = dst_len,
 100                 .fi = fa->fa_info,
 101                 .tos = fa->fa_tos,
 102                 .type = fa->fa_type,
 103                 .tb_id = fa->tb_id,
 104         };
 105         return call_fib4_notifiers(net, event_type, &info.info);
 106 }
 107
 108 #define MAX_STAT_DEPTH 32
 109
 110 #define KEYLENGTH       (8*sizeof(t_key))
 111 #define KEY_MAX         ((t_key)~0)
 112
 113 typedef unsigned int t_key;
 114
 115 #define IS_TRIE(n)      ((n)->pos >= KEYLENGTH)
 116 #define IS_TNODE(n)     ((n)->bits)
 117 #define IS_LEAF(n)      (!(n)->bits)
 118
 119 struct key_vector {
 120         t_key key;
 121         unsigned char pos;              /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 122         unsigned char bits;             /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 123         unsigned char slen;
 124         union {
 125                 /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
 126                 struct hlist_head leaf;
 127                 /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
 128                 struct key_vector __rcu *tnode[0];
 129         };
 130 };
 131
 132 struct tnode {
 133         struct rcu_head rcu;
 134         t_key empty_children;           /* KEYLENGTH bits needed */
 135         t_key full_children;            /* KEYLENGTH bits needed */
 136         struct key_vector __rcu *parent;
 137         struct key_vector kv[1];
 138 #define tn_bits kv[0].bits
 139 };
 140
 141 #define TNODE_SIZE(n)   offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
 142 #define LEAF_SIZE       TNODE_SIZE(1)
 143
 144 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 145 struct trie_use_stats {
 146         unsigned int gets;
 147         unsigned int backtrack;
 148         unsigned int semantic_match_passed;
 149         unsigned int semantic_match_miss;
 150         unsigned int null_node_hit;
 151         unsigned int resize_node_skipped;
 152 };
 153 #endif
 154
 155 struct trie_stat {
 156         unsigned int totdepth;
 157         unsigned int maxdepth;
 158         unsigned int tnodes;
 159         unsigned int leaves;
 160         unsigned int nullpointers;
 161         unsigned int prefixes;
 162         unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
 163 };
 164
 165 struct trie {
 166         struct key_vector kv[1];
 167 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 168         struct trie_use_stats __percpu *stats;
 169 #endif
 170 };
 171
 172 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
 173 static unsigned int tnode_free_size;
 174
 175 /*
 176  * synchronize_rcu after call_rcu for outstanding dirty memory; it should be
 177  * especially useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs;
 178  * the value was obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
 179  */
 180 unsigned int sysctl_fib_sync_mem = 512 * 1024;
 181 unsigned int sysctl_fib_sync_mem_min = 64 * 1024;
 182 unsigned int sysctl_fib_sync_mem_max = 64 * 1024 * 1024;
 183
 184 static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __ro_after_init;
 185 static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __ro_after_init;
 186
 187 static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
 188 {
 189         return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
 190 }
 191
 192 /* caller must hold RTNL */
 193 #define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
 194 #define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])
 195
 196 /* caller must hold RCU read lock or RTNL */
 197 #define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
 198 #define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])
 199
 200 /* wrapper for rcu_assign_pointer */
 201 static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
 202 {
 203         if (n)
 204                 rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
 205 }
 206
 207 #define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)
 208
 209 /* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
 210  * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
 211  */
 212 static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
 213 {
 214         return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
 215 }
 216
 217 #define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)
 218
 219 static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
 220 {
 221         unsigned long index = key ^ kv->key;
 222
 223         if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
 224                 return 0;
 225
 226         return index >> kv->pos;
 227 }
 228
 229 /* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
 230  * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
 231  * all of the bits in that key are significant.
 232  *
 233  * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
 234  *
 235  * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
 236  * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
 237  * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
 238  * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
 239  * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
 240  * correct key path.
 241  *
 242  * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
 243  * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
 244  * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
 245  * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
 246  * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
 247  *
 248  * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
 249  * have many different meanings.
 250  *
 251  * Example:
 252  * _________________________________________________________________
 253  * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
 254  * -----------------------------------------------------------------
 255  *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
 256  *
 257  * _________________________________________________________________
 258  * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
 259  * -----------------------------------------------------------------
 260  *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
 261  *
 262  * tp->pos = 22
 263  * tp->bits = 3
 264  * n->pos = 13
 265  * n->bits = 4
 266  *
 267  * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
 268  * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
 269  * point we do not use them for anything.
 270  *
 271  * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
 272  * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
 273  * 'n' among tp's children.
 274  *
 275  * The bits from (n->pos + n->bits) to (tp->pos - 1) - "S" - are skipped bits
 276  * for the node n.
 277  *
 278  * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
 279  * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
 280  *
 281  * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
 282  * n's child array, and will of course be different for each child.
 283  *
 284  * The rest of the bits, from 0 to (n->pos -1) - "u" - are completely unknown
 285  * at this point.
 286  */
 287
 288 static const int halve_threshold = 25;
 289 static const int inflate_threshold = 50;
 290 static const int halve_threshold_root = 15;
 291 static const int inflate_threshold_root = 30;
 292
 293 static void __alias_free_mem(struct rcu_head *head)
 294 {
 295         struct fib_alias *fa = container_of(head, struct fib_alias, rcu);
 296         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, fa);
 297 }
 298
 299 static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
 300 {
 301         call_rcu(&fa->rcu, __alias_free_mem);
 302 }
 303
 304 #define TNODE_VMALLOC_MAX \
 305         ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))
 306
 307 static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
 308 {
 309         struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);
 310
 311         if (!n->tn_bits)
 312                 kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
 313         else
 314                 kvfree(n);
 315 }
 316
 317 #define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)
 318
 319 static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
 320 {
 321         size_t size;
 322
 323         /* verify bits is within bounds */
 324         if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
 325                 return NULL;
 326
 327         /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
 328         size = TNODE_SIZE(1ul << bits);
 329
 330         if (size <= PAGE_SIZE)
 331                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 332         else
 333                 return vzalloc(size);
 334 }
 335
 336 static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
 337 {
 338         tn_info(n)->empty_children++;
 339
 340         if (!tn_info(n)->empty_children)
 341                 tn_info(n)->full_children++;
 342 }
 343
 344 static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
 345 {
 346         if (!tn_info(n)->empty_children)
 347                 tn_info(n)->full_children--;
 348
 349         tn_info(n)->empty_children--;
 350 }
 351
 352 static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
 353 {
 354         struct key_vector *l;
 355         struct tnode *kv;
 356
 357         kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
 358         if (!kv)
 359                 return NULL;
 360
 361         /* initialize key vector */
 362         l = kv->kv;
 363         l->key = key;
 364         l->pos = 0;
 365         l->bits = 0;
 366         l->slen = fa->fa_slen;
 367
 368         /* link leaf to fib alias */
 369         INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
 370         hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);
 371
 372         return l;
 373 }
 374
 375 static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
 376 {
 377         unsigned int shift = pos + bits;
 378         struct key_vector *tn;
 379         struct tnode *tnode;
 380
 381         /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
 382         BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));
 383
 384         tnode = tnode_alloc(bits);
 385         if (!tnode)
 386                 return NULL;
 387
 388         pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
 389                  sizeof(struct key_vector *) << bits);
 390
 391         if (bits == KEYLENGTH)
 392                 tnode->full_children = 1;
 393         else
 394                 tnode->empty_children = 1ul << bits;
 395
 396         tn = tnode->kv;
 397         tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
 398         tn->pos = pos;
 399         tn->bits = bits;
 400         tn->slen = pos;
 401
 402         return tn;
 403 }
 404
 405 /* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
 406  * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
 407  */
 408 static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
 409 {
 410         return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
 411 }
 412
 413 /* Add a child at position i overwriting the old value.
 414  * Update the value of full_children and empty_children.
 415  */
 416 static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
 417                       struct key_vector *n)
 418 {
 419         struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
 420         int isfull, wasfull;
 421
 422         BUG_ON(i >= child_length(tn));
 423
 424         /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
 425         if (!n && chi)
 426                 empty_child_inc(tn);
 427         if (n && !chi)
 428                 empty_child_dec(tn);
 429
 430         /* update fullChildren */
 431         wasfull = tnode_full(tn, chi);
 432         isfull = tnode_full(tn, n);
 433
 434         if (wasfull && !isfull)
 435                 tn_info(tn)->full_children--;
 436         else if (!wasfull && isfull)
 437                 tn_info(tn)->full_children++;
 438
 439         if (n && (tn->slen < n->slen))
 440                 tn->slen = n->slen;
 441
 442         rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
 443 }
 444
 445 static void update_children(struct key_vector *tn)
 446 {
 447         unsigned long i;
 448
 449         /* update all of the child parent pointers */
 450         for (i = child_length(tn); i;) {
 451                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
 452
 453                 if (!inode)
 454                         continue;
 455
 456                 /* Either update the children of a tnode that
 457                  * already belongs to us or update the child
 458                  * to point to ourselves.
