// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 *
 *   Robert Olsson <robert.olsson@its.uu.se> Uppsala Universitet
 *     & Swedish University of Agricultural Sciences.
 *
 *   Jens Laas <jens.laas@data.slu.se> Swedish University of
 *     Agricultural Sciences.
 *
 *   Hans Liss <hans.liss@its.uu.se>  Uppsala Universitet
 *
 * This work is based on the LPC-trie which is originally described in:
 *
 * An experimental study of compression methods for dynamic tries
 * Stefan Nilsson and Matti Tikkanen. Algorithmica, 33(1):19-33, 2002.
 * https://www.csc.kth.se/~snilsson/software/dyntrie2/
 *
 * IP-address lookup using LC-tries. Stefan Nilsson and Gunnar Karlsson
 * IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(6):1083-1092, June 1999
 *
 * Code from fib_hash has been reused which includes the following header:
 *
 * INET  An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
 *  operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
 *  interface as the means of communication with the user level.
 *
 *  IPv4 FIB: lookup engine and maintenance routines.
 *
 * Authors: Alexey Kuznetsov, <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
 *
 * Substantial contributions to this work comes from:
 *
 *  David S. Miller, <davem@davemloft.net>
 *  Stephen Hemminger <shemminger@osdl.org>
 *  Paul E. McKenney <paulmck@us.ibm.com>
 *  Patrick McHardy <kaber@trash.net>
 */
#include <linux/cache.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/bitops.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/socket.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/in.h>
#include <linux/inet.h>
#include <linux/inetdevice.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/if_arp.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/rcupdate.h>
#include <linux/rcupdate_wait.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/notifier.h>
#include <net/net_namespace.h>
#include <net/inet_dscp.h>
#include <net/ip.h>
#include <net/protocol.h>
#include <net/route.h>
#include <net/tcp.h>
#include <net/sock.h>
#include <net/ip_fib.h>
#include <net/fib_notifier.h>
#include <trace/events/fib.h>
#include "fib_lookup.h"

static int call_fib_entry_notifier(struct notifier_block *nb,
       enum fib_event_type event_type, u32 dst,
       int dst_len, struct fib_alias *fa,
       struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct fib_entry_notifier_info info = {
  .info.extack = extack,
  .dst = dst,
  .dst_len = dst_len,
  .fi = fa->fa_info,
  .dscp = fa->fa_dscp,
  .type = fa->fa_type,
  .tb_id = fa->tb_id,
 };
 return call_fib4_notifier(nb, event_type, &info.info);
}

static int call_fib_entry_notifiers(struct net *net,
        enum fib_event_type event_type, u32 dst,
        int dst_len, struct fib_alias *fa,
        struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct fib_entry_notifier_info info = {
  .info.extack = extack,
  .dst = dst,
  .dst_len = dst_len,
  .fi = fa->fa_info,
  .dscp = fa->fa_dscp,
  .type = fa->fa_type,
  .tb_id = fa->tb_id,
 };
 return call_fib4_notifiers(net, event_type, &info.info);
}

#define MAX_STAT_DEPTH 32

#define KEYLENGTH (8*sizeof(t_key))
#define KEY_MAX  ((t_key)~0)

typedef unsigned int t_key;

#define IS_TRIE(n) ((n)->pos >= KEYLENGTH)
#define IS_TNODE(n) ((n)->bits)
#define IS_LEAF(n) (!(n)->bits)

struct key_vector {
 t_key key;
 unsigned char pos;  /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 unsigned char bits;  /* 2log(KEYLENGTH) bits needed */
 unsigned char slen;
 union {
  /* This list pointer if valid if (pos | bits) == 0 (LEAF) */
  struct hlist_head leaf;
  /* This array is valid if (pos | bits) > 0 (TNODE) */
  DECLARE_FLEX_ARRAY(struct key_vector __rcu *, tnode);
 };
};

struct tnode {
 struct rcu_head rcu;
 t_key empty_children;  /* KEYLENGTH bits needed */
 t_key full_children;  /* KEYLENGTH bits needed */
 struct key_vector __rcu *parent;
 struct key_vector kv[1];
#define tn_bits kv[0].bits
};

#define TNODE_SIZE(n) offsetof(struct tnode, kv[0].tnode[n])
#define LEAF_SIZE TNODE_SIZE(1)

#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
struct trie_use_stats {
 unsigned int gets;
 unsigned int backtrack;
 unsigned int semantic_match_passed;
 unsigned int semantic_match_miss;
 unsigned int null_node_hit;
 unsigned int resize_node_skipped;
};
#endif

struct trie_stat {
 unsigned int totdepth;
 unsigned int maxdepth;
 unsigned int tnodes;
 unsigned int leaves;
 unsigned int nullpointers;
 unsigned int prefixes;
 unsigned int nodesizes[MAX_STAT_DEPTH];
};

struct trie {
 struct key_vector kv[1];
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 struct trie_use_stats __percpu *stats;
#endif
};

static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn);
static unsigned int tnode_free_size;

/*
 * synchronize_rcu after call_rcu for outstanding dirty memory; it should be
 * especially useful before resizing the root node with PREEMPT_NONE configs;
 * the value was obtained experimentally, aiming to avoid visible slowdown.
 */
unsigned int sysctl_fib_sync_mem = 512 * 1024;
unsigned int sysctl_fib_sync_mem_min = 64 * 1024;
unsigned int sysctl_fib_sync_mem_max = 64 * 1024 * 1024;

static struct kmem_cache *fn_alias_kmem __ro_after_init;
static struct kmem_cache *trie_leaf_kmem __ro_after_init;

static inline struct tnode *tn_info(struct key_vector *kv)
{
 return container_of(kv, struct tnode, kv[0]);
}

/* caller must hold RTNL */
#define node_parent(tn) rtnl_dereference(tn_info(tn)->parent)
#define get_child(tn, i) rtnl_dereference((tn)->tnode[i])

/* caller must hold RCU read lock or RTNL */
#define node_parent_rcu(tn) rcu_dereference_rtnl(tn_info(tn)->parent)
#define get_child_rcu(tn, i) rcu_dereference_rtnl((tn)->tnode[i])

/* wrapper for rcu_assign_pointer */
static inline void node_set_parent(struct key_vector *n, struct key_vector *tp)
{
 if (n)
  rcu_assign_pointer(tn_info(n)->parent, tp);
}

#define NODE_INIT_PARENT(n, p) RCU_INIT_POINTER(tn_info(n)->parent, p)

/* This provides us with the number of children in this node, in the case of a
 * leaf this will return 0 meaning none of the children are accessible.
 */
static inline unsigned long child_length(const struct key_vector *tn)
{
 return (1ul << tn->bits) & ~(1ul);
}

#define get_cindex(key, kv) (((key) ^ (kv)->key) >> (kv)->pos)

static inline unsigned long get_index(t_key key, struct key_vector *kv)
{
 unsigned long index = key ^ kv->key;

 if ((BITS_PER_LONG <= KEYLENGTH) && (KEYLENGTH == kv->pos))
  return 0;

 return index >> kv->pos;
}

/* To understand this stuff, an understanding of keys and all their bits is
 * necessary. Every node in the trie has a key associated with it, but not
 * all of the bits in that key are significant.
 *
 * Consider a node 'n' and its parent 'tp'.
 *
 * If n is a leaf, every bit in its key is significant. Its presence is
 * necessitated by path compression, since during a tree traversal (when
 * searching for a leaf - unless we are doing an insertion) we will completely
 * ignore all skipped bits we encounter. Thus we need to verify, at the end of
 * a potentially successful search, that we have indeed been walking the
 * correct key path.
 *
 * Note that we can never "miss" the correct key in the tree if present by
 * following the wrong path. Path compression ensures that segments of the key
 * that are the same for all keys with a given prefix are skipped, but the
 * skipped part *is* identical for each node in the subtrie below the skipped
 * bit! trie_insert() in this implementation takes care of that.
 *
 * if n is an internal node - a 'tnode' here, the various parts of its key
 * have many different meanings.
 *
 * Example:
 * _________________________________________________________________
 * | i | i | i | i | i | i | i | N | N | N | S | S | S | S | S | C |
 * -----------------------------------------------------------------
 *  31  30  29  28  27  26  25  24  23  22  21  20  19  18  17  16
 *
 * _________________________________________________________________
 * | C | C | C | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u | u |
 * -----------------------------------------------------------------
 *  15  14  13  12  11  10   9   8   7   6   5   4   3   2   1   0
 *
 * tp->pos = 22
 * tp->bits = 3
 * n->pos = 13
 * n->bits = 4
 *
 * First, let's just ignore the bits that come before the parent tp, that is
 * the bits from (tp->pos + tp->bits) to 31. They are *known* but at this
 * point we do not use them for anything.
 *
 * The bits from (tp->pos) to (tp->pos + tp->bits - 1) - "N", above - are the
 * index into the parent's child array. That is, they will be used to find
 * 'n' among tp's children.
 *
 * The bits from (n->pos + n->bits) to (tp->pos - 1) - "S" - are skipped bits
 * for the node n.
 *
 * All the bits we have seen so far are significant to the node n. The rest
 * of the bits are really not needed or indeed known in n->key.
 *
 * The bits from (n->pos) to (n->pos + n->bits - 1) - "C" - are the index into
 * n's child array, and will of course be different for each child.
 *
 * The rest of the bits, from 0 to (n->pos -1) - "u" - are completely unknown
 * at this point.
 */

static const int halve_threshold = 25;
static const int inflate_threshold = 50;
static const int halve_threshold_root = 15;
static const int inflate_threshold_root = 30;

static inline void alias_free_mem_rcu(struct fib_alias *fa)
{
 kfree_rcu(fa, rcu);
}

#define TNODE_VMALLOC_MAX \
 ilog2((SIZE_MAX - TNODE_SIZE(0)) / sizeof(struct key_vector *))

static void __node_free_rcu(struct rcu_head *head)
{
 struct tnode *n = container_of(head, struct tnode, rcu);

 if (!n->tn_bits)
  kmem_cache_free(trie_leaf_kmem, n);
 else
  kvfree(n);
}

#define node_free(n) call_rcu(&tn_info(n)->rcu, __node_free_rcu)

static struct tnode *tnode_alloc(int bits)
{
 size_t size;

 /* verify bits is within bounds */
 if (bits > TNODE_VMALLOC_MAX)
  return NULL;

 /* determine size and verify it is non-zero and didn't overflow */
 size = TNODE_SIZE(1ul << bits);

 if (size <= PAGE_SIZE)
  return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 else
  return vzalloc(size);
}

static inline void empty_child_inc(struct key_vector *n)
{
 tn_info(n)->empty_children++;

 if (!tn_info(n)->empty_children)
  tn_info(n)->full_children++;
}

static inline void empty_child_dec(struct key_vector *n)
{
 if (!tn_info(n)->empty_children)
  tn_info(n)->full_children--;

 tn_info(n)->empty_children--;
}

static struct key_vector *leaf_new(t_key key, struct fib_alias *fa)
{
 struct key_vector *l;
 struct tnode *kv;

 kv = kmem_cache_alloc(trie_leaf_kmem, GFP_KERNEL);
 if (!kv)
  return NULL;

 /* initialize key vector */
 l = kv->kv;
 l->key = key;
 l->pos = 0;
 l->bits = 0;
 l->slen = fa->fa_slen;

 /* link leaf to fib alias */
 INIT_HLIST_HEAD(&l->leaf);
 hlist_add_head(&fa->fa_list, &l->leaf);

 return l;
}

static struct key_vector *tnode_new(t_key key, int pos, int bits)
{
 unsigned int shift = pos + bits;
 struct key_vector *tn;
 struct tnode *tnode;

 /* verify bits and pos their msb bits clear and values are valid */
 BUG_ON(!bits || (shift > KEYLENGTH));

 tnode = tnode_alloc(bits);
 if (!tnode)
  return NULL;

 pr_debug("AT %p s=%zu %zu\n", tnode, TNODE_SIZE(0),
   sizeof(struct key_vector *) << bits);

 if (bits == KEYLENGTH)
  tnode->full_children = 1;
 else
  tnode->empty_children = 1ul << bits;

 tn = tnode->kv;
 tn->key = (shift < KEYLENGTH) ? (key >> shift) << shift : 0;
 tn->pos = pos;
 tn->bits = bits;
 tn->slen = pos;

 return tn;
}

/* Check whether a tnode 'n' is "full", i.e. it is an internal node
 * and no bits are skipped. See discussion in dyntree paper p. 6
 */
static inline int tnode_full(struct key_vector *tn, struct key_vector *n)
{
 return n && ((n->pos + n->bits) == tn->pos) && IS_TNODE(n);
}

/* Add a child at position i overwriting the old value.
 * Update the value of full_children and empty_children.
 */
static void put_child(struct key_vector *tn, unsigned long i,
        struct key_vector *n)
{
 struct key_vector *chi = get_child(tn, i);
 int isfull, wasfull;

 BUG_ON(i >= child_length(tn));

 /* update emptyChildren, overflow into fullChildren */
 if (!n && chi)
  empty_child_inc(tn);
 if (n && !chi)
  empty_child_dec(tn);

 /* update fullChildren */
 wasfull = tnode_full(tn, chi);
 isfull = tnode_full(tn, n);

 if (wasfull && !isfull)
  tn_info(tn)->full_children--;
 else if (!wasfull && isfull)
  tn_info(tn)->full_children++;

 if (n && (tn->slen < n->slen))
  tn->slen = n->slen;

 rcu_assign_pointer(tn->tnode[i], n);
}

static void update_children(struct key_vector *tn)
{
 unsigned long i;

 /* update all of the child parent pointers */
 for (i = child_length(tn); i;) {
  struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);

  if (!inode)
   continue;

  /* Either update the children of a tnode that
   * already belongs to us or update the child
   * to point to ourselves.
 */
  if (node_parent(inode) == tn)
   update_children(inode);
  else
   node_set_parent(inode, tn);
 }
}

static inline void put_child_root(struct key_vector *tp, t_key key,
      struct key_vector *n)
{
 if (IS_TRIE(tp))
  rcu_assign_pointer(tp->tnode[0], n);
 else
  put_child(tp, get_index(key, tp), n);
}

static inline void tnode_free_init(struct key_vector *tn)
{
 tn_info(tn)->rcu.next = NULL;
}

static inline void tnode_free_append(struct key_vector *tn,
         struct key_vector *n)
{
 tn_info(n)->rcu.next = tn_info(tn)->rcu.next;
 tn_info(tn)->rcu.next = &tn_info(n)->rcu;
}

static void tnode_free(struct key_vector *tn)
{
 struct callback_head *head = &tn_info(tn)->rcu;

 while (head) {
  head = head->next;
  tnode_free_size += TNODE_SIZE(1ul << tn->bits);
  node_free(tn);

  tn = container_of(head, struct tnode, rcu)->kv;
 }

 if (tnode_free_size >= READ_ONCE(sysctl_fib_sync_mem)) {
  tnode_free_size = 0;
  synchronize_net();
 }
}

static struct key_vector *replace(struct trie *t,
      struct key_vector *oldtnode,
      struct key_vector *tn)
{
 struct key_vector *tp = node_parent(oldtnode);
 unsigned long i;

 /* setup the parent pointer out of and back into this node */
 NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
 put_child_root(tp, tn->key, tn);

 /* update all of the child parent pointers */
 update_children(tn);

 /* all pointers should be clean so we are done */
 tnode_free(oldtnode);

 /* resize children now that oldtnode is freed */
 for (i = child_length(tn); i;) {
  struct key_vector *inode = get_child(tn, --i);

  /* resize child node */
  if (tnode_full(tn, inode))
   tn = resize(t, inode);
 }

 return tp;
}

static struct key_vector *inflate(struct trie *t,
      struct key_vector *oldtnode)
{
 struct key_vector *tn;
 unsigned long i;
 t_key m;

 pr_debug("In inflate\n");

 tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos - 1, oldtnode->bits + 1);
 if (!tn)
  goto notnode;

 /* prepare oldtnode to be freed */
 tnode_free_init(oldtnode);

 /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
  * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
  * point to existing tnodes and the links between our allocated
  * nodes.
 */
 for (i = child_length(oldtnode), m = 1u << tn->pos; i;) {
  struct key_vector *inode = get_child(oldtnode, --i);
  struct key_vector *node0, *node1;
  unsigned long j, k;

  /* An empty child */
  if (!inode)
   continue;

  /* A leaf or an internal node with skipped bits */
  if (!tnode_full(oldtnode, inode)) {
   put_child(tn, get_index(inode->key, tn), inode);
   continue;
  }

  /* drop the node in the old tnode free list */
  tnode_free_append(oldtnode, inode);

  /* An internal node with two children */
  if (inode->bits == 1) {
   put_child(tn, 2 * i + 1, get_child(inode, 1));
   put_child(tn, 2 * i, get_child(inode, 0));
   continue;
  }

  /* We will replace this node 'inode' with two new
   * ones, 'node0' and 'node1', each with half of the
   * original children. The two new nodes will have
   * a position one bit further down the key and this
   * means that the "significant" part of their keys
   * (see the discussion near the top of this file)
   * will differ by one bit, which will be "0" in
   * node0's key and "1" in node1's key. Since we are
   * moving the key position by one step, the bit that
   * we are moving away from - the bit at position
   * (tn->pos) - is the one that will differ between
   * node0 and node1. So... we synthesize that bit in the
   * two new keys.
 */
  node1 = tnode_new(inode->key | m, inode->pos, inode->bits - 1);
  if (!node1)
   goto nomem;
  node0 = tnode_new(inode->key, inode->pos, inode->bits - 1);

  tnode_free_append(tn, node1);
  if (!node0)
   goto nomem;
  tnode_free_append(tn, node0);

  /* populate child pointers in new nodes */
  for (k = child_length(inode), j = k / 2; j;) {
   put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
   put_child(node0, j, get_child(inode, j));
   put_child(node1, --j, get_child(inode, --k));
   put_child(node0, j, get_child(inode, j));
  }

  /* link new nodes to parent */
  NODE_INIT_PARENT(node1, tn);
  NODE_INIT_PARENT(node0, tn);

  /* link parent to nodes */
  put_child(tn, 2 * i + 1, node1);
  put_child(tn, 2 * i, node0);
 }

 /* setup the parent pointers into and out of this node */
 return replace(t, oldtnode, tn);
nomem:
 /* all pointers should be clean so we are done */
 tnode_free(tn);
notnode:
 return NULL;
}

static struct key_vector *halve(struct trie *t,
    struct key_vector *oldtnode)
{
 struct key_vector *tn;
 unsigned long i;

 pr_debug("In halve\n");

 tn = tnode_new(oldtnode->key, oldtnode->pos + 1, oldtnode->bits - 1);
 if (!tn)
  goto notnode;

 /* prepare oldtnode to be freed */
 tnode_free_init(oldtnode);

 /* Assemble all of the pointers in our cluster, in this case that
  * represents all of the pointers out of our allocated nodes that
  * point to existing tnodes and the links between our allocated
  * nodes.
 */
 for (i = child_length(oldtnode); i;) {
  struct key_vector *node1 = get_child(oldtnode, --i);
  struct key_vector *node0 = get_child(oldtnode, --i);
  struct key_vector *inode;

  /* At least one of the children is empty */
  if (!node1 || !node0) {
   put_child(tn, i / 2, node1 ? : node0);
   continue;
  }

  /* Two nonempty children */
  inode = tnode_new(node0->key, oldtnode->pos, 1);
  if (!inode)
   goto nomem;
  tnode_free_append(tn, inode);

  /* initialize pointers out of node */
  put_child(inode, 1, node1);
  put_child(inode, 0, node0);
  NODE_INIT_PARENT(inode, tn);

  /* link parent to node */
  put_child(tn, i / 2, inode);
 }

 /* setup the parent pointers into and out of this node */
 return replace(t, oldtnode, tn);
nomem:
 /* all pointers should be clean so we are done */
 tnode_free(tn);
notnode:
 return NULL;
}

static struct key_vector *collapse(struct trie *t,
       struct key_vector *oldtnode)
{
 struct key_vector *n, *tp;
 unsigned long i;

 /* scan the tnode looking for that one child that might still exist */
 for (n = NULL, i = child_length(oldtnode); !n && i;)
  n = get_child(oldtnode, --i);

 /* compress one level */
 tp = node_parent(oldtnode);
 put_child_root(tp, oldtnode->key, n);
 node_set_parent(n, tp);

 /* drop dead node */
 node_free(oldtnode);

 return tp;
}

static unsigned char update_suffix(struct key_vector *tn)
{
 unsigned char slen = tn->pos;
 unsigned long stride, i;
 unsigned char slen_max;

 /* only vector 0 can have a suffix length greater than or equal to
  * tn->pos + tn->bits, the second highest node will have a suffix
  * length at most of tn->pos + tn->bits - 1
 */
 slen_max = min_t(unsigned char, tn->pos + tn->bits - 1, tn->slen);