 459                  */
 460                 if (node_parent(inode) == tn)
 461                         update_children(inode);
 462                 else
 463                         node_set_parent(inode, tn);
 464         }
 465 }
 466
 467 static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
 468                                   struct key_vector *n)
 469 {
 470         if (IS_TRIE(tp))
 471                 rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
 472         else
 473                 put_child(tp, get_index(key, tp), n);
 474 }
 475
 476 static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
 477 {
 478         tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
 479 }
 480
 481 static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
 482                                      struct key_vector *n)
 483 {
 484         tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
 485         tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
 486 }
 487
 488 static void tnode_free(struct key_vector *tn)
 489 {
 490         struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;
 491
 492         while (head) {
 493                 head = head->next;
 494                 tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
 495                 node_free(tn);
 496
 497                 tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
 498         }
 499
 500         if (tnode_free_size >= READ_ONCE(sysctl_fib_sync_mem)) {
 501                 tnode_free_size = 0;
 502                 synchronize_rcu();
 503         }
 504 }
 505
 506 static struct key_vector *replace(struct trie *t,
 507                                   struct key_vector *oldtnode,
 508                                   struct key_vector *tn)
 509 {
 510         struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
 511         unsigned long i;
 512
 513         /* setup the parent pointer out of and back into this node */
 514         NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
 515         put_child_root(tp, tn->key, tn);
 516
 517         /* update all of the child parent pointers */
 518         update_children(tn);
 519
 520         /* all pointers should be clean so we are done */
 521         tnode_free(oldtnode);
 522
 523         /* resize children now that oldtnode is freed */
 524         for (i = child_length(tn); i;) {
 525                 struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);
 526
 527                 /* resize child node */
 528                 if (tnode_full(tn, inode))
 529                         tn = resize(t, inode);
 530         }
 531
 532         return tp;
 533 }
 534
 535 static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
 536                                   struct key_vector *oldtnode)
 537 {
 538         struct key_vector *tn;
 539         unsigned long i;
 540         t_key m;
 541
 542         pr_debug("In inflate\n");
 543
 544         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
 545         if (!tn)
 546                 goto notnode;
 547
 548         /* prepare oldtnode to be freed */
 549         tnode_free_init(oldtnode);
 550
 551         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
 552          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
 553          * point to existing tnodes and the links between our allocated
 554          * nodes.
 555          */
 556         for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
 557                 struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
 558                 struct key_vector *node0, *node1;
 559                 unsigned long j, k;
 560
 561                 /* An empty child */
 562                 if (!inode)
 563                         continue;
 564
 565                 /* A leaf or an internal node with skipped bits */
 566                 if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
 567                         put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
 568                         continue;
 569                 }
 570
 571                 /* drop the node in the old tnode free list */
 572                 tnode_free_append(oldtnode, inode);
 573
 574                 /* An internal node with two children */
 575                 if (inode->bits == 1) {
 576                         put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
 577                         put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
 578                         continue;
 579                 }
 580
 581                 /* We will replace this node 'inode' with two new
 582                  * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
 583                  * original children. The two new nodes will have
 584                  * a position one bit further down the key and this
 585                  * means that the "significant" part of their keys
 586                  * (see the discussion near the top of this file)
 587                  * will differ by one bit, which will be "0" in
 588                  * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
 589                  * moving the key position by one step, the bit that
 590                  * we are moving away from - the bit at position
 591                  * (tn->pos) - is the one that will differ between
 592                  * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
 593                  * two new keys.
 594                  */
 595                 node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
 596                 if (!node1)
 597                         goto nomem;
 598                 node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);
 599
 600                 tnode_free_append(tn, node1);
 601                 if (!node0)
 602                         goto nomem;
 603                 tnode_free_append(tn, node0);
 604
 605                 /* populate child pointers in new nodes */
 606                 for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
 607                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
 608                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
 609                         put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
 610                         put_child(node0, j, get_child(inode, j));
 611                 }
 612
 613                 /* link new nodes to parent */
 614                 NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
 615                 NODE_INIT_PARENT(node0, tn);
 616
 617                 /* link parent to nodes */
 618                 put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
 619                 put_child(tn, 2 * i, node0);
 620         }
 621
 622         /* setup the parent pointers into and out of this node */
 623         return replace(t, oldtnode, tn);
 624 nomem:
 625         /* all pointers should be clean so we are done */
 626         tnode_free(tn);
 627 notnode:
 628         return NULL;
 629 }
 630
 631 static struct key_vector *halve(struct trie *t,
 632                                 struct key_vector *oldtnode)
 633 {
 634         struct key_vector *tn;
 635         unsigned long i;
 636
 637         pr_debug("In halve\n");
 638
 639         tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
 640         if (!tn)
 641                 goto notnode;
 642
 643         /* prepare oldtnode to be freed */
 644         tnode_free_init(oldtnode);
 645
 646         /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
 647          * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
 648          * point to existing tnodes and the links between our allocated
 649          * nodes.
 650          */
 651         for (i = child_length(oldtnode); i;) {
 652                 struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
 653                 struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
 654                 struct key_vector *inode;
 655
 656                 /* At least one of the children is empty */
 657                 if (!node1 || !node0) {
 658                         put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
 659                         continue;
 660                 }
 661
 662                 /* Two nonempty children */
 663                 inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
 664                 if (!inode)
 665                         goto nomem;
 666                 tnode_free_append(tn, inode);
 667
 668                 /* initialize pointers out of node */
 669                 put_child(inode, 1, node1);
 670                 put_child(inode, 0, node0);
 671                 NODE_INIT_PARENT(inode, tn);
 672
 673                 /* link parent to node */
 674                 put_child(tn, i / 2, inode);
 675         }
 676
 677         /* setup the parent pointers into and out of this node */
 678         return replace(t, oldtnode, tn);
 679 nomem:
 680         /* all pointers should be clean so we are done */
 681         tnode_free(tn);
 682 notnode:
 683         return NULL;
 684 }
 685
 686 static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
 687                                    struct key_vector *oldtnode)
 688 {
 689         struct key_vector *n, *tp;
 690         unsigned long i;
 691
 692         /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
 693         for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
 694                 n = get_child(oldtnode, --i);
 695
 696         /* compress one level */
 697         tp = node_parent(oldtnode);
 698         put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
 699         node_set_parent(n, tp);
 700
 701         /* drop dead node */
 702         node_free(oldtnode);
 703
 704         return tp;
 705 }
 706
 707 static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
 708 {
 709         unsigned char slen = tn->pos;
 710         unsigned long stride, i;
 711         unsigned char slen_max;
 712
 713         /* only vector 0 can have a suffix length greater than or equal to
 714          * tn->pos + tn->bits, the second highest node will have a suffix
 715          * length at most of tn->pos + tn->bits - 1
 716          */
 717         slen_max = min_t(unsigned char, tn->pos + tn->bits - 1, tn->slen);
 718
 719         /* search though the list of children looking for nodes that might
 720          * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
 721          * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
 722          * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
 723          */
 724         for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
 725                 struct key_vector *n = get_child(tn, i);
 726
 727                 if (!n || (n->slen <= slen))
 728                         continue;
 729
 730                 /* update stride and slen based on new value */
 731                 stride <<= (n->slen - slen);
 732                 slen = n->slen;
 733                 i &= ~(stride - 1);
 734
 735                 /* stop searching if we have hit the maximum possible value */
 736                 if (slen >= slen_max)
 737                         break;
 738         }
 739
 740         tn->slen = slen;
 741
 742         return slen;
 743 }
 744
 745 /* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
 746  * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
 747  * Telecommunications, page 6:
 748  * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
 749  * children in the *doubled* node is at least 'high'."
 750  *
 751  * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
 752  * is expressed as a percentage, so we multiply it with
 753  * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
 754  * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
 755  * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
 756  * multiply the left-hand side by 50.
 757  *
 758  * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
 759  * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
 760  * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
 761  * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
 762  * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
 763  * we just count them one extra time here.
 764  *
 765  * A clearer way to write this would be:
 766  *
 767  * to_be_doubled = tn->full_children;
 768  * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
 769  *     tn->full_children;
 770  *
 771  * new_child_length = child_length(tn) * 2;
 772  *
 773  * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
 774  *      new_child_length;
 775  * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
 776  *
 777  * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
 778  *
 779  * anyway,
 780  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
 781  *      inflate_threshold
 782  *
 783  * avoid a division:
 784  * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
 785  *      inflate_threshold * new_child_length
 786  *
 787  * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
 788  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 789  *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
 790  *
 791  * expand new_child_length:
 792  * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 793  *    tn->full_children) >=
 794  *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
 795  *
 796  * shorten again:
 797  * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
 798  *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
 799  *    child_length(tn)
 800  *
 801  */
 802 static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
 803 {
 804         unsigned long used = child_length(tn);
 805         unsigned long threshold = used;
 806
 807         /* Keep root node larger */
 808         threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
 809         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 810         used += tn_info(tn)->full_children;
 811
 812         /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */
 813
 814         return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
 815 }
 816
 817 static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
 818 {
 819         unsigned long used = child_length(tn);
 820         unsigned long threshold = used;
 821
 822         /* Keep root node larger */
 823         threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
 824         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 825
 826         /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */
 827
 828         return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
 829 }
 830
 831 static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
 832 {
 833         unsigned long used = child_length(tn);
 834
 835         used -= tn_info(tn)->empty_children;
 836
 837         /* account for bits == KEYLENGTH case */
 838         if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
 839                 used -= KEY_MAX;
 840
 841         /* One child or none, time to drop us from the trie */
 842         return used < 2;
 843 }
 844
 845 #define MAX_WORK 10
 846 static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
 847 {
 848 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 849         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
 850 #endif
 851         struct key_vector *tp = node_parent(tn);
 852         unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
 853         int max_work = MAX_WORK;
 854
 855         pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
 856                  tn, inflate_threshold, halve_threshold);
 857
 858         /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
 859          * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
 860          * thing without us interfering
 861          */
 862         BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));
 863
 864         /* Double as long as the resulting node has a number of
 865          * nonempty nodes that are above the threshold.