 /* search though the list of children looking for nodes that might
  * have a suffix greater than the one we currently have.  This is
  * why we start with a stride of 2 since a stride of 1 would
  * represent the nodes with suffix length equal to tn->pos
 */
 for (i = 0, stride = 0x2ul ; i < child_length(tn); i += stride) {
  struct key_vector *n = get_child(tn, i);

  if (!n || (n->slen <= slen))
   continue;

  /* update stride and slen based on new value */
  stride <<= (n->slen - slen);
  slen = n->slen;
  i &= ~(stride - 1);

  /* stop searching if we have hit the maximum possible value */
  if (slen >= slen_max)
   break;
 }

 tn->slen = slen;

 return slen;
}

/* From "Implementing a dynamic compressed trie" by Stefan Nilsson of
 * the Helsinki University of Technology and Matti Tikkanen of Nokia
 * Telecommunications, page 6:
 * "A node is doubled if the ratio of non-empty children to all
 * children in the *doubled* node is at least 'high'."
 *
 * 'high' in this instance is the variable 'inflate_threshold'. It
 * is expressed as a percentage, so we multiply it with
 * child_length() and instead of multiplying by 2 (since the
 * child array will be doubled by inflate()) and multiplying
 * the left-hand side by 100 (to handle the percentage thing) we
 * multiply the left-hand side by 50.
 *
 * The left-hand side may look a bit weird: child_length(tn)
 * - tn->empty_children is of course the number of non-null children
 * in the current node. tn->full_children is the number of "full"
 * children, that is non-null tnodes with a skip value of 0.
 * All of those will be doubled in the resulting inflated tnode, so
 * we just count them one extra time here.
 *
 * A clearer way to write this would be:
 *
 * to_be_doubled = tn->full_children;
 * not_to_be_doubled = child_length(tn) - tn->empty_children -
 *     tn->full_children;
 *
 * new_child_length = child_length(tn) * 2;
 *
 * new_fill_factor = 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) /
 *      new_child_length;
 * if (new_fill_factor >= inflate_threshold)
 *
 * ...and so on, tho it would mess up the while () loop.
 *
 * anyway,
 * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) / new_child_length >=
 *      inflate_threshold
 *
 * avoid a division:
 * 100 * (not_to_be_doubled + 2*to_be_doubled) >=
 *      inflate_threshold * new_child_length
 *
 * expand not_to_be_doubled and to_be_doubled, and shorten:
 * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 *    tn->full_children) >= inflate_threshold * new_child_length
 *
 * expand new_child_length:
 * 100 * (child_length(tn) - tn->empty_children +
 *    tn->full_children) >=
 *      inflate_threshold * child_length(tn) * 2
 *
 * shorten again:
 * 50 * (tn->full_children + child_length(tn) -
 *    tn->empty_children) >= inflate_threshold *
 *    child_length(tn)
 *
 */
static inline bool should_inflate(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
{
 unsigned long used = child_length(tn);
 unsigned long threshold = used;

 /* Keep root node larger */
 threshold *= IS_TRIE(tp) ? inflate_threshold_root : inflate_threshold;
 used -= tn_info(tn)->empty_children;
 used += tn_info(tn)->full_children;

 /* if bits == KEYLENGTH then pos = 0, and will fail below */

 return (used > 1) && tn->pos && ((50 * used) >= threshold);
}

static inline bool should_halve(struct key_vector *tp, struct key_vector *tn)
{
 unsigned long used = child_length(tn);
 unsigned long threshold = used;

 /* Keep root node larger */
 threshold *= IS_TRIE(tp) ? halve_threshold_root : halve_threshold;
 used -= tn_info(tn)->empty_children;

 /* if bits == KEYLENGTH then used = 100% on wrap, and will fail below */

 return (used > 1) && (tn->bits > 1) && ((100 * used) < threshold);
}

static inline bool should_collapse(struct key_vector *tn)
{
 unsigned long used = child_length(tn);

 used -= tn_info(tn)->empty_children;

 /* account for bits == KEYLENGTH case */
 if ((tn->bits == KEYLENGTH) && tn_info(tn)->full_children)
  used -= KEY_MAX;

 /* One child or none, time to drop us from the trie */
 return used < 2;
}

#define MAX_WORK 10
static struct key_vector *resize(struct trie *t, struct key_vector *tn)
{
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
#endif
 struct key_vector *tp = node_parent(tn);
 unsigned long cindex = get_index(tn->key, tp);
 int max_work = MAX_WORK;

 pr_debug("In tnode_resize %p inflate_threshold=%d threshold=%d\n",
   tn, inflate_threshold, halve_threshold);

 /* track the tnode via the pointer from the parent instead of
  * doing it ourselves.  This way we can let RCU fully do its
  * thing without us interfering
 */
 BUG_ON(tn != get_child(tp, cindex));

 /* Double as long as the resulting node has a number of
  * nonempty nodes that are above the threshold.
 */
 while (should_inflate(tp, tn) && max_work) {
  tp = inflate(t, tn);
  if (!tp) {
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
   this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
#endif
   break;
  }

  max_work--;
  tn = get_child(tp, cindex);
 }

 /* update parent in case inflate failed */
 tp = node_parent(tn);

 /* Return if at least one inflate is run */
 if (max_work != MAX_WORK)
  return tp;

 /* Halve as long as the number of empty children in this
  * node is above threshold.
 */
 while (should_halve(tp, tn) && max_work) {
  tp = halve(t, tn);
  if (!tp) {
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
   this_cpu_inc(stats->resize_node_skipped);
#endif
   break;
  }

  max_work--;
  tn = get_child(tp, cindex);
 }

 /* Only one child remains */
 if (should_collapse(tn))
  return collapse(t, tn);

 /* update parent in case halve failed */
 return node_parent(tn);
}

static void node_pull_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
{
 unsigned char node_slen = tn->slen;

 while ((node_slen > tn->pos) && (node_slen > slen)) {
  slen = update_suffix(tn);
  if (node_slen == slen)
   break;

  tn = node_parent(tn);
  node_slen = tn->slen;
 }
}

static void node_push_suffix(struct key_vector *tn, unsigned char slen)
{
 while (tn->slen < slen) {
  tn->slen = slen;
  tn = node_parent(tn);
 }
}

/* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
static struct key_vector *fib_find_node(struct trie *t,
     struct key_vector **tp, u32 key)
{
 struct key_vector *pn, *n = t->kv;
 unsigned long index = 0;

 do {
  pn = n;
  n = get_child_rcu(n, index);

  if (!n)
   break;

  index = get_cindex(key, n);

  /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
   * checks into a single check.  The prefix consists of the
   * prefix plus zeros for the bits in the cindex. The index
   * is the difference between the key and this value.  From
   * this we can actually derive several pieces of data.
   *   if (index >= (1ul << bits))
   *     we have a mismatch in skip bits and failed
   *   else
   *     we know the value is cindex
   *
   * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
   * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
   * long is greater than 32 bits.
 */
  if (index >= (1ul << n->bits)) {
   n = NULL;
   break;
  }

  /* keep searching until we find a perfect match leaf or NULL */
 } while (IS_TNODE(n));

 *tp = pn;

 return n;
}

/* Return the first fib alias matching DSCP with
 * priority less than or equal to PRIO.
 * If 'find_first' is set, return the first matching
 * fib alias, regardless of DSCP and priority.
 */
static struct fib_alias *fib_find_alias(struct hlist_head *fah, u8 slen,
     dscp_t dscp, u32 prio, u32 tb_id,
     bool find_first)
{
 struct fib_alias *fa;

 if (!fah)
  return NULL;

 hlist_for_each_entry(fa, fah, fa_list) {
  /* Avoid Sparse warning when using dscp_t in inequalities */
  u8 __fa_dscp = inet_dscp_to_dsfield(fa->fa_dscp);
  u8 __dscp = inet_dscp_to_dsfield(dscp);

  if (fa->fa_slen < slen)
   continue;
  if (fa->fa_slen != slen)
   break;
  if (fa->tb_id > tb_id)
   continue;
  if (fa->tb_id != tb_id)
   break;
  if (find_first)
   return fa;
  if (__fa_dscp > __dscp)
   continue;
  if (fa->fa_info->fib_priority >= prio || __fa_dscp < __dscp)
   return fa;
 }

 return NULL;
}

static struct fib_alias *
fib_find_matching_alias(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
{
 u8 slen = KEYLENGTH - fri->dst_len;
 struct key_vector *l, *tp;
 struct fib_table *tb;
 struct fib_alias *fa;
 struct trie *t;

 tb = fib_get_table(net, fri->tb_id);
 if (!tb)
  return NULL;

 t = (struct trie *)tb->tb_data;
 l = fib_find_node(t, &tp, be32_to_cpu(fri->dst));
 if (!l)
  return NULL;

 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
  if (fa->fa_slen == slen && fa->tb_id == fri->tb_id &&
      fa->fa_dscp == fri->dscp && fa->fa_info == fri->fi &&
      fa->fa_type == fri->type)
   return fa;
 }

 return NULL;
}

void fib_alias_hw_flags_set(struct net *net, const struct fib_rt_info *fri)
{
 u8 fib_notify_on_flag_change;
 struct fib_alias *fa_match;
 struct sk_buff *skb;
 int err;

 rcu_read_lock();

 fa_match = fib_find_matching_alias(net, fri);
 if (!fa_match)
  goto out;

 /* These are paired with the WRITE_ONCE() happening in this function.
  * The reason is that we are only protected by RCU at this point.
 */
 if (READ_ONCE(fa_match->offload) == fri->offload &&
     READ_ONCE(fa_match->trap) == fri->trap &&
     READ_ONCE(fa_match->offload_failed) == fri->offload_failed)
  goto out;

 WRITE_ONCE(fa_match->offload, fri->offload);
 WRITE_ONCE(fa_match->trap, fri->trap);

 fib_notify_on_flag_change = READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_fib_notify_on_flag_change);

 /* 2 means send notifications only if offload_failed was changed. */
 if (fib_notify_on_flag_change == 2 &&
     READ_ONCE(fa_match->offload_failed) == fri->offload_failed)
  goto out;

 WRITE_ONCE(fa_match->offload_failed, fri->offload_failed);

 if (!fib_notify_on_flag_change)
  goto out;

 skb = nlmsg_new(fib_nlmsg_size(fa_match->fa_info), GFP_ATOMIC);
 if (!skb) {
  err = -ENOBUFS;
  goto errout;
 }

 err = fib_dump_info(skb, 0, 0, RTM_NEWROUTE, fri, 0);
 if (err < 0) {
  /* -EMSGSIZE implies BUG in fib_nlmsg_size() */
  WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
  kfree_skb(skb);
  goto errout;
 }

 rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_IPV4_ROUTE, NULL, GFP_ATOMIC);
 goto out;

errout:
 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_IPV4_ROUTE, err);
out:
 rcu_read_unlock();
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_alias_hw_flags_set);

static void trie_rebalance(struct trie *t, struct key_vector *tn)
{
 while (!IS_TRIE(tn))
  tn = resize(t, tn);
}

static int fib_insert_node(struct trie *t, struct key_vector *tp,
      struct fib_alias *new, t_key key)
{
 struct key_vector *n, *l;

 l = leaf_new(key, new);
 if (!l)
  goto noleaf;

 /* retrieve child from parent node */
 n = get_child(tp, get_index(key, tp));

 /* Case 2: n is a LEAF or a TNODE and the key doesn't match.
  *
  *  Add a new tnode here
  *  first tnode need some special handling
  *  leaves us in position for handling as case 3
 */
 if (n) {
  struct key_vector *tn;

  tn = tnode_new(key, __fls(key ^ n->key), 1);
  if (!tn)
   goto notnode;

  /* initialize routes out of node */
  NODE_INIT_PARENT(tn, tp);
  put_child(tn, get_index(key, tn) ^ 1, n);

  /* start adding routes into the node */
  put_child_root(tp, key, tn);
  node_set_parent(n, tn);

  /* parent now has a NULL spot where the leaf can go */
  tp = tn;
 }

 /* Case 3: n is NULL, and will just insert a new leaf */
 node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
 NODE_INIT_PARENT(l, tp);
 put_child_root(tp, key, l);
 trie_rebalance(t, tp);

 return 0;
notnode:
 node_free(l);
noleaf:
 return -ENOMEM;
}

static int fib_insert_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
       struct key_vector *l, struct fib_alias *new,
       struct fib_alias *fa, t_key key)
{
 if (!l)
  return fib_insert_node(t, tp, new, key);

 if (fa) {
  hlist_add_before_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
 } else {
  struct fib_alias *last;

  hlist_for_each_entry(last, &l->leaf, fa_list) {
   if (new->fa_slen < last->fa_slen)
    break;
   if ((new->fa_slen == last->fa_slen) &&
       (new->tb_id > last->tb_id))
    break;
   fa = last;
  }

  if (fa)
   hlist_add_behind_rcu(&new->fa_list, &fa->fa_list);
  else
   hlist_add_head_rcu(&new->fa_list, &l->leaf);
 }

 /* if we added to the tail node then we need to update slen */
 if (l->slen < new->fa_slen) {
  l->slen = new->fa_slen;
  node_push_suffix(tp, new->fa_slen);
 }

 return 0;
}

static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
        struct key_vector *l, struct fib_alias *old);

/* Caller must hold RTNL. */
int fib_table_insert(struct net *net, struct fib_table *tb,
       struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct fib_alias *fa, *new_fa;
 struct key_vector *l, *tp;
 u16 nlflags = NLM_F_EXCL;
 struct fib_info *fi;
 u8 plen = cfg->fc_dst_len;
 u8 slen = KEYLENGTH - plen;
 dscp_t dscp;
 u32 key;
 int err;

 key = ntohl(cfg->fc_dst);

 pr_debug("Insert table=%u %08x/%d\n", tb->tb_id, key, plen);

 fi = fib_create_info(cfg, extack);
 if (IS_ERR(fi)) {
  err = PTR_ERR(fi);
  goto err;
 }

 dscp = cfg->fc_dscp;
 l = fib_find_node(t, &tp, key);
 fa = l ? fib_find_alias(&l->leaf, slen, dscp, fi->fib_priority,
    tb->tb_id, false) : NULL;

 /* Now fa, if non-NULL, points to the first fib alias
  * with the same keys [prefix,dscp,priority], if such key already
  * exists or to the node before which we will insert new one.
  *
  * If fa is NULL, we will need to allocate a new one and
  * insert to the tail of the section matching the suffix length
  * of the new alias.
 */

 if (fa && fa->fa_dscp == dscp &&
     fa->fa_info->fib_priority == fi->fib_priority) {
  struct fib_alias *fa_first, *fa_match;

  err = -EEXIST;
  if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_EXCL)
   goto out;

  nlflags &= ~NLM_F_EXCL;

  /* We have 2 goals:
   * 1. Find exact match for type, scope, fib_info to avoid
   * duplicate routes
   * 2. Find next 'fa' (or head), NLM_F_APPEND inserts before it
 */
  fa_match = NULL;
  fa_first = fa;
  hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
   if ((fa->fa_slen != slen) ||
       (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
       (fa->fa_dscp != dscp))
    break;
   if (fa->fa_info->fib_priority != fi->fib_priority)
    break;
   if (fa->fa_type == cfg->fc_type &&
       fa->fa_info == fi) {
    fa_match = fa;
    break;
   }
  }

  if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_REPLACE) {
   struct fib_info *fi_drop;
   u8 state;

   nlflags |= NLM_F_REPLACE;
   fa = fa_first;
   if (fa_match) {
    if (fa == fa_match)
     err = 0;
    goto out;
   }
   err = -ENOBUFS;
   new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
   if (!new_fa)
    goto out;

   fi_drop = fa->fa_info;
   new_fa->fa_dscp = fa->fa_dscp;
   new_fa->fa_info = fi;
   new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
   state = fa->fa_state;
   new_fa->fa_state = state & ~FA_S_ACCESSED;
   new_fa->fa_slen = fa->fa_slen;
   new_fa->tb_id = tb->tb_id;
   new_fa->fa_default = -1;
   new_fa->offload = 0;
   new_fa->trap = 0;
   new_fa->offload_failed = 0;

   hlist_replace_rcu(&fa->fa_list, &new_fa->fa_list);

   if (fib_find_alias(&l->leaf, fa->fa_slen, 0, 0,
        tb->tb_id, true) == new_fa) {
    enum fib_event_type fib_event;

    fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
    err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event,
              key, plen,
              new_fa, extack);
    if (err) {
     hlist_replace_rcu(&new_fa->fa_list,
         &fa->fa_list);
     goto out_free_new_fa;
    }
   }

   rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen,
      tb->tb_id, &cfg->fc_nlinfo, nlflags);

   alias_free_mem_rcu(fa);

   fib_release_info(fi_drop);
   if (state & FA_S_ACCESSED)
    rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);

   goto succeeded;
  }
  /* Error if we find a perfect match which
   * uses the same scope, type, and nexthop
   * information.
 */
  if (fa_match)
   goto out;

  if (cfg->fc_nlflags & NLM_F_APPEND)
   nlflags |= NLM_F_APPEND;
  else
   fa = fa_first;
 }
 err = -ENOENT;
 if (!(cfg->fc_nlflags & NLM_F_CREATE))
  goto out;

 nlflags |= NLM_F_CREATE;
 err = -ENOBUFS;
 new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
 if (!new_fa)
  goto out;

 new_fa->fa_info = fi;
 new_fa->fa_dscp = dscp;
 new_fa->fa_type = cfg->fc_type;
 new_fa->fa_state = 0;
 new_fa->fa_slen = slen;
 new_fa->tb_id = tb->tb_id;
 new_fa->fa_default = -1;
 new_fa->offload = 0;
 new_fa->trap = 0;
 new_fa->offload_failed = 0;

 /* Insert new entry to the list. */
 err = fib_insert_alias(t, tp, l, new_fa, fa, key);
 if (err)
  goto out_free_new_fa;

 /* The alias was already inserted, so the node must exist. */
 l = l ? l : fib_find_node(t, &tp, key);
 if (WARN_ON_ONCE(!l)) {
  err = -ENOENT;
  goto out_free_new_fa;
 }

 if (fib_find_alias(&l->leaf, new_fa->fa_slen, 0, 0, tb->tb_id, true) ==
     new_fa) {
  enum fib_event_type fib_event;

  fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
  err = call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, plen,
            new_fa, extack);
  if (err)
   goto out_remove_new_fa;
 }

 if (!plen)
  tb->tb_num_default++;

 rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);
 rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(key), new_fa, plen, new_fa->tb_id,
    &cfg->fc_nlinfo, nlflags);
succeeded:
 return 0;

out_remove_new_fa:
 fib_remove_alias(t, tp, l, new_fa);
out_free_new_fa:
 kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
out:
 fib_release_info(fi);
err:
 return err;
}

static inline t_key prefix_mismatch(t_key key, struct key_vector *n)
{
 t_key prefix = n->key;

 return (key ^ prefix) & (prefix | -prefix);
}

bool fib_lookup_good_nhc(const struct fib_nh_common *nhc, int fib_flags,
    const struct flowi4 *flp)
{
 if (nhc->nhc_flags & RTNH_F_DEAD)
  return false;

 if (ip_ignore_linkdown(nhc->nhc_dev) &&
     nhc->nhc_flags & RTNH_F_LINKDOWN &&
     !(fib_flags & FIB_LOOKUP_IGNORE_LINKSTATE))
  return false;

 if (flp->flowi4_oif && flp->flowi4_oif != nhc->nhc_oif)
  return false;

 return true;
}

/* should be called with rcu_read_lock */
int fib_table_lookup(struct fib_table *tb, const struct flowi4 *flp,
       struct fib_result *res, int fib_flags)
{
 struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 struct trie_use_stats __percpu *stats = t->stats;
#endif
 const t_key key = ntohl(flp->daddr);
 struct key_vector *n, *pn;
 struct fib_alias *fa;
 unsigned long index;
 t_key cindex;

 pn = t->kv;
 cindex = 0;

 n = get_child_rcu(pn, cindex);
 if (!n) {
  trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, -EAGAIN);
  return -EAGAIN;
 }

#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 this_cpu_inc(stats->gets);
#endif

 /* Step 1: Travel to the longest prefix match in the trie */
 for (;;) {
  index = get_cindex(key, n);

  /* This bit of code is a bit tricky but it combines multiple
   * checks into a single check.  The prefix consists of the
   * prefix plus zeros for the "bits" in the prefix. The index
   * is the difference between the key and this value.  From
   * this we can actually derive several pieces of data.
   *   if (index >= (1ul << bits))
   *     we have a mismatch in skip bits and failed
   *   else
   *     we know the value is cindex
   *
   * This check is safe even if bits == KEYLENGTH due to the
   * fact that we can only allocate a node with 32 bits if a
   * long is greater than 32 bits.
 */
  if (index >= (1ul << n->bits))
   break;

  /* we have found a leaf. Prefixes have already been compared */
  if (IS_LEAF(n))
   goto found;