 866          */
 867         while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
 868                 tp = inflate(t, tn);
 869                 if (!tp) {
 870 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 871                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
 872 #endif
 873                         break;
 874                 }
 875
 876                 max_work--;
 877                 tn = get_child(tp, cindex);
 878         }
 879
 880         /* update parent in case inflate failed */
 881         tp = node_parent(tn);
 882
 883         /* Return if at least one inflate is run */
 884         if (max_work != MAX_WORK)
 885                 return tp;
 886
 887         /* Halve as long as the number of empty children in this
 888          * node is above threshold.
 889          */
 890         while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
 891                 tp = halve(t, tn);
 892                 if (!tp) {
 893 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 894                         this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
 895 #endif
 896                         break;
 897                 }
 898
 899                 max_work--;
 900                 tn = get_child(tp, cindex);
 901         }
 902
 903         /* Only one child remains */
 904         if (should_collapse(tn))
 905                 return collapse(t, tn);
 906
 907         /* update parent in case halve failed */
 908         return node_parent(tn);
 909 }
 910
 911 static void node_pull_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
 912 {
 913         unsigned char node_slen = tn->slen;
 914
 915         while ((node_slen > tn->pos) && (node_slen > slen)) {
 916                 slen = update_suffix(tn);
 917                 if (node_slen == slen)
 918                         break;
 919
 920                 tn = node_parent(tn);
 921                 node_slen = tn->slen;
 922         }
 923 }
 924
 925 static void node_push_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
 926 {
 927         while (tn->slen < slen) {
 928                 tn->slen = slen;
 929                 tn = node_parent(tn);
 930         }
 931 }
 932
 933 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
 934 static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
 935                                         struct key_vector **tp, u32 key)
 936 {
 937         struct key_vector *pn, *n = t->kv;
 938         unsigned long index = 0;
 939
 940         do {
 941                 pn = n;
 942                 n = get_child_rcu(n, index);
 943
 944                 if (!n)
 945                         break;
 946
 947                 index = get_cindex(key, n);
 948
 949                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
 950                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
 951                  * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
 952                  * is the difference between the key and this value.  From
 953                  * this we can actually derive several pieces of data.
 954                  *   if (index >= (1ul << bits))
 955                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
 956                  *   else
 957                  *     we know the value is cindex
 958                  *
 959                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
 960                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
 961                  * long is greater than 32 bits.
 962                  */
 963                 if (index >= (1ul << n->bits)) {
 964                         n = NULL;
 965                         break;
 966                 }
 967
 968                 /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
 969         } while (IS_TNODE(n));
 970
 971         *tp = pn;
 972
 973         return n;
 974 }
 975
 976 /* Return the first fib alias matching TOS with
 977  * priority less than or equal to PRIO.
 978  * If 'find_first' is set, return the first matching
 979  * fib alias, regardless of TOS and priority.
 980  */
 981 static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
 982                                         u8 tos, u32 prio, u32 tb_id,
 983                                         bool find_first)
 984 {
 985         struct fib_alias *fa;
 986
 987         if (!fah)
 988                 return NULL;
 989
 990         hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
 991                 if (fa->fa_slen < slen)
 992                         continue;
 993                 if (fa->fa_slen != slen)
 994                         break;
 995                 if (fa->tb_id > tb_id)
 996                         continue;
 997                 if (fa->tb_id != tb_id)
 998                         break;
 999                 if (find_first)
1000                         return fa;
1001                 if (fa->fa_tos > tos)
1002                         continue;
1003                 if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || fa->fa_tos < tos)
1004                         return fa;
1005         }
1006
1007         return NULL;
1008 }
1009
1010 static struct fib_alias *
1011 fib_find_matching_alias(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
1012 {
1013         u8 slen = KEYLENGTH - fri->dst_len;
1014         struct key_vector *l, *tp;
1015         struct fib_table *tb;
1016         struct fib_alias *fa;
1017         struct trie *t;
1018
1019         tb = fib_get_table(net, fri->tb_id);
1020         if (!tb)
1021                 return NULL;
1022
1023         t = (struct trie *)tb->tb_data;
1024         l = fib_find_node(t, &tp, be32_to_cpu(fri->dst));
1025         if (!l)
1026                 return NULL;
1027
1028         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
1029                 if (fa->fa_slen == slen && fa->tb_id == fri->tb_id &&
1030                     fa->fa_tos == fri->tos && fa->fa_info == fri->fi &&
1031                     fa->fa_type == fri->type)
1032                         return fa;
1033         }
1034
1035         return NULL;
1036 }
1037
1038 void fib_alias_hw_flags_set(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
1039 {
1040         u8 fib_notify_on_flag_change;
1041         struct fib_alias *fa_match;
1042         struct sk_buff *skb;
1043         int err;
1044
1045         rcu_read_lock();
1046
1047         fa_match = fib_find_matching_alias(net, fri);
1048         if (!fa_match)
1049                 goto out;
1050
1051         /* These are paired with the WRITE_ONCE() happening in this function.
1052          * The reason is that we are only protected by RCU at this point.
1053          */
1054         if (READ_ONCE(fa_match->offload) == fri->offload &&
1055             READ_ONCE(fa_match->trap) == fri->trap &&
1056             READ_ONCE(fa_match->offload_failed) == fri->offload_failed)
1057                 goto out;
1058
1059         WRITE_ONCE(fa_match->offload, fri->offload);
1060         WRITE_ONCE(fa_match->trap, fri->trap);
1061
1062         fib_notify_on_flag_change = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_fib_notify_on_flag_change);
1063
1064         /* 2 means send notifications only if offload_failed was changed. */
1065         if (fib_notify_on_flag_change == 2 &&
1066             READ_ONCE(fa_match->offload_failed) == fri->offload_failed)
1067                 goto out;
1068
1069         WRITE_ONCE(fa_match->offload_failed, fri->offload_failed);
1070
1071         if (!fib_notify_on_flag_change)
1072                 goto out;
1073
1074         skb = nlmsg_new(fib_nlmsg_size(fa_match->fa_info), GFP_ATOMIC);
1075         if (!skb) {
1076                 err = -ENOBUFS;
1077                 goto errout;
1078         }
1079
1080         err = fib_dump_info(skb, 0, 0, RTM_NEWROUTE, fri, 0);
1081         if (err < 0) {
1082                 /* -EMSGSIZE implies BUG in fib_nlmsg_size() */
1083                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
1084                 kfree_skb(skb);
1085                 goto errout;
1086         }
1087
1088         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_IPV4_ROUTE, NULL, GFP_ATOMIC);
1089         goto out;
1090
1091 errout:
1092         rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_IPV4_ROUTE, err);
1093 out:
1094         rcu_read_unlock();
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_alias_hw_flags_set);
1097
1098 static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
1099 {
1100         while (!IS_TRIE(tn))
1101                 tn = resize(t, tn);
1102 }
1103
1104 static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1105                            struct fib_alias *new, t_key key)
1106 {
1107         struct key_vector *n, *l;
1108
1109         l = leaf_new(key, new);
1110         if (!l)
1111                 goto noleaf;
1112
1113         /* retrieve child from parent node */
1114         n = get_child(tp, get_index(key, tp));
1115
1116         /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
1117          *
1118          *  Add a new tnode here
1119          *  first tnode need some special handling
1120          *  leaves us in position for handling as case 3
1121          */
1122         if (n) {
1123                 struct key_vector *tn;
1124
1125                 tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
1126                 if (!tn)
1127                         goto notnode;
1128
1129                 /* initialize routes out of node */
1130                 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
1131                 put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);
1132
1133                 /* start adding routes into the node */
1134                 put_child_root(tp, key, tn);
1135                 node_set_parent(n, tn);
1136
1137                 /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
1138                 tp = tn;
1139         }
1140
1141         /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
1142         node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1143         NODE_INIT_PARENT(l, tp);
1144         put_child_root(tp, key, l);
1145         trie_rebalance(t, tp);
1146
1147         return 0;
1148 notnode:
1149         node_free(l);
1150 noleaf:
1151         return -ENOMEM;
1152 }
1153
1154 static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1155                             struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
1156                             struct fib_alias *fa, t_key key)
1157 {
1158         if (!l)
1159                 return fib_insert_node(t, tp, new, key);
1160
1161         if (fa) {
1162                 hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1163         } else {
1164                 struct fib_alias *last;
1165
1166                 hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
1167                         if (new->fa_slen < last->fa_slen)
1168                                 break;
1169                         if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
1170                             (new->tb_id > last->tb_id))
1171                                 break;
1172                         fa = last;
1173                 }
1174
1175                 if (fa)
1176                         hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
1177                 else
1178                         hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
1179         }
1180
1181         /* if we added to the tail node then we need to update slen */
1182         if (l->slen < new->fa_slen) {
1183                 l->slen = new->fa_slen;
1184                 node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
1185         }
1186
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 static bool fib_valid_key_len(u32 key, u8 plen, struct netlink_ext_ack *extack)
1191 {
1192         if (plen > KEYLENGTH) {
1193                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid prefix length");
1194                 return false;
1195         }
1196
1197         if ((plen < KEYLENGTH) && (key << plen)) {
1198                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1199                                "Invalid prefix for given prefix length");
1200                 return false;
1201         }
1202
1203         return true;
1204 }
1205
1206 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1207                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old);
1208
1209 /* Caller must hold RTNL. */
1210 int fib_table_insert(struct net *net, struct fib_table *tb,
1211                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1212 {
1213         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1214         struct fib_alias *fa, *new_fa;
1215         struct key_vector *l, *tp;
1216         u16 nlflags = NLM_F_EXCL;
1217         struct fib_info *fi;
1218         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1219         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1220         u8 tos = cfg->fc_tos;
1221         u32 key;
1222         int err;
1223
1224         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1225
1226         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1227                 return -EINVAL;
1228
1229         pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);
1230
1231         fi = fib_create_info(cfg, extack);
1232         if (IS_ERR(fi)) {
1233                 err = PTR_ERR(fi);
1234                 goto err;
1235         }
1236
1237         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1238         fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, fi->fib_priority,
1239                                 tb->tb_id, false) : NULL;
1240
1241         /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
1242          * with the same keys [prefix,tos,priority], if such key already
1243          * exists or to the node before which we will insert new one.
1244          *
1245          * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
1246          * insert to the tail of the section matching the suffix length
1247          * of the new alias.
1248          */
1249
1250         if (fa && fa->fa_tos == tos &&
1251             fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
1252                 struct fib_alias *fa_first, *fa_match;
1253
1254                 err = -EEXIST;
1255                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
1256                         goto out;
1257
1258                 nlflags &= ~NLM_F_EXCL;
1259
1260                 /* We have 2 goals:
1261                  * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
1262                  * duplicate routes
1263                  * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
1264                  */
1265                 fa_match = NULL;
1266                 fa_first = fa;
1267                 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1268                         if ((fa->fa_slen != slen) ||
1269                             (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1270                             (fa->fa_tos != tos))
1271                                 break;
1272                         if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
1273                                 break;
1274                         if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
1275                             fa->fa_info == fi) {
1276                                 fa_match = fa;
1277                                 break;
1278                         }
1279                 }
1280
1281                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
1282                         struct fib_info *fi_drop;
1283                         u8 state;
1284
1285                         nlflags |= NLM_F_REPLACE;
1286                         fa = fa_first;
1287                         if (fa_match) {
1288                                 if (fa == fa_match)
1289                                         err = 0;
1290                                 goto out;
1291                         }
1292                         err = -ENOBUFS;
1293                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1294                         if (!new_fa)
1295                                 goto out;
1296
1297                         fi_drop = fa->fa_info;
1298                         new_fa->fa_tos = fa->fa_tos;
1299                         new_fa->fa_info = fi;
1300                         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1301                         state = fa->fa_state;
1302                         new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
1303                         new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
1304                         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1305                         new_fa->fa_default = -1;
1306                         new_fa->offload = 0;
1307                         new_fa->trap = 0;
1308                         new_fa->offload_failed = 0;
1309
1310                         hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);
1311
1312                         if (fib_find_alias(&l->leaf, fa->fa_slen, 0, 0,
1313                                            tb->tb_id, true) == new_fa) {
1314                                 enum fib_event_type fib_event;
1315
1316                                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1317                                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event,
1318                                                                key, plen,
1319                                                                new_fa, extack);
1320                                 if (err) {
1321                                         hlist_replace_rcu(&new_fa->fa_list,
1322                                                           &fa->fa_list);
1323                                         goto out_free_new_fa;
1324                                 }
1325                         }
1326
1327                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
1328                                   tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1329
1330                         alias_free_mem_rcu(fa);
1331
1332                         fib_release_info(fi_drop);
1333                         if (state & FA_S_ACCESSED)
1334                                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1335
1336                         goto succeeded;
1337                 }
1338                 /* Error if we find a perfect match which
1339                  * uses the same scope, type, and nexthop
1340                  * information.
1341                  */
1342                 if (fa_match)
1343                         goto out;
1344
1345                 if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
1346                         nlflags |= NLM_F_APPEND;
1347                 else
1348                         fa = fa_first;
1349         }
1350         err = -ENOENT;
1351         if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
1352                 goto out;
1353
1354         nlflags |= NLM_F_CREATE;
1355         err = -ENOBUFS;
1356         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1357         if (!new_fa)
1358                 goto out;
1359
1360         new_fa->fa_info = fi;
1361         new_fa->fa_tos = tos;
1362         new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
1363         new_fa->fa_state = 0;
1364         new_fa->fa_slen = slen;
1365         new_fa->tb_id = tb->tb_id;
1366         new_fa->fa_default = -1;
1367         new_fa->offload = 0;
1368         new_fa->trap = 0;
1369         new_fa->offload_failed = 0;
1370
1371         /* Insert new entry to the list. */
1372         err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
1373         if (err)
1374                 goto out_free_new_fa;
1375
1376         /* The alias was already inserted, so the node must exist. */
1377         l = l ? l : fib_find_node(t, &tp, key);
1378         if (WARN_ON_ONCE(!l)) {
1379                 err = -ENOENT;
1380                 goto out_free_new_fa;
1381         }
1382
1383         if (fib_find_alias(&l->leaf, new_fa->fa_slen, 0, 0, tb->tb_id, true) ==
1384             new_fa) {
1385                 enum fib_event_type fib_event;
1386
1387                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1388                 err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, plen,
1389                                                new_fa, extack);
1390                 if (err)
1391                         goto out_remove_new_fa;
1392         }
1393
1394         if (!plen)
1395                 tb->tb_num_default++;
1396
1397         rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1398         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
1399                   &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
1400 succeeded:
1401         return 0;
1402
1403 out_remove_new_fa:
1404         fib_remove_alias(t, tp, l, new_fa);
1405 out_free_new_fa:
1406         kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1407 out:
1408         fib_release_info(fi);
1409 err:
1410         return err;
1411 }
1412
1413 static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
1414 {
1415         t_key prefix = n->key;
1416
1417         return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
1418 }
1419
1420 bool fib_lookup_good_nhc(const struct fib_nh_common *nhc, int fib_flags,
1421                          const struct flowi4 *flp)
1422 {
1423         if (nhc->nhc_flags & RTNH_F_DEAD)
1424                 return false;
1425
1426         if (ip_ignore_linkdown(nhc->nhc_dev) &&
1427             nhc->nhc_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
1428             !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
1429                 return false;
1430
1431         if (!(flp->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF)) {
1432                 if (flp->flowi4_oif &&
1433                     flp->flowi4_oif != nhc->nhc_oif)
1434                         return false;
1435         }
1436
1437         return true;
1438 }
1439
1440 /* should be called with rcu_read_lock */
1441 int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
1442                      struct fib_result *res, int fib_flags)
1443 {
1444         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1445 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1446         struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
1447 #endif
1448         const t_key key = ntohl(flp->daddr);
1449         struct key_vector *n, *pn;
1450         struct fib_alias *fa;
1451         unsigned long index;
1452         t_key cindex;
1453
1454         pn = t->kv;
1455         cindex = 0;
1456
1457         n = get_child_rcu(pn, cindex);
1458         if (!n) {
1459                 trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, -EAGAIN);
1460                 return -EAGAIN;
1461         }
1462
1463 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1464         this_cpu_inc(stats->gets);
1465 #endif
1466
1467         /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
1468         for (;;) {
1469                 index = get_cindex(key, n);
1470
1471                 /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
1472                  * checks into a single check.  The prefix consists of the
1473                  * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
1474                  * is the difference between the key and this value.  From
1475                  * this we can actually derive several pieces of data.
1476                  *   if (index >= (1ul << bits))
1477                  *     we have a mismatch in skip bits and failed
1478                  *   else
1479                  *     we know the value is cindex
1480                  *
1481                  * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
1482                  * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
1483                  * long is greater than 32 bits.
1484                  */
1485                 if (index >= (1ul << n->bits))
1486                         break;
1487
1488                 /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
1489                 if (IS_LEAF(n))
1490                         goto found;
1491
1492                 /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
1493                  * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
1494                  */
1495                 if (n->slen > n->pos) {
1496                         pn = n;
1497                         cindex = index;
1498                 }
1499
1500                 n = get_child_rcu(n, index);
1501                 if (unlikely(!n))
1502                         goto backtrace;
1503         }
1504
1505         /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
1506         for (;;) {
1507                 /* record the pointer where our next node pointer is stored */
1508                 struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;
1509
1510                 /* This test verifies that none of the bits that differ
1511                  * between the key and the prefix exist in the region of
1512                  * the lsb and higher in the prefix.
1513                  */
1514                 if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
1515                         goto backtrace;
1516
1517                 /* exit out and process leaf */
1518                 if (unlikely(IS_LEAF(n)))
1519                         break;
1520
1521                 /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
1522                  * prefix match mode we will have to come back to wherever
1523                  * we started this traversal anyway
1524                  */
1525
1526                 while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
1527 backtrace:
1528 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1529                         if (!n)
1530                                 this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
1531 #endif
1532                         /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
1533                          * us to strip at this level so we must ascend back
1534                          * up one level to see if there are any more bits to
1535                          * be stripped there.
1536                          */
1537                         while (!cindex) {
1538                                 t_key pkey = pn->key;
1539
1540                                 /* If we don't have a parent then there is
1541                                  * nothing for us to do as we do not have any
1542                                  * further nodes to parse.