  /* only record pn and cindex if we are going to be chopping
   * bits later.  Otherwise we are just wasting cycles.
 */
  if (n->slen > n->pos) {
   pn = n;
   cindex = index;
  }

  n = get_child_rcu(n, index);
  if (unlikely(!n))
   goto backtrace;
 }

 /* Step 2: Sort out leaves and begin backtracing for longest prefix */
 for (;;) {
  /* record the pointer where our next node pointer is stored */
  struct key_vector __rcu **cptr = n->tnode;

  /* This test verifies that none of the bits that differ
   * between the key and the prefix exist in the region of
   * the lsb and higher in the prefix.
 */
  if (unlikely(prefix_mismatch(key, n)) || (n->slen == n->pos))
   goto backtrace;

  /* exit out and process leaf */
  if (unlikely(IS_LEAF(n)))
   break;

  /* Don't bother recording parent info.  Since we are in
   * prefix match mode we will have to come back to wherever
   * we started this traversal anyway
 */

  while ((n = rcu_dereference(*cptr)) == NULL) {
backtrace:
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
   if (!n)
    this_cpu_inc(stats->null_node_hit);
#endif
   /* If we are at cindex 0 there are no more bits for
    * us to strip at this level so we must ascend back
    * up one level to see if there are any more bits to
    * be stripped there.
 */
   while (!cindex) {
    t_key pkey = pn->key;

    /* If we don't have a parent then there is
     * nothing for us to do as we do not have any
     * further nodes to parse.
 */
    if (IS_TRIE(pn)) {
     trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp,
              NULL, -EAGAIN);
     return -EAGAIN;
    }
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
    this_cpu_inc(stats->backtrack);
#endif
    /* Get Child's index */
    pn = node_parent_rcu(pn);
    cindex = get_index(pkey, pn);
   }

   /* strip the least significant bit from the cindex */
   cindex &= cindex - 1;

   /* grab pointer for next child node */
   cptr = &pn->tnode[cindex];
  }
 }

found:
 /* this line carries forward the xor from earlier in the function */
 index = key ^ n->key;

 /* Step 3: Process the leaf, if that fails fall back to backtracing */
 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
  struct fib_info *fi = fa->fa_info;
  struct fib_nh_common *nhc;
  int nhsel, err;

  if ((BITS_PER_LONG > KEYLENGTH) || (fa->fa_slen < KEYLENGTH)) {
   if (index >= (1ul << fa->fa_slen))
    continue;
  }
  if (fa->fa_dscp && !fib_dscp_masked_match(fa->fa_dscp, flp))
   continue;
  /* Paired with WRITE_ONCE() in fib_release_info() */
  if (READ_ONCE(fi->fib_dead))
   continue;
  if (fa->fa_info->fib_scope < flp->flowi4_scope)
   continue;
  fib_alias_accessed(fa);
  err = fib_props[fa->fa_type].error;
  if (unlikely(err < 0)) {
out_reject:
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
   this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
#endif
   trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, NULL, err);
   return err;
  }
  if (fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD)
   continue;

  if (unlikely(fi->nh)) {
   if (nexthop_is_blackhole(fi->nh)) {
    err = fib_props[RTN_BLACKHOLE].error;
    goto out_reject;
   }

   nhc = nexthop_get_nhc_lookup(fi->nh, fib_flags, flp,
           &nhsel);
   if (nhc)
    goto set_result;
   goto miss;
  }

  for (nhsel = 0; nhsel < fib_info_num_path(fi); nhsel++) {
   nhc = fib_info_nhc(fi, nhsel);

   if (!fib_lookup_good_nhc(nhc, fib_flags, flp))
    continue;
set_result:
   if (!(fib_flags & FIB_LOOKUP_NOREF))
    refcount_inc(&fi->fib_clntref);

   res->prefix = htonl(n->key);
   res->prefixlen = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
   res->nh_sel = nhsel;
   res->nhc = nhc;
   res->type = fa->fa_type;
   res->scope = fi->fib_scope;
   res->dscp = fa->fa_dscp;
   res->fi = fi;
   res->table = tb;
   res->fa_head = &n->leaf;
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
   this_cpu_inc(stats->semantic_match_passed);
#endif
   trace_fib_table_lookup(tb->tb_id, flp, nhc, err);

   return err;
  }
 }
miss:
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 this_cpu_inc(stats->semantic_match_miss);
#endif
 goto backtrace;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(fib_table_lookup);

static void fib_remove_alias(struct trie *t, struct key_vector *tp,
        struct key_vector *l, struct fib_alias *old)
{
 /* record the location of the previous list_info entry */
 struct hlist_node **pprev = old->fa_list.pprev;
 struct fib_alias *fa = hlist_entry(pprev, typeof(*fa), fa_list.next);

 /* remove the fib_alias from the list */
 hlist_del_rcu(&old->fa_list);

 /* if we emptied the list this leaf will be freed and we can sort
  * out parent suffix lengths as a part of trie_rebalance
 */
 if (hlist_empty(&l->leaf)) {
  if (tp->slen == l->slen)
   node_pull_suffix(tp, tp->pos);
  put_child_root(tp, l->key, NULL);
  node_free(l);
  trie_rebalance(t, tp);
  return;
 }

 /* only access fa if it is pointing at the last valid hlist_node */
 if (*pprev)
  return;

 /* update the trie with the latest suffix length */
 l->slen = fa->fa_slen;
 node_pull_suffix(tp, fa->fa_slen);
}

static void fib_notify_alias_delete(struct net *net, u32 key,
        struct hlist_head *fah,
        struct fib_alias *fa_to_delete,
        struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct fib_alias *fa_next, *fa_to_notify;
 u32 tb_id = fa_to_delete->tb_id;
 u8 slen = fa_to_delete->fa_slen;
 enum fib_event_type fib_event;

 /* Do not notify if we do not care about the route. */
 if (fib_find_alias(fah, slen, 0, 0, tb_id, true) != fa_to_delete)
  return;

 /* Determine if the route should be replaced by the next route in the
  * list.
 */
 fa_next = hlist_entry_safe(fa_to_delete->fa_list.next,
       struct fib_alias, fa_list);
 if (fa_next && fa_next->fa_slen == slen && fa_next->tb_id == tb_id) {
  fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE;
  fa_to_notify = fa_next;
 } else {
  fib_event = FIB_EVENT_ENTRY_DEL;
  fa_to_notify = fa_to_delete;
 }
 call_fib_entry_notifiers(net, fib_event, key, KEYLENGTH - slen,
     fa_to_notify, extack);
}

/* Caller must hold RTNL. */
int fib_table_delete(struct net *net, struct fib_table *tb,
       struct fib_config *cfg, struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
 struct fib_alias *fa, *fa_to_delete;
 struct key_vector *l, *tp;
 u8 plen = cfg->fc_dst_len;
 u8 slen = KEYLENGTH - plen;
 dscp_t dscp;
 u32 key;

 key = ntohl(cfg->fc_dst);

 l = fib_find_node(t, &tp, key);
 if (!l)
  return -ESRCH;

 dscp = cfg->fc_dscp;
 fa = fib_find_alias(&l->leaf, slen, dscp, 0, tb->tb_id, false);
 if (!fa)
  return -ESRCH;

 pr_debug("Deleting %08x/%d dsfield=0x%02x t=%p\n", key, plen,
   inet_dscp_to_dsfield(dscp), t);

 fa_to_delete = NULL;
 hlist_for_each_entry_from(fa, fa_list) {
  struct fib_info *fi = fa->fa_info;

  if ((fa->fa_slen != slen) ||
      (fa->tb_id != tb->tb_id) ||
      (fa->fa_dscp != dscp))
   break;

  if ((!cfg->fc_type || fa->fa_type == cfg->fc_type) &&
      (cfg->fc_scope == RT_SCOPE_NOWHERE ||
       fa->fa_info->fib_scope == cfg->fc_scope) &&
      (!cfg->fc_prefsrc ||
       fi->fib_prefsrc == cfg->fc_prefsrc) &&
      (!cfg->fc_protocol ||
       fi->fib_protocol == cfg->fc_protocol) &&
      fib_nh_match(net, cfg, fi, extack) == 0 &&
      fib_metrics_match(cfg, fi)) {
   fa_to_delete = fa;
   break;
  }
 }

 if (!fa_to_delete)
  return -ESRCH;

 fib_notify_alias_delete(net, key, &l->leaf, fa_to_delete, extack);
 rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(key), fa_to_delete, plen, tb->tb_id,
    &cfg->fc_nlinfo, 0);

 if (!plen)
  tb->tb_num_default--;

 fib_remove_alias(t, tp, l, fa_to_delete);

 if (fa_to_delete->fa_state & FA_S_ACCESSED)
  rt_cache_flush(cfg->fc_nlinfo.nl_net);

 fib_release_info(fa_to_delete->fa_info);
 alias_free_mem_rcu(fa_to_delete);
 return 0;
}

/* Scan for the next leaf starting at the provided key value */
static struct key_vector *leaf_walk_rcu(struct key_vector **tn, t_key key)
{
 struct key_vector *pn, *n = *tn;
 unsigned long cindex;

 /* this loop is meant to try and find the key in the trie */
 do {
  /* record parent and next child index */
  pn = n;
  cindex = (key > pn->key) ? get_index(key, pn) : 0;

  if (cindex >> pn->bits)
   break;

  /* descend into the next child */
  n = get_child_rcu(pn, cindex++);
  if (!n)
   break;

  /* guarantee forward progress on the keys */
  if (IS_LEAF(n) && (n->key >= key))
   goto found;
 } while (IS_TNODE(n));

 /* this loop will search for the next leaf with a greater key */
 while (!IS_TRIE(pn)) {
  /* if we exhausted the parent node we will need to climb */
  if (cindex >= (1ul << pn->bits)) {
   t_key pkey = pn->key;

   pn = node_parent_rcu(pn);
   cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
   continue;
  }

  /* grab the next available node */
  n = get_child_rcu(pn, cindex++);
  if (!n)
   continue;

  /* no need to compare keys since we bumped the index */
  if (IS_LEAF(n))
   goto found;

  /* Rescan start scanning in new node */
  pn = n;
  cindex = 0;
 }

 *tn = pn;
 return NULL; /* Root of trie */
found:
 /* if we are at the limit for keys just return NULL for the tnode */
 *tn = pn;
 return n;
}

static void fib_trie_free(struct fib_table *tb)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct key_vector *pn = t->kv;
 unsigned long cindex = 1;
 struct hlist_node *tmp;
 struct fib_alias *fa;