1543                                  */
1544                                 if (IS_TRIE(pn)) {
1545                                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp,
1546                                                                NULL, -EAGAIN);
1547                                         return -EAGAIN;
1548                                 }
1549 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1550                                 this_cpu_inc(stats->backtrack);
1551 #endif
1552                                 /* Get Child's index */
1553                                 pn = node_parent_rcu(pn);
1554                                 cindex = get_index(pkey, pn);
1555                         }
1556
1557                         /* strip the least significant bit from the cindex */
1558                         cindex &= cindex - 1;
1559
1560                         /* grab pointer for next child node */
1561                         cptr = &pn->tnode[cindex];
1562                 }
1563         }
1564
1565 found:
1566         /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
1567         index = key ^ n->key;
1568
1569         /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
1570         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
1571                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1572                 struct fib_nh_common *nhc;
1573                 int nhsel, err;
1574
1575                 if ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen < KEYLENGTH)) {
1576                         if (index >= (1ul << fa->fa_slen))
1577                                 continue;
1578                 }
1579                 if (fa->fa_tos && fa->fa_tos != flp->flowi4_tos)
1580                         continue;
1581                 /* Paired with WRITE_ONCE() in fib_release_info() */
1582                 if (READ_ONCE(fi->fib_dead))
1583                         continue;
1584                 if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
1585                         continue;
1586                 fib_alias_accessed(fa);
1587                 err = fib_props[fa->fa_type].error;
1588                 if (unlikely(err < 0)) {
1589 out_reject:
1590 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1591                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1592 #endif
1593                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, err);
1594                         return err;
1595                 }
1596                 if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
1597                         continue;
1598
1599                 if (unlikely(fi->nh)) {
1600                         if (nexthop_is_blackhole(fi->nh)) {
1601                                 err = fib_props[RTN_BLACKHOLE].error;
1602                                 goto out_reject;
1603                         }
1604
1605                         nhc = nexthop_get_nhc_lookup(fi->nh, fib_flags, flp,
1606                                                      &nhsel);
1607                         if (nhc)
1608                                 goto set_result;
1609                         goto miss;
1610                 }
1611
1612                 for (nhsel = 0; nhsel < fib_info_num_path(fi); nhsel++) {
1613                         nhc = fib_info_nhc(fi, nhsel);
1614
1615                         if (!fib_lookup_good_nhc(nhc, fib_flags, flp))
1616                                 continue;
1617 set_result:
1618                         if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
1619                                 refcount_inc(&fi->fib_clntref);
1620
1621                         res->prefix = htonl(n->key);
1622                         res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
1623                         res->nh_sel = nhsel;
1624                         res->nhc = nhc;
1625                         res->type = fa->fa_type;
1626                         res->scope = fi->fib_scope;
1627                         res->fi = fi;
1628                         res->table = tb;
1629                         res->fa_head = &n->leaf;
1630 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1631                         this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
1632 #endif
1633                         trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, nhc, err);
1634
1635                         return err;
1636                 }
1637         }
1638 miss:
1639 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1640         this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
1641 #endif
1642         goto backtrace;
1643 }
1644 EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);
1645
1646 static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
1647                              struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
1648 {
1649         /* record the location of the previous list_info entry */
1650         struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
1651         struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);
1652
1653         /* remove the fib_alias from the list */
1654         hlist_del_rcu(&old->fa_list);
1655
1656         /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
1657          * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
1658          */
1659         if (hlist_empty(&l->leaf)) {
1660                 if (tp->slen == l->slen)
1661                         node_pull_suffix(tp, tp->pos);
1662                 put_child_root(tp, l->key, NULL);
1663                 node_free(l);
1664                 trie_rebalance(t, tp);
1665                 return;
1666         }
1667
1668         /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
1669         if (*pprev)
1670                 return;
1671
1672         /* update the trie with the latest suffix length */
1673         l->slen = fa->fa_slen;
1674         node_pull_suffix(tp, fa->fa_slen);
1675 }
1676
1677 static void fib_notify_alias_delete(struct net *net, u32 key,
1678                                     struct hlist_head *fah,
1679                                     struct fib_alias *fa_to_delete,
1680                                     struct netlink_ext_ack *extack)
1681 {
1682         struct fib_alias *fa_next, *fa_to_notify;
1683         u32 tb_id = fa_to_delete->tb_id;
1684         u8 slen = fa_to_delete->fa_slen;
1685         enum fib_event_type fib_event;
1686
1687         /* Do not notify if we do not care about the route. */
1688         if (fib_find_alias(fah, slen, 0, 0, tb_id, true) != fa_to_delete)
1689                 return;
1690
1691         /* Determine if the route should be replaced by the next route in the
1692          * list.
1693          */
1694         fa_next = hlist_entry_safe(fa_to_delete->fa_list.next,
1695                                    struct fib_alias, fa_list);
1696         if (fa_next && fa_next->fa_slen == slen && fa_next->tb_id == tb_id) {
1697                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
1698                 fa_to_notify = fa_next;
1699         } else {
1700                 fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_DEL;
1701                 fa_to_notify = fa_to_delete;
1702         }
1703         call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, KEYLENGTH - slen,
1704                                  fa_to_notify, extack);
1705 }
1706
1707 /* Caller must hold RTNL. */
1708 int fib_table_delete(struct net *net, struct fib_table *tb,
1709                      struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
1710 {
1711         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
1712         struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
1713         struct key_vector *l, *tp;
1714         u8 plen = cfg->fc_dst_len;
1715         u8 slen = KEYLENGTH - plen;
1716         u8 tos = cfg->fc_tos;
1717         u32 key;
1718
1719         key = ntohl(cfg->fc_dst);
1720
1721         if (!fib_valid_key_len(key, plen, extack))
1722                 return -EINVAL;
1723
1724         l = fib_find_node(t, &tp, key);
1725         if (!l)
1726                 return -ESRCH;
1727
1728         fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, tos, 0, tb->tb_id, false);
1729         if (!fa)
1730                 return -ESRCH;
1731
1732         pr_debug("Deleting %08x/%d tos=%d t=%p\n", key, plen, tos, t);
1733
1734         fa_to_delete = NULL;
1735         hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
1736                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
1737
1738                 if ((fa->fa_slen != slen) ||
1739                     (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
1740                     (fa->fa_tos != tos))
1741                         break;
1742
1743                 if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
1744                     (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
1745                      fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
1746                     (!cfg->fc_prefsrc ||
1747                      fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
1748                     (!cfg->fc_protocol ||
1749                      fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
1750                     fib_nh_match(net, cfg, fi, extack) == 0 &&
1751                     fib_metrics_match(cfg, fi)) {
1752                         fa_to_delete = fa;
1753                         break;
1754                 }
1755         }
1756
1757         if (!fa_to_delete)
1758                 return -ESRCH;
1759
1760         fib_notify_alias_delete(net, key, &l->leaf, fa_to_delete, extack);
1761         rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
1762                   &cfg->fc_nlinfo, 0);
1763
1764         if (!plen)
1765                 tb->tb_num_default--;
1766
1767         fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);
1768
1769         if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
1770                 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
1771
1772         fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
1773         alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 /* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
1778 static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
1779 {
1780         struct key_vector *pn, *n = *tn;
1781         unsigned long cindex;
1782
1783         /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
1784         do {
1785                 /* record parent and next child index */
1786                 pn = n;
1787                 cindex = (key > pn->key) ? get_index(key, pn) : 0;
1788
1789                 if (cindex >> pn->bits)
1790                         break;
1791
1792                 /* descend into the next child */
1793                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1794                 if (!n)
1795                         break;
1796
1797                 /* guarantee forward progress on the keys */
1798                 if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
1799                         goto found;
1800         } while (IS_TNODE(n));
1801
1802         /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
1803         while (!IS_TRIE(pn)) {
1804                 /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
1805                 if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
1806                         t_key pkey = pn->key;
1807
1808                         pn = node_parent_rcu(pn);
1809                         cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
1810                         continue;
1811                 }
1812
1813                 /* grab the next available node */
1814                 n = get_child_rcu(pn, cindex++);
1815                 if (!n)
1816                         continue;
1817
1818                 /* no need to compare keys since we bumped the index */
1819                 if (IS_LEAF(n))
1820                         goto found;
1821
1822                 /* Rescan start scanning in new node */
1823                 pn = n;
1824                 cindex = 0;
1825         }
1826
1827         *tn = pn;
1828         return NULL; /* Root of trie */
1829 found:
1830         /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
1831         *tn = pn;
1832         return n;
1833 }
1834
1835 static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
1836 {
1837         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1838         struct key_vector *pn = t->kv;
1839         unsigned long cindex = 1;
1840         struct hlist_node *tmp;
1841         struct fib_alias *fa;
1842
1843         /* walk trie in reverse order and free everything */
1844         for (;;) {
1845                 struct key_vector *n;
1846
1847                 if (!(cindex--)) {
1848                         t_key pkey = pn->key;
1849
1850                         if (IS_TRIE(pn))
1851                                 break;
1852
1853                         n = pn;
1854                         pn = node_parent(pn);
1855
1856                         /* drop emptied tnode */
1857                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
1858                         node_free(n);
1859
1860                         cindex = get_index(pkey, pn);
1861
1862                         continue;
1863                 }
1864
1865                 /* grab the next available node */
1866                 n = get_child(pn, cindex);
1867                 if (!n)
1868                         continue;
1869
1870                 if (IS_TNODE(n)) {
1871                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1872                         pn = n;
1873                         cindex = 1ul << n->bits;
1874
1875                         continue;
1876                 }
1877
1878                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1879                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
1880                         alias_free_mem_rcu(fa);
1881                 }
1882
1883                 put_child_root(pn, n->key, NULL);
1884                 node_free(n);
1885         }
1886
1887 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
1888         free_percpu(t->stats);
1889 #endif
1890         kfree(tb);
1891 }
1892
1893 struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
1894 {
1895         struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
1896         struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
1897         struct fib_table *local_tb;
1898         struct fib_alias *fa;
1899         struct trie *lt;
1900         t_key key = 0;
1901
1902         if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
1903                 return oldtb;
1904
1905         local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
1906         if (!local_tb)
1907                 return NULL;
1908
1909         lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;
1910
1911         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
1912                 struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;
1913
1914                 hlist_for_each_entry(fa, &l->leaf, fa_list) {
1915                         struct fib_alias *new_fa;
1916
1917                         if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
1918                                 continue;
1919
1920                         /* clone fa for new local table */
1921                         new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
1922                         if (!new_fa)
1923                                 goto out;
1924
1925                         memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));
1926
1927                         /* insert clone into table */
1928                         if (!local_l)
1929                                 local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);
1930
1931                         if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
1932                                              NULL, l->key)) {
1933                                 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
1934                                 goto out;
1935                         }
1936                 }
1937
1938                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
1939                 key = l->key + 1;
1940                 if (key < l->key)
1941                         break;
1942         }
1943
1944         return local_tb;
1945 out:
1946         fib_trie_free(local_tb);
1947
1948         return NULL;
1949 }
1950
1951 /* Caller must hold RTNL */
1952 void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
1953 {
1954         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
1955         struct key_vector *pn = t->kv;
1956         unsigned long cindex = 1;
1957         struct hlist_node *tmp;
1958         struct fib_alias *fa;
1959
1960         /* walk trie in reverse order */
1961         for (;;) {
1962                 unsigned char slen = 0;
1963                 struct key_vector *n;
1964
1965                 if (!(cindex--)) {
1966                         t_key pkey = pn->key;
1967
1968                         /* cannot resize the trie vector */
1969                         if (IS_TRIE(pn))
1970                                 break;
1971
1972                         /* update the suffix to address pulled leaves */
1973                         if (pn->slen > pn->pos)
1974                                 update_suffix(pn);
1975
1976                         /* resize completed node */
1977                         pn = resize(t, pn);
1978                         cindex = get_index(pkey, pn);
1979
1980                         continue;
1981                 }
1982
1983                 /* grab the next available node */
1984                 n = get_child(pn, cindex);
1985                 if (!n)
1986                         continue;
1987
1988                 if (IS_TNODE(n)) {
1989                         /* record pn and cindex for leaf walking */
1990                         pn = n;
1991                         cindex = 1ul << n->bits;
1992
1993                         continue;
1994                 }
1995
1996                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
1997                         /* if alias was cloned to local then we just
1998                          * need to remove the local copy from main
1999                          */
2000                         if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
2001                                 hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
2002                                 alias_free_mem_rcu(fa);
2003                                 continue;
2004                         }
2005
2006                         /* record local slen */
2007                         slen = fa->fa_slen;
2008                 }
2009
2010                 /* update leaf slen */
2011                 n->slen = slen;
2012
2013                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
2014                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
2015                         node_free(n);
2016                 }
2017         }
2018 }
2019
2020 /* Caller must hold RTNL. */
2021 int fib_table_flush(struct net *net, struct fib_table *tb, bool flush_all)
2022 {
2023         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2024         struct nl_info info = { .nl_net = net };
2025         struct key_vector *pn = t->kv;
2026         unsigned long cindex = 1;
2027         struct hlist_node *tmp;
2028         struct fib_alias *fa;
2029         int found = 0;
2030
2031         /* walk trie in reverse order */
2032         for (;;) {
2033                 unsigned char slen = 0;
2034                 struct key_vector *n;
2035
2036                 if (!(cindex--)) {
2037                         t_key pkey = pn->key;
2038
2039                         /* cannot resize the trie vector */
2040                         if (IS_TRIE(pn))
2041                                 break;
2042
2043                         /* update the suffix to address pulled leaves */
2044                         if (pn->slen > pn->pos)
2045                                 update_suffix(pn);
2046
2047                         /* resize completed node */
2048                         pn = resize(t, pn);
2049                         cindex = get_index(pkey, pn);
2050
2051                         continue;
2052                 }
2053
2054                 /* grab the next available node */
2055                 n = get_child(pn, cindex);
2056                 if (!n)
2057                         continue;
2058
2059                 if (IS_TNODE(n)) {
2060                         /* record pn and cindex for leaf walking */
2061                         pn = n;
2062                         cindex = 1ul << n->bits;
2063
2064                         continue;
2065                 }
2066
2067                 hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
2068                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2069
2070                         if (!fi || tb->tb_id != fa->tb_id ||
2071                             (!(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD) &&
2072                              !fib_props[fa->fa_type].error)) {
2073                                 slen = fa->fa_slen;
2074                                 continue;
2075                         }
2076
2077                         /* Do not flush error routes if network namespace is
2078                          * not being dismantled
2079                          */
2080                         if (!flush_all && fib_props[fa->fa_type].error) {
2081                                 slen = fa->fa_slen;
2082                                 continue;
2083                         }
2084
2085                         fib_notify_alias_delete(net, n->key, &n->leaf, fa,
2086                                                 NULL);
2087                         if (fi->pfsrc_removed)
2088                                 rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(n->key), fa,
2089                                           KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id, &info, 0);
2090                         hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
2091                         fib_release_info(fa->fa_info);
2092                         alias_free_mem_rcu(fa);
2093                         found++;
2094                 }
2095
2096                 /* update leaf slen */
2097                 n->slen = slen;
2098
2099                 if (hlist_empty(&n->leaf)) {
2100                         put_child_root(pn, n->key, NULL);
2101                         node_free(n);
2102                 }
2103         }
2104
2105         pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
2106         return found;
2107 }
2108
2109 /* derived from fib_trie_free */
2110 static void __fib_info_notify_update(struct net *net, struct fib_table *tb,
2111                                      struct nl_info *info)
2112 {
2113         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2114         struct key_vector *pn = t->kv;
2115         unsigned long cindex = 1;
2116         struct fib_alias *fa;
2117
2118         for (;;) {
2119                 struct key_vector *n;
2120
2121                 if (!(cindex--)) {
2122                         t_key pkey = pn->key;
2123
2124                         if (IS_TRIE(pn))
2125                                 break;
2126
2127                         pn = node_parent(pn);
2128                         cindex = get_index(pkey, pn);
2129                         continue;
2130                 }
2131
2132                 /* grab the next available node */
2133                 n = get_child(pn, cindex);
2134                 if (!n)
2135                         continue;
2136
2137                 if (IS_TNODE(n)) {
2138                         /* record pn and cindex for leaf walking */
2139                         pn = n;
2140                         cindex = 1ul << n->bits;
2141
2142                         continue;
2143                 }
2144
2145                 hlist_for_each_entry(fa, &n->leaf, fa_list) {
2146                         struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2147
2148                         if (!fi || !fi->nh_updated || fa->tb_id != tb->tb_id)
2149                                 continue;
2150
2151                         rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(n->key), fa,
2152                                   KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id,
2153                                   info, NLM_F_REPLACE);
2154                 }
2155         }
2156 }
2157
2158 void fib_info_notify_update(struct net *net, struct nl_info *info)
2159 {
2160         unsigned int h;
2161
2162         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2163                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2164                 struct fib_table *tb;
2165
2166                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist,
2167                                          lockdep_rtnl_is_held())
2168                         __fib_info_notify_update(net, tb, info);
2169         }
2170 }
2171
2172 static int fib_leaf_notify(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2173                            struct notifier_block *nb,
2174                            struct netlink_ext_ack *extack)
2175 {
2176         struct fib_alias *fa;
2177         int last_slen = -1;
2178         int err;
2179
2180         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2181                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2182
2183                 if (!fi)
2184                         continue;
2185
2186                 /* local and main table can share the same trie,
2187                  * so don't notify twice for the same entry.
2188                  */
2189                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2190                         continue;
2191
2192                 if (fa->fa_slen == last_slen)
2193                         continue;
2194
2195                 last_slen = fa->fa_slen;
2196                 err = call_fib_entry_notifier(nb, FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
2197                                               l->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2198                                               fa, extack);
2199                 if (err)
2200                         return err;
2201         }
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 static int fib_table_notify(struct fib_table *tb, struct notifier_block *nb,
2206                             struct netlink_ext_ack *extack)
2207 {
2208         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2209         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2210         t_key key = 0;
2211         int err;
2212
2213         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2214                 err = fib_leaf_notify(l, tb, nb, extack);
2215                 if (err)
2216                         return err;
2217
2218                 key = l->key + 1;
2219                 /* stop in case of wrap around */
2220                 if (key < l->key)
2221                         break;
2222         }
2223         return 0;
2224 }
2225
2226 int fib_notify(struct net *net, struct notifier_block *nb,
2227                struct netlink_ext_ack *extack)
2228 {
2229         unsigned int h;
2230         int err;
2231
2232         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2233                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2234                 struct fib_table *tb;
2235
2236                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2237                         err = fib_table_notify(tb, nb, extack);
2238                         if (err)
2239                                 return err;
2240                 }
2241         }
2242         return 0;
2243 }
2244
2245 static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
2246 {
2247         struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
2248 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2249         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2250
2251         if (tb->tb_data == tb->__data)
2252                 free_percpu(t->stats);
2253 #endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2254         kfree(tb);
2255 }
2256
2257 void fib_free_table(struct fib_table *tb)
2258 {
2259         call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
2260 }
2261
2262 static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
2263                              struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
2264                              struct fib_dump_filter *filter)
2265 {
2266         unsigned int flags = NLM_F_MULTI;
2267         __be32 xkey = htonl(l->key);
2268         int i, s_i, i_fa, s_fa, err;
2269         struct fib_alias *fa;
2270
2271         if (filter->filter_set ||
2272             !filter->dump_exceptions || !filter->dump_routes)
2273                 flags |= NLM_F_DUMP_FILTERED;
2274
2275         s_i = cb->args[4];
2276         s_fa = cb->args[5];
2277         i = 0;
2278
2279         /* rcu_read_lock is hold by caller */
2280         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2281                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2282
2283                 if (i < s_i)
2284                         goto next;
2285
2286                 i_fa = 0;
2287
2288                 if (tb->tb_id != fa->tb_id)
2289                         goto next;
2290
2291                 if (filter->filter_set) {
2292                         if (filter->rt_type && fa->fa_type != filter->rt_type)
2293                                 goto next;
2294
2295                         if ((filter->protocol &&
2296                              fi->fib_protocol != filter->protocol))
2297                                 goto next;
2298
2299                         if (filter->dev &&
2300                             !fib_info_nh_uses_dev(fi, filter->dev))
2301                                 goto next;
2302                 }
2303
2304                 if (filter->dump_routes) {
2305                         if (!s_fa) {
2306                                 struct fib_rt_info fri;
2307
2308                                 fri.fi = fi;
2309                                 fri.tb_id = tb->tb_id;
2310                                 fri.dst = xkey;
2311                                 fri.dst_len = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
2312                                 fri.tos = fa->fa_tos;
2313                                 fri.type = fa->fa_type;
2314                                 fri.offload = READ_ONCE(fa->offload);
2315                                 fri.trap = READ_ONCE(fa->trap);
2316                                 fri.offload_failed = READ_ONCE(fa->offload_failed);
2317                                 err = fib_dump_info(skb,
2318                                                     NETLINK_CB(cb->skb).portid,
2319                                                     cb->nlh->nlmsg_seq,
2320                                                     RTM_NEWROUTE, &fri, flags);
2321                                 if (err < 0)
2322                                         goto stop;
2323                         }
2324
2325                         i_fa++;
2326                 }
2327
2328                 if (filter->dump_exceptions) {
2329                         err = fib_dump_info_fnhe(skb, cb, tb->tb_id, fi,
2330                                                  &i_fa, s_fa, flags);
2331                         if (err < 0)
2332                                 goto stop;
2333                 }
2334
2335 next:
2336                 i++;
2337         }
2338
2339         cb->args[4] = i;
2340         return skb->len;
2341
2342 stop:
2343         cb->args[4] = i;
2344         cb->args[5] = i_fa;
2345         return err;
2346 }
2347
2348 /* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
2349 int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
2350                    struct netlink_callback *cb, struct fib_dump_filter *filter)
2351 {
2352         struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
2353         struct key_vector *l, *tp = t->kv;
2354         /* Dump starting at last key.