 /* walk trie in reverse order and free everything */
 for (;;) {
  struct key_vector *n;

  if (!(cindex--)) {
   t_key pkey = pn->key;

   if (IS_TRIE(pn))
    break;

   n = pn;
   pn = node_parent(pn);

   /* drop emptied tnode */
   put_child_root(pn, n->key, NULL);
   node_free(n);

   cindex = get_index(pkey, pn);

   continue;
  }

  /* grab the next available node */
  n = get_child(pn, cindex);
  if (!n)
   continue;

  if (IS_TNODE(n)) {
   /* record pn and cindex for leaf walking */
   pn = n;
   cindex = 1ul << n->bits;

   continue;
  }

  hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
   hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
   alias_free_mem_rcu(fa);
  }

  put_child_root(pn, n->key, NULL);
  node_free(n);
 }

#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 free_percpu(t->stats);
#endif
 kfree(tb);
}

struct fib_table *fib_trie_unmerge(struct fib_table *oldtb)
{
 struct trie *ot = (struct trie *)oldtb->tb_data;
 struct key_vector *l, *tp = ot->kv;
 struct fib_table *local_tb;
 struct fib_alias *fa;
 struct trie *lt;
 t_key key = 0;

 if (oldtb->tb_data == oldtb->__data)
  return oldtb;

 local_tb = fib_trie_table(RT_TABLE_LOCAL, NULL);
 if (!local_tb)
  return NULL;

 lt = (struct trie *)local_tb->tb_data;

 while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
  struct key_vector *local_l = NULL, *local_tp;

  hlist_for_each_entry(fa, &l->leaf, fa_list) {
   struct fib_alias *new_fa;

   if (local_tb->tb_id != fa->tb_id)
    continue;

   /* clone fa for new local table */
   new_fa = kmem_cache_alloc(fn_alias_kmem, GFP_KERNEL);
   if (!new_fa)
    goto out;

   memcpy(new_fa, fa, sizeof(*fa));

   /* insert clone into table */
   if (!local_l)
    local_l = fib_find_node(lt, &local_tp, l->key);

   if (fib_insert_alias(lt, local_tp, local_l, new_fa,
          NULL, l->key)) {
    kmem_cache_free(fn_alias_kmem, new_fa);
    goto out;
   }
  }

  /* stop loop if key wrapped back to 0 */
  key = l->key + 1;
  if (key < l->key)
   break;
 }

 return local_tb;
out:
 fib_trie_free(local_tb);

 return NULL;
}

/* Caller must hold RTNL */
void fib_table_flush_external(struct fib_table *tb)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct key_vector *pn = t->kv;
 unsigned long cindex = 1;
 struct hlist_node *tmp;
 struct fib_alias *fa;

 /* walk trie in reverse order */
 for (;;) {
  unsigned char slen = 0;
  struct key_vector *n;

  if (!(cindex--)) {
   t_key pkey = pn->key;

   /* cannot resize the trie vector */
   if (IS_TRIE(pn))
    break;

   /* update the suffix to address pulled leaves */
   if (pn->slen > pn->pos)
    update_suffix(pn);

   /* resize completed node */
   pn = resize(t, pn);
   cindex = get_index(pkey, pn);

   continue;
  }

  /* grab the next available node */
  n = get_child(pn, cindex);
  if (!n)
   continue;

  if (IS_TNODE(n)) {
   /* record pn and cindex for leaf walking */
   pn = n;
   cindex = 1ul << n->bits;

   continue;
  }

  hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
   /* if alias was cloned to local then we just
    * need to remove the local copy from main
 */
   if (tb->tb_id != fa->tb_id) {
    hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
    alias_free_mem_rcu(fa);
    continue;
   }

   /* record local slen */
   slen = fa->fa_slen;
  }

  /* update leaf slen */
  n->slen = slen;

  if (hlist_empty(&n->leaf)) {
   put_child_root(pn, n->key, NULL);
   node_free(n);
  }
 }
}

/* Caller must hold RTNL. */
int fib_table_flush(struct net *net, struct fib_table *tb, bool flush_all)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct nl_info info = { .nl_net = net };
 struct key_vector *pn = t->kv;
 unsigned long cindex = 1;
 struct hlist_node *tmp;
 struct fib_alias *fa;
 int found = 0;

 /* walk trie in reverse order */
 for (;;) {
  unsigned char slen = 0;
  struct key_vector *n;

  if (!(cindex--)) {
   t_key pkey = pn->key;

   /* cannot resize the trie vector */
   if (IS_TRIE(pn))
    break;

   /* update the suffix to address pulled leaves */
   if (pn->slen > pn->pos)
    update_suffix(pn);

   /* resize completed node */
   pn = resize(t, pn);
   cindex = get_index(pkey, pn);

   continue;
  }

  /* grab the next available node */
  n = get_child(pn, cindex);
  if (!n)
   continue;

  if (IS_TNODE(n)) {
   /* record pn and cindex for leaf walking */
   pn = n;
   cindex = 1ul << n->bits;

   continue;
  }

  hlist_for_each_entry_safe(fa, tmp, &n->leaf, fa_list) {
   struct fib_info *fi = fa->fa_info;

   if (!fi || tb->tb_id != fa->tb_id ||
       (!(fi->fib_flags & RTNH_F_DEAD) &&
        !fib_props[fa->fa_type].error)) {
    slen = fa->fa_slen;
    continue;
   }

   /* Do not flush error routes if network namespace is
    * not being dismantled
 */
   if (!flush_all && fib_props[fa->fa_type].error) {
    slen = fa->fa_slen;
    continue;
   }

   fib_notify_alias_delete(net, n->key, &n->leaf, fa,
      NULL);
   if (fi->pfsrc_removed)
    rtmsg_fib(RTM_DELROUTE, htonl(n->key), fa,
       KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id, &info, 0);
   hlist_del_rcu(&fa->fa_list);
   fib_release_info(fa->fa_info);
   alias_free_mem_rcu(fa);
   found++;
  }

  /* update leaf slen */
  n->slen = slen;

  if (hlist_empty(&n->leaf)) {
   put_child_root(pn, n->key, NULL);
   node_free(n);
  }
 }

 pr_debug("trie_flush found=%d\n", found);
 return found;
}

/* derived from fib_trie_free */
static void __fib_info_notify_update(struct net *net, struct fib_table *tb,
         struct nl_info *info)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct key_vector *pn = t->kv;
 unsigned long cindex = 1;
 struct fib_alias *fa;

 for (;;) {
  struct key_vector *n;

  if (!(cindex--)) {
   t_key pkey = pn->key;

   if (IS_TRIE(pn))
    break;

   pn = node_parent(pn);
   cindex = get_index(pkey, pn);
   continue;
  }

  /* grab the next available node */
  n = get_child(pn, cindex);
  if (!n)
   continue;

  if (IS_TNODE(n)) {
   /* record pn and cindex for leaf walking */
   pn = n;
   cindex = 1ul << n->bits;

   continue;
  }

  hlist_for_each_entry(fa, &n->leaf, fa_list) {
   struct fib_info *fi = fa->fa_info;

   if (!fi || !fi->nh_updated || fa->tb_id != tb->tb_id)
    continue;

   rtmsg_fib(RTM_NEWROUTE, htonl(n->key), fa,
      KEYLENGTH - fa->fa_slen, tb->tb_id,
      info, NLM_F_REPLACE);
  }
 }
}

void fib_info_notify_update(struct net *net, struct nl_info *info)
{
 unsigned int h;

 for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
  struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
  struct fib_table *tb;

  hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist,
      lockdep_rtnl_is_held())
   __fib_info_notify_update(net, tb, info);
 }
}

static int fib_leaf_notify(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
      struct notifier_block *nb,
      struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct fib_alias *fa;
 int last_slen = -1;
 int err;

 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
  struct fib_info *fi = fa->fa_info;

  if (!fi)
   continue;

  /* local and main table can share the same trie,
   * so don't notify twice for the same entry.
 */
  if (tb->tb_id != fa->tb_id)
   continue;

  if (fa->fa_slen == last_slen)
   continue;

  last_slen = fa->fa_slen;
  err = call_fib_entry_notifier(nb, FIB_EVENT_ENTRY_REPLACE,
           l->key, KEYLENGTH - fa->fa_slen,
           fa, extack);
  if (err)
   return err;
 }
 return 0;
}

static int fib_table_notify(struct fib_table *tb, struct notifier_block *nb,
       struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct key_vector *l, *tp = t->kv;
 t_key key = 0;
 int err;

 while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
  err = fib_leaf_notify(l, tb, nb, extack);
  if (err)
   return err;

  key = l->key + 1;
  /* stop in case of wrap around */
  if (key < l->key)
   break;
 }
 return 0;
}

int fib_notify(struct net *net, struct notifier_block *nb,
        struct netlink_ext_ack *extack)
{
 unsigned int h;
 int err;

 for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
  struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
  struct fib_table *tb;

  hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
   err = fib_table_notify(tb, nb, extack);
   if (err)
    return err;
  }
 }
 return 0;
}

static void __trie_free_rcu(struct rcu_head *head)
{
 struct fib_table *tb = container_of(head, struct fib_table, rcu);
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;

 if (tb->tb_data == tb->__data)
  free_percpu(t->stats);
#endif /* CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */
 kfree(tb);
}

void fib_free_table(struct fib_table *tb)
{
 call_rcu(&tb->rcu, __trie_free_rcu);
}

static int fn_trie_dump_leaf(struct key_vector *l, struct fib_table *tb,
        struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
        struct fib_dump_filter *filter)
{
 unsigned int flags = NLM_F_MULTI;
 __be32 xkey = htonl(l->key);
 int i, s_i, i_fa, s_fa, err;
 struct fib_alias *fa;

 if (filter->filter_set ||
     !filter->dump_exceptions || !filter->dump_routes)
  flags |= NLM_F_DUMP_FILTERED;

 s_i = cb->args[4];
 s_fa = cb->args[5];
 i = 0;