2355          * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
2356          */
2357         int count = cb->args[2];
2358         t_key key = cb->args[3];
2359
2360         /* First time here, count and key are both always 0. Count > 0
2361          * and key == 0 means the dump has wrapped around and we are done.
2362          */
2363         if (count && !key)
2364                 return skb->len;
2365
2366         while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
2367                 int err;
2368
2369                 err = fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb, filter);
2370                 if (err < 0) {
2371                         cb->args[3] = key;
2372                         cb->args[2] = count;
2373                         return err;
2374                 }
2375
2376                 ++count;
2377                 key = l->key + 1;
2378
2379                 memset(&cb->args[4], 0,
2380                        sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));
2381
2382                 /* stop loop if key wrapped back to 0 */
2383                 if (key < l->key)
2384                         break;
2385         }
2386
2387         cb->args[3] = key;
2388         cb->args[2] = count;
2389
2390         return skb->len;
2391 }
2392
2393 void __init fib_trie_init(void)
2394 {
2395         fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
2396                                           sizeof(struct fib_alias),
2397                                           0, SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT, NULL);
2398
2399         trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
2400                                            LEAF_SIZE,
2401                                            0, SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT, NULL);
2402 }
2403
2404 struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
2405 {
2406         struct fib_table *tb;
2407         struct trie *t;
2408         size_t sz = sizeof(*tb);
2409
2410         if (!alias)
2411                 sz += sizeof(struct trie);
2412
2413         tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
2414         if (!tb)
2415                 return NULL;
2416
2417         tb->tb_id = id;
2418         tb->tb_num_default = 0;
2419         tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);
2420
2421         if (alias)
2422                 return tb;
2423
2424         t = (struct trie *) tb->tb_data;
2425         t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
2426         t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
2427 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2428         t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
2429         if (!t->stats) {
2430                 kfree(tb);
2431                 tb = NULL;
2432         }
2433 #endif
2434
2435         return tb;
2436 }
2437
2438 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2439 /* Depth first Trie walk iterator */
2440 struct fib_trie_iter {
2441         struct seq_net_private p;
2442         struct fib_table *tb;
2443         struct key_vector *tnode;
2444         unsigned int index;
2445         unsigned int depth;
2446 };
2447
2448 static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
2449 {
2450         unsigned long cindex = iter->index;
2451         struct key_vector *pn = iter->tnode;
2452         t_key pkey;
2453
2454         pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
2455                  iter->tnode, iter->index, iter->depth);
2456
2457         while (!IS_TRIE(pn)) {
2458                 while (cindex < child_length(pn)) {
2459                         struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);
2460
2461                         if (!n)
2462                                 continue;
2463
2464                         if (IS_LEAF(n)) {
2465                                 iter->tnode = pn;
2466                                 iter->index = cindex;
2467                         } else {
2468                                 /* push down one level */
2469                                 iter->tnode = n;
2470                                 iter->index = 0;
2471                                 ++iter->depth;
2472                         }
2473
2474                         return n;
2475                 }
2476
2477                 /* Current node exhausted, pop back up */
2478                 pkey = pn->key;
2479                 pn = node_parent_rcu(pn);
2480                 cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
2481                 --iter->depth;
2482         }
2483
2484         /* record root node so further searches know we are done */
2485         iter->tnode = pn;
2486         iter->index = 0;
2487
2488         return NULL;
2489 }
2490
2491 static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
2492                                              struct trie *t)
2493 {
2494         struct key_vector *n, *pn;
2495
2496         if (!t)
2497                 return NULL;
2498
2499         pn = t->kv;
2500         n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
2501         if (!n)
2502                 return NULL;
2503
2504         if (IS_TNODE(n)) {
2505                 iter->tnode = n;
2506                 iter->index = 0;
2507                 iter->depth = 1;
2508         } else {
2509                 iter->tnode = pn;
2510                 iter->index = 0;
2511                 iter->depth = 0;
2512         }
2513
2514         return n;
2515 }
2516
2517 static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
2518 {
2519         struct key_vector *n;
2520         struct fib_trie_iter iter;
2521
2522         memset(s, 0, sizeof(*s));
2523
2524         rcu_read_lock();
2525         for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
2526                 if (IS_LEAF(n)) {
2527                         struct fib_alias *fa;
2528
2529                         s->leaves++;
2530                         s->totdepth += iter.depth;
2531                         if (iter.depth > s->maxdepth)
2532                                 s->maxdepth = iter.depth;
2533
2534                         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
2535                                 ++s->prefixes;
2536                 } else {
2537                         s->tnodes++;
2538                         if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
2539                                 s->nodesizes[n->bits]++;
2540                         s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
2541                 }
2542         }
2543         rcu_read_unlock();
2544 }
2545
2546 /*
2547  *      This outputs /proc/net/fib_triestats
2548  */
2549 static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
2550 {
2551         unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;
2552
2553         if (stat->leaves)
2554                 avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
2555         else
2556                 avdepth = 0;
2557
2558         seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
2559                    avdepth / 100, avdepth % 100);
2560         seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);
2561
2562         seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
2563         bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;
2564
2565         seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
2566         bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;
2567
2568         seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
2569         bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;
2570
2571         max = MAX_STAT_DEPTH;
2572         while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
2573                 max--;
2574
2575         pointers = 0;
2576         for (i = 1; i < max; i++)
2577                 if (stat->nodesizes[i] != 0) {
2578                         seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
2579                         pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
2580                 }
2581         seq_putc(seq, '\n');
2582         seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);
2583
2584         bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
2585         seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
2586         seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
2587 }
2588
2589 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2590 static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
2591                             const struct trie_use_stats __percpu *stats)
2592 {
2593         struct trie_use_stats s = { 0 };
2594         int cpu;
2595
2596         /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
2597         for_each_possible_cpu(cpu) {
2598                 const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);
2599
2600                 s.gets += pcpu->gets;
2601                 s.backtrack += pcpu->backtrack;
2602                 s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
2603                 s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
2604                 s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
2605                 s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
2606         }
2607
2608         seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
2609         seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
2610         seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
2611         seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
2612                    s.semantic_match_passed);
2613         seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
2614         seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
2615         seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
2616 }
2617 #endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
2618
2619 static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
2620 {
2621         if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
2622                 seq_puts(seq, "Local:\n");
2623         else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
2624                 seq_puts(seq, "Main:\n");
2625         else
2626                 seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
2627 }
2628
2629
2630 static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2631 {
2632         struct net *net = (struct net *)seq->private;
2633         unsigned int h;
2634
2635         seq_printf(seq,
2636                    "Basic info: size of leaf:"
2637                    " %zd bytes, size of tnode: %zd bytes.\n",
2638                    LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));
2639
2640         rcu_read_lock();
2641         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2642                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2643                 struct fib_table *tb;
2644
2645                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2646                         struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
2647                         struct trie_stat stat;
2648
2649                         if (!t)
2650                                 continue;
2651
2652                         fib_table_print(seq, tb);
2653
2654                         trie_collect_stats(t, &stat);
2655                         trie_show_stats(seq, &stat);
2656 #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
2657                         trie_show_usage(seq, t->stats);
2658 #endif
2659                 }
2660                 cond_resched_rcu();
2661         }
2662         rcu_read_unlock();
2663
2664         return 0;
2665 }
2666
2667 static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
2668 {
2669         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2670         struct net *net = seq_file_net(seq);
2671         loff_t idx = 0;
2672         unsigned int h;
2673
2674         for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
2675                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2676                 struct fib_table *tb;
2677
2678                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2679                         struct key_vector *n;
2680
2681                         for (n = fib_trie_get_first(iter,
2682                                                     (struct trie *) tb->tb_data);
2683                              n; n = fib_trie_get_next(iter))
2684                                 if (pos == idx++) {
2685                                         iter->tb = tb;
2686                                         return n;
2687                                 }
2688                 }
2689         }
2690
2691         return NULL;
2692 }
2693
2694 static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2695         __acquires(RCU)
2696 {
2697         rcu_read_lock();
2698         return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
2699 }
2700
2701 static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2702 {
2703         struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2704         struct net *net = seq_file_net(seq);