 /* rcu_read_lock is hold by caller */
 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
  struct fib_info *fi = fa->fa_info;

  if (i < s_i)
   goto next;

  i_fa = 0;

  if (tb->tb_id != fa->tb_id)
   goto next;

  if (filter->filter_set) {
   if (filter->rt_type && fa->fa_type != filter->rt_type)
    goto next;

   if ((filter->protocol &&
        fi->fib_protocol != filter->protocol))
    goto next;

   if (filter->dev &&
       !fib_info_nh_uses_dev(fi, filter->dev))
    goto next;
  }

  if (filter->dump_routes) {
   if (!s_fa) {
    struct fib_rt_info fri;

    fri.fi = fi;
    fri.tb_id = tb->tb_id;
    fri.dst = xkey;
    fri.dst_len = KEYLENGTH - fa->fa_slen;
    fri.dscp = fa->fa_dscp;
    fri.type = fa->fa_type;
    fri.offload = READ_ONCE(fa->offload);
    fri.trap = READ_ONCE(fa->trap);
    fri.offload_failed = READ_ONCE(fa->offload_failed);
    err = fib_dump_info(skb,
          NETLINK_CB(cb->skb).portid,
          cb->nlh->nlmsg_seq,
          RTM_NEWROUTE, &fri, flags);
    if (err < 0)
     goto stop;
   }

   i_fa++;
  }

  if (filter->dump_exceptions) {
   err = fib_dump_info_fnhe(skb, cb, tb->tb_id, fi,
       &i_fa, s_fa, flags);
   if (err < 0)
    goto stop;
  }

next:
  i++;
 }

 cb->args[4] = i;
 return skb->len;

stop:
 cb->args[4] = i;
 cb->args[5] = i_fa;
 return err;
}

/* rcu_read_lock needs to be hold by caller from readside */
int fib_table_dump(struct fib_table *tb, struct sk_buff *skb,
     struct netlink_callback *cb, struct fib_dump_filter *filter)
{
 struct trie *t = (struct trie *)tb->tb_data;
 struct key_vector *l, *tp = t->kv;
 /* Dump starting at last key.
  * Note: 0.0.0.0/0 (ie default) is first key.
 */
 int count = cb->args[2];
 t_key key = cb->args[3];

 /* First time here, count and key are both always 0. Count > 0
  * and key == 0 means the dump has wrapped around and we are done.
 */
 if (count && !key)
  return 0;

 while ((l = leaf_walk_rcu(&tp, key)) != NULL) {
  int err;

  err = fn_trie_dump_leaf(l, tb, skb, cb, filter);
  if (err < 0) {
   cb->args[3] = key;
   cb->args[2] = count;
   return err;
  }

  ++count;
  key = l->key + 1;

  memset(&cb->args[4], 0,
         sizeof(cb->args) - 4*sizeof(cb->args[0]));

  /* stop loop if key wrapped back to 0 */
  if (key < l->key)
   break;
 }

 cb->args[3] = key;
 cb->args[2] = count;

 return 0;
}

void __init fib_trie_init(void)
{
 fn_alias_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_alias",
       sizeof(struct fib_alias),
       0, SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT, NULL);

 trie_leaf_kmem = kmem_cache_create("ip_fib_trie",
        LEAF_SIZE,
        0, SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT, NULL);
}

struct fib_table *fib_trie_table(u32 id, struct fib_table *alias)
{
 struct fib_table *tb;
 struct trie *t;
 size_t sz = sizeof(*tb);

 if (!alias)
  sz += sizeof(struct trie);

 tb = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
 if (!tb)
  return NULL;

 tb->tb_id = id;
 tb->tb_num_default = 0;
 tb->tb_data = (alias ? alias->__data : tb->__data);

 if (alias)
  return tb;

 t = (struct trie *) tb->tb_data;
 t->kv[0].pos = KEYLENGTH;
 t->kv[0].slen = KEYLENGTH;
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
 t->stats = alloc_percpu(struct trie_use_stats);
 if (!t->stats) {
  kfree(tb);
  tb = NULL;
 }
#endif

 return tb;
}

#ifdef CONFIG_PROC_FS
/* Depth first Trie walk iterator */
struct fib_trie_iter {
 struct seq_net_private p;
 struct fib_table *tb;
 struct key_vector *tnode;
 unsigned int index;
 unsigned int depth;
};

static struct key_vector *fib_trie_get_next(struct fib_trie_iter *iter)
{
 unsigned long cindex = iter->index;
 struct key_vector *pn = iter->tnode;
 t_key pkey;

 pr_debug("get_next iter={node=%p index=%d depth=%d}\n",
   iter->tnode, iter->index, iter->depth);

 while (!IS_TRIE(pn)) {
  while (cindex < child_length(pn)) {
   struct key_vector *n = get_child_rcu(pn, cindex++);

   if (!n)
    continue;

   if (IS_LEAF(n)) {
    iter->tnode = pn;
    iter->index = cindex;
   } else {
    /* push down one level */
    iter->tnode = n;
    iter->index = 0;
    ++iter->depth;
   }

   return n;
  }

  /* Current node exhausted, pop back up */
  pkey = pn->key;
  pn = node_parent_rcu(pn);
  cindex = get_index(pkey, pn) + 1;
  --iter->depth;
 }

 /* record root node so further searches know we are done */
 iter->tnode = pn;
 iter->index = 0;

 return NULL;
}

static struct key_vector *fib_trie_get_first(struct fib_trie_iter *iter,
          struct trie *t)
{
 struct key_vector *n, *pn;

 if (!t)
  return NULL;

 pn = t->kv;
 n = rcu_dereference(pn->tnode[0]);
 if (!n)
  return NULL;

 if (IS_TNODE(n)) {
  iter->tnode = n;
  iter->index = 0;
  iter->depth = 1;
 } else {
  iter->tnode = pn;
  iter->index = 0;
  iter->depth = 0;
 }

 return n;
}

static void trie_collect_stats(struct trie *t, struct trie_stat *s)
{
 struct key_vector *n;
 struct fib_trie_iter iter;

 memset(s, 0, sizeof(*s));

 rcu_read_lock();
 for (n = fib_trie_get_first(&iter, t); n; n = fib_trie_get_next(&iter)) {
  if (IS_LEAF(n)) {
   struct fib_alias *fa;

   s->leaves++;
   s->totdepth += iter.depth;
   if (iter.depth > s->maxdepth)
    s->maxdepth = iter.depth;

   hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list)
    ++s->prefixes;
  } else {
   s->tnodes++;
   if (n->bits < MAX_STAT_DEPTH)
    s->nodesizes[n->bits]++;
   s->nullpointers += tn_info(n)->empty_children;
  }
 }
 rcu_read_unlock();
}

/*
 * This outputs /proc/net/fib_triestats
 */
static void trie_show_stats(struct seq_file *seq, struct trie_stat *stat)
{
 unsigned int i, max, pointers, bytes, avdepth;

 if (stat->leaves)
  avdepth = stat->totdepth*100 / stat->leaves;
 else
  avdepth = 0;

 seq_printf(seq, "\tAver depth:     %u.%02d\n",
     avdepth / 100, avdepth % 100);
 seq_printf(seq, "\tMax depth:      %u\n", stat->maxdepth);

 seq_printf(seq, "\tLeaves:         %u\n", stat->leaves);
 bytes = LEAF_SIZE * stat->leaves;

 seq_printf(seq, "\tPrefixes:       %u\n", stat->prefixes);
 bytes += sizeof(struct fib_alias) * stat->prefixes;

 seq_printf(seq, "\tInternal nodes: %u\n\t", stat->tnodes);
 bytes += TNODE_SIZE(0) * stat->tnodes;

 max = MAX_STAT_DEPTH;
 while (max > 0 && stat->nodesizes[max-1] == 0)
  max--;

 pointers = 0;
 for (i = 1; i < max; i++)
  if (stat->nodesizes[i] != 0) {
   seq_printf(seq, "  %u: %u",  i, stat->nodesizes[i]);
   pointers += (1<<i) * stat->nodesizes[i];
  }
 seq_putc(seq, '\n');
 seq_printf(seq, "\tPointers: %u\n", pointers);

 bytes += sizeof(struct key_vector *) * pointers;
 seq_printf(seq, "Null ptrs: %u\n", stat->nullpointers);
 seq_printf(seq, "Total size: %u  kB\n", (bytes + 1023) / 1024);
}

#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
static void trie_show_usage(struct seq_file *seq,
       const struct trie_use_stats __percpu *stats)
{
 struct trie_use_stats s = { 0 };
 int cpu;

 /* loop through all of the CPUs and gather up the stats */
 for_each_possible_cpu(cpu) {
  const struct trie_use_stats *pcpu = per_cpu_ptr(stats, cpu);

  s.gets += pcpu->gets;
  s.backtrack += pcpu->backtrack;
  s.semantic_match_passed += pcpu->semantic_match_passed;
  s.semantic_match_miss += pcpu->semantic_match_miss;
  s.null_node_hit += pcpu->null_node_hit;
  s.resize_node_skipped += pcpu->resize_node_skipped;
 }

 seq_printf(seq, "\nCounters:\n---------\n");
 seq_printf(seq, "gets = %u\n", s.gets);
 seq_printf(seq, "backtracks = %u\n", s.backtrack);
 seq_printf(seq, "semantic match passed = %u\n",
     s.semantic_match_passed);
 seq_printf(seq, "semantic match miss = %u\n", s.semantic_match_miss);
 seq_printf(seq, "null node hit= %u\n", s.null_node_hit);
 seq_printf(seq, "skipped node resize = %u\n\n", s.resize_node_skipped);
}
#endif /*  CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS */

static void fib_table_print(struct seq_file *seq, struct fib_table *tb)
{
 if (tb->tb_id == RT_TABLE_LOCAL)
  seq_puts(seq, "Local:\n");
 else if (tb->tb_id == RT_TABLE_MAIN)
  seq_puts(seq, "Main:\n");
 else
  seq_printf(seq, "Id %d:\n", tb->tb_id);
}


static int fib_triestat_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
{
 struct net *net = seq->private;
 unsigned int h;

 seq_printf(seq,
     "Basic info: size of leaf:"
     " %zd bytes, size of tnode: %zd bytes.\n",
     LEAF_SIZE, TNODE_SIZE(0));

 rcu_read_lock();
 for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
  struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
  struct fib_table *tb;

  hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
   struct trie *t = (struct trie *) tb->tb_data;
   struct trie_stat stat;

   if (!t)
    continue;

   fib_table_print(seq, tb);

   trie_collect_stats(t, &stat);
   trie_show_stats(seq, &stat);
#ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE_STATS
   trie_show_usage(seq, t->stats);
#endif
  }
  cond_resched_rcu();
 }
 rcu_read_unlock();

 return 0;
}

static struct key_vector *fib_trie_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
{
 struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
 struct net *net = seq_file_net(seq);
 loff_t idx = 0;
 unsigned int h;

 for (h = 0; h < FIB_TABLE_HASHSZ; h++) {
  struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
  struct fib_table *tb;

  hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
   struct key_vector *n;

   for (n = fib_trie_get_first(iter,
          (struct trie *) tb->tb_data);
        n; n = fib_trie_get_next(iter))
    if (pos == idx++) {
     iter->tb = tb;
     return n;
    }
  }
 }

 return NULL;
}

static void *fib_trie_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 __acquires(RCU)
{
 rcu_read_lock();
 return fib_trie_get_idx(seq, *pos);
}

static void *fib_trie_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
{
 struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
 struct net *net = seq_file_net(seq);
 struct fib_table *tb = iter->tb;
 struct hlist_node *tb_node;
 unsigned int h;
 struct key_vector *n;

 ++*pos;
 /* next node in same table */
 n = fib_trie_get_next(iter);
 if (n)
  return n;

 /* walk rest of this hash chain */
 h = tb->tb_id & (FIB_TABLE_HASHSZ - 1);
 while ((tb_node = rcu_dereference(hlist_next_rcu(&tb->tb_hlist)))) {
  tb = hlist_entry(tb_node, struct fib_table, tb_hlist);
  n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
  if (n)
   goto found;
 }

 /* new hash chain */
 while (++h < FIB_TABLE_HASHSZ) {
  struct hlist_head *head = &net->ipv4.fib_table_hash[h];
  hlist_for_each_entry_rcu(tb, head, tb_hlist) {
   n = fib_trie_get_first(iter, (struct trie *) tb->tb_data);
   if (n)
    goto found;
  }
 }
 return NULL;

found:
 iter->tb = tb;
 return n;
}

static void fib_trie_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 __releases(RCU)
{
 rcu_read_unlock();
}

static void seq_indent(struct seq_file *seq, int n)
{
 while (n-- > 0)
  seq_puts(seq, "   ");
}

static inline const char *rtn_scope(char *buf, size_t len, enum rt_scope_t s)
{
 switch (s) {
 case RT_SCOPE_UNIVERSE: return "universe";
 case RT_SCOPE_SITE: return "site";
 case RT_SCOPE_LINK: return "link";
 case RT_SCOPE_HOST: return "host";
 case RT_SCOPE_NOWHERE: return "nowhere";
 default:
  snprintf(buf, len, "scope=%d", s);
  return buf;
 }
}

static const char *const rtn_type_names[__RTN_MAX] = {
 [RTN_UNSPEC] = "UNSPEC",
 [RTN_UNICAST] = "UNICAST",
 [RTN_LOCAL] = "LOCAL",
 [RTN_BROADCAST] = "BROADCAST",
 [RTN_ANYCAST] = "ANYCAST",
 [RTN_MULTICAST] = "MULTICAST",
 [RTN_BLACKHOLE] = "BLACKHOLE",
 [RTN_UNREACHABLE] = "UNREACHABLE",
 [RTN_PROHIBIT] = "PROHIBIT",
 [RTN_THROW] = "THROW",
 [RTN_NAT] = "NAT",
 [RTN_XRESOLVE] = "XRESOLVE",
};

static inline const char *rtn_type(char *buf, size_t len, unsigned int t)
{
 if (t < __RTN_MAX && rtn_type_names[t])
  return rtn_type_names[t];
 snprintf(buf, len, "type %u", t);
 return buf;
}

/* Pretty print the trie */
static int fib_trie_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
{
 const struct fib_trie_iter *iter = seq->private;
 struct key_vector *n = v;

 if (IS_TRIE(node_parent_rcu(n)))
  fib_table_print(seq, iter->tb);

 if (IS_TNODE(n)) {
  __be32 prf = htonl(n->key);

  seq_indent(seq, iter->depth-1);
  seq_printf(seq, "  +-- %pI4/%zu %u %u %u\n",
      &prf, KEYLENGTH - n->pos - n->bits, n->bits,
      tn_info(n)->full_children,
      tn_info(n)->empty_children);
 } else {
  __be32 val = htonl(n->key);
  struct fib_alias *fa;

  seq_indent(seq, iter->depth);
  seq_printf(seq, "  |-- %pI4\n", &val);

  hlist_for_each_entry_rcu(fa, &n->leaf, fa_list) {
   char buf1[32], buf2[32];

   seq_indent(seq, iter->depth + 1);
   seq_printf(seq, "  /%zu %s %s",
       KEYLENGTH - fa->fa_slen,
       rtn_scope(buf1, sizeof(buf1),
          fa->fa_info->fib_scope),
       rtn_type(buf2, sizeof(buf2),
         fa->fa_type));
   if (fa->fa_dscp)
    seq_printf(seq, " tos=%d",
        inet_dscp_to_dsfield(fa->fa_dscp));
   seq_putc(seq, '\n');
  }
 }

 return 0;
}

static const struct seq_operations fib_trie_seq_ops = {
 .start  = fib_trie_seq_start,
 .next   = fib_trie_seq_next,
 .stop   = fib_trie_seq_stop,
 .show   = fib_trie_seq_show,
};

struct fib_route_iter {
 struct seq_net_private p;
 struct fib_table *main_tb;
 struct key_vector *tnode;
 loff_t pos;
 t_key key;
};

static struct key_vector *fib_route_get_idx(struct fib_route_iter *iter,
         loff_t pos)
{
 struct key_vector *l, **tp = &iter->tnode;
 t_key key;

 /* use cached location of previously found key */
 if (iter->pos > 0 && pos >= iter->pos) {
  key = iter->key;
 } else {
  iter->pos = 1;
  key = 0;
 }

 pos -= iter->pos;

 while ((l = leaf_walk_rcu(tp, key)) && (pos-- > 0)) {
  key = l->key + 1;
  iter->pos++;
  l = NULL;

  /* handle unlikely case of a key wrap */
  if (!key)
   break;
 }

 if (l)
  iter->key = l->key; /* remember it */
 else
  iter->pos = 0;  /* forget it */

 return l;
}

static void *fib_route_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 __acquires(RCU)
{
 struct fib_route_iter *iter = seq->private;
 struct fib_table *tb;
 struct trie *t;

 rcu_read_lock();

 tb = fib_get_table(seq_file_net(seq), RT_TABLE_MAIN);
 if (!tb)
  return NULL;

 iter->main_tb = tb;
 t = (struct trie *)tb->tb_data;
 iter->tnode = t->kv;

 if (*pos != 0)
  return fib_route_get_idx(iter, *pos);

 iter->pos = 0;
 iter->key = KEY_MAX;

 return SEQ_START_TOKEN;
}

static void *fib_route_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
{
 struct fib_route_iter *iter = seq->private;
 struct key_vector *l = NULL;
 t_key key = iter->key + 1;

 ++*pos;

 /* only allow key of 0 for start of sequence */
 if ((v == SEQ_START_TOKEN) || key)
  l = leaf_walk_rcu(&iter->tnode, key);

 if (l) {
  iter->key = l->key;
  iter->pos++;
 } else {
  iter->pos = 0;
 }

 return l;
}

static void fib_route_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 __releases(RCU)
{
 rcu_read_unlock();
}

static unsigned int fib_flag_trans(int type, __be32 mask, struct fib_info *fi)
{
 unsigned int flags = 0;

 if (type == RTN_UNREACHABLE || type == RTN_PROHIBIT)
  flags = RTF_REJECT;
 if (fi) {
  const struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);

  if (nhc->nhc_gw.ipv4)
   flags |= RTF_GATEWAY;
 }
 if (mask == htonl(0xFFFFFFFF))
  flags |= RTF_HOST;
 flags |= RTF_UP;
 return flags;
}

/*
 * This outputs /proc/net/route.
 * The format of the file is not supposed to be changed
 * and needs to be same as fib_hash output to avoid breaking
 * legacy utilities
 */
static int fib_route_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
{
 struct fib_route_iter *iter = seq->private;
 struct fib_table *tb = iter->main_tb;
 struct fib_alias *fa;
 struct key_vector *l = v;
 __be32 prefix;

 if (v == SEQ_START_TOKEN) {
  seq_printf(seq, "%-127s\n", "Iface\tDestination\tGateway "
      "\tFlags\tRefCnt\tUse\tMetric\tMask\t\tMTU"
      "\tWindow\tIRTT");
  return 0;
 }

 prefix = htonl(l->key);

 hlist_for_each_entry_rcu(fa, &l->leaf, fa_list) {
  struct fib_info *fi = fa->fa_info;
  __be32 mask = inet_make_mask(KEYLENGTH - fa->fa_slen);
  unsigned int flags = fib_flag_trans(fa->fa_type, mask, fi);

  if ((fa->fa_type == RTN_BROADCAST) ||
      (fa->fa_type == RTN_MULTICAST))
   continue;

  if (fa->tb_id != tb->tb_id)
   continue;

  seq_setwidth(seq, 127);

  if (fi) {
   struct fib_nh_common *nhc = fib_info_nhc(fi, 0);
   __be32 gw = 0;

   if (nhc->nhc_gw_family == AF_INET)
    gw = nhc->nhc_gw.ipv4;

   seq_printf(seq,
       "%s\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
       "%u\t%08X\t%d\t%u\t%u",
       nhc->nhc_dev ? nhc->nhc_dev->name : "*",
       prefix, gw, flags, 0, 0,
       fi->fib_priority,
       mask,
       (fi->fib_advmss ?
        fi->fib_advmss + 40 : 0),
       fi->fib_window,
       fi->fib_rtt >> 3);
  } else {
   seq_printf(seq,
       "*\t%08X\t%08X\t%04X\t%d\t%u\t"
       "%u\t%08X\t%d\t%u\t%u",
       prefix, 0, flags, 0, 0, 0,
       mask, 0, 0, 0);
  }
  seq_pad(seq, '\n');
 }

 return 0;
}

static const struct seq_operations fib_route_seq_ops = {
 .start  = fib_route_seq_start,
 .next   = fib_route_seq_next,
 .stop   = fib_route_seq_stop,
 .show   = fib_route_seq_show,
};

int __net_init fib_proc_init(struct net *net)
{
 if (!proc_create_net("fib_trie", 0444, net->proc_net, &fib_trie_seq_ops,
   sizeof(struct fib_trie_iter)))
  goto out1;

 if (!proc_create_net_single("fib_triestat", 0444, net->proc_net,
   fib_triestat_seq_show, NULL))
  goto out2;

 if (!proc_create_net("route", 0444, net->proc_net, &fib_route_seq_ops,
   sizeof(struct fib_route_iter)))
  goto out3;

 return 0;

out3:
 remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
out2:
 remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
out1:
 return -ENOMEM;
}

void __net_exit fib_proc_exit(struct net *net)
{
 remove_proc_entry("fib_trie", net->proc_net);
 remove_proc_entry("fib_triestat", net->proc_net);
 remove_proc_entry("route", net->proc_net);
}

#endif /* CONFIG_PROC_FS */