2705         struct fib_table *tb = iter->tb;
2706         struct hlist_node *tb_node;
2707         unsigned int h;
2708         struct key_vector *n;
2709
2710         ++*pos;
2711         /* next node in same table */
2712         n = fib_trie_get_next(iter);
2713         if (n)
2714                 return n;
2715
2716         /* walk rest of this hash chain */
2717         h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
2718         while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
2719                 tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
2720                 n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2721                 if (n)
2722                         goto found;
2723         }
2724
2725         /* new hash chain */
2726         while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
2727                 struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
2728                 hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
2729                         n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
2730                         if (n)
2731                                 goto found;
2732                 }
2733         }
2734         return NULL;
2735
2736 found:
2737         iter->tb = tb;
2738         return n;
2739 }
2740
2741 static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2742         __releases(RCU)
2743 {
2744         rcu_read_unlock();
2745 }
2746
2747 static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
2748 {
2749         while (n-- > 0)
2750                 seq_puts(seq, "   ");
2751 }
2752
2753 static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
2754 {
2755         switch (s) {
2756         case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
2757         case RT_SCOPE_SITE:     return "site";
2758         case RT_SCOPE_LINK:     return "link";
2759         case RT_SCOPE_HOST:     return "host";
2760         case RT_SCOPE_NOWHERE:  return "nowhere";
2761         default:
2762                 snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
2763                 return buf;
2764         }
2765 }
2766
2767 static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
2768         [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
2769         [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
2770         [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
2771         [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
2772         [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
2773         [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
2774         [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
2775         [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
2776         [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
2777         [RTN_THROW] = "THROW",
2778         [RTN_NAT] = "NAT",
2779         [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
2780 };
2781
2782 static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
2783 {
2784         if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
2785                 return rtn_type_names[t];
2786         snprintf(buf, len, "type %u", t);
2787         return buf;
2788 }
2789
2790 /* Pretty print the trie */
2791 static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2792 {
2793         const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
2794         struct key_vector *n = v;
2795
2796         if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
2797                 fib_table_print(seq, iter->tb);
2798
2799         if (IS_TNODE(n)) {
2800                 __be32 prf = htonl(n->key);
2801
2802                 seq_indent(seq, iter->depth-1);
2803                 seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
2804                            &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
2805                            tn_info(n)->full_children,
2806                            tn_info(n)->empty_children);
2807         } else {
2808                 __be32 val = htonl(n->key);
2809                 struct fib_alias *fa;
2810
2811                 seq_indent(seq, iter->depth);
2812                 seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);
2813
2814                 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
2815                         char buf1[32], buf2[32];
2816
2817                         seq_indent(seq, iter->depth + 1);
2818                         seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
2819                                    KEYLENGTH - fa->fa_slen,
2820                                    rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
2821                                              fa->fa_info->fib_scope),
2822                                    rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
2823                                             fa->fa_type));
2824                         if (fa->fa_tos)
2825                                 seq_printf(seq, " tos=%d", fa->fa_tos);
2826                         seq_putc(seq, '\n');
2827                 }
2828         }
2829
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
2834         .start  = fib_trie_seq_start,
2835         .next   = fib_trie_seq_next,
2836         .stop   = fib_trie_seq_stop,
2837         .show   = fib_trie_seq_show,
2838 };
2839
2840 struct fib_route_iter {
2841         struct seq_net_private p;
2842         struct fib_table *main_tb;
2843         struct key_vector *tnode;
2844         loff_t  pos;
2845         t_key   key;
2846 };
2847
2848 static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
2849                                             loff_t pos)
2850 {
2851         struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
2852         t_key key;
2853
2854         /* use cached location of previously found key */
2855         if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
2856                 key = iter->key;
2857         } else {
2858                 iter->pos = 1;
2859                 key = 0;
2860         }
2861
2862         pos -= iter->pos;
2863
2864         while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) && (pos-- > 0)) {
2865                 key = l->key + 1;
2866                 iter->pos++;
2867                 l = NULL;
2868
2869                 /* handle unlikely case of a key wrap */
2870                 if (!key)
2871                         break;
2872         }
2873
2874         if (l)
2875                 iter->key = l->key;     /* remember it */
2876         else
2877                 iter->pos = 0;          /* forget it */
2878
2879         return l;
2880 }
2881
2882 static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
2883         __acquires(RCU)
2884 {
2885         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2886         struct fib_table *tb;
2887         struct trie *t;
2888
2889         rcu_read_lock();
2890
2891         tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
2892         if (!tb)
2893                 return NULL;
2894
2895         iter->main_tb = tb;
2896         t = (struct trie *)tb->tb_data;
2897         iter->tnode = t->kv;
2898
2899         if (*pos != 0)
2900                 return fib_route_get_idx(iter, *pos);
2901
2902         iter->pos = 0;
2903         iter->key = KEY_MAX;
2904
2905         return SEQ_START_TOKEN;
2906 }
2907
2908 static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
2909 {
2910         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2911         struct key_vector *l = NULL;
2912         t_key key = iter->key + 1;
2913
2914         ++*pos;
2915
2916         /* only allow key of 0 for start of sequence */
2917         if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
2918                 l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);
2919
2920         if (l) {
2921                 iter->key = l->key;
2922                 iter->pos++;
2923         } else {
2924                 iter->pos = 0;
2925         }
2926
2927         return l;
2928 }
2929
2930 static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
2931         __releases(RCU)
2932 {
2933         rcu_read_unlock();
2934 }
2935
2936 static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, struct fib_info *fi)
2937 {
2938         unsigned int flags = 0;
2939
2940         if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
2941                 flags = RTF_REJECT;
2942         if (fi) {
2943                 const struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2944
2945                 if (nhc->nhc_gw.ipv4)
2946                         flags |= RTF_GATEWAY;
2947         }
2948         if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
2949                 flags |= RTF_HOST;
2950         flags |= RTF_UP;
2951         return flags;
2952 }
2953
2954 /*
2955  *      This outputs /proc/net/route.
2956  *      The format of the file is not supposed to be changed
2957  *      and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
2958  *      legacy utilities
2959  */
2960 static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
2961 {
2962         struct fib_route_iter *iter = seq->private;
2963         struct fib_table *tb = iter->main_tb;
2964         struct fib_alias *fa;
2965         struct key_vector *l = v;
2966         __be32 prefix;
2967
2968         if (v == SEQ_START_TOKEN) {
2969                 seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
2970                            "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
2971                            "\tWindow\tIRTT");
2972                 return 0;
2973         }
2974
2975         prefix = htonl(l->key);
2976
2977         hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
2978                 struct fib_info *fi = fa->fa_info;
2979                 __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
2980                 unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);
2981
2982                 if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
2983                     (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
2984                         continue;
2985
2986                 if (fa->tb_id != tb->tb_id)
2987                         continue;
2988
2989                 seq_setwidth(seq, 127);
2990
2991                 if (fi) {
2992                         struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
2993                         __be32 gw = 0;
2994
2995                         if (nhc->nhc_gw_family == AF_INET)
2996                                 gw = nhc->nhc_gw.ipv4;
2997
2998                         seq_printf(seq,
2999                                    "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
3000                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
3001                                    nhc->nhc_dev ? nhc->nhc_dev->name : "*",
3002                                    prefix, gw, flags, 0, 0,
3003                                    fi->fib_priority,
3004                                    mask,
3005                                    (fi->fib_advmss ?
3006                                     fi->fib_advmss + 40 : 0),
3007                                    fi->fib_window,
3008                                    fi->fib_rtt >> 3);
3009                 } else {
3010                         seq_printf(seq,
3011                                    "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
3012                                    "%d\t%08X\t%d\t%u\t%u",
3013                                    prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
3014                                    mask, 0, 0, 0);
3015                 }
3016                 seq_pad(seq, '\n');
3017         }
3018
3019         return 0;
3020 }
3021
3022 static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
3023         .start  = fib_route_seq_start,
3024         .next   = fib_route_seq_next,
3025         .stop   = fib_route_seq_stop,
3026         .show   = fib_route_seq_show,
3027 };
3028
3029 int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
3030 {
3031         if (!proc_create_net("fib_trie", 0444, net->proc_net, &fib_trie_seq_ops,
3032                         sizeof(struct fib_trie_iter)))
3033                 goto out1;
3034
3035         if (!proc_create_net_single("fib_triestat", 0444, net->proc_net,
3036                         fib_triestat_seq_show, NULL))
3037                 goto out2;
3038
3039         if (!proc_create_net("route", 0444, net->proc_net, &fib_route_seq_ops,
3040                         sizeof(struct fib_route_iter)))
3041                 goto out3;
3042
3043         return 0;
3044
3045 out3:
3046         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
3047 out2:
3048         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
3049 out1:
3050         return -ENOMEM;
3051 }
3052
3053 void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
3054 {
3055         remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
3056         remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
3057         remove_proc_entry("route", net->proc_net);
3058 }
3059
3060 #endif /* CONFIG_PROC_FS */