contrib/ipfilter/radix.c

   1 /*      $FreeBSD$       */
   2
   3 /*
   4  * Copyright (c) 1988, 1989, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  *      @(#)radix.c     8.6 (Berkeley) 10/17/95
  29  */
  30
  31 /*
  32  * Routines to build and maintain radix trees for routing lookups.
  33  */
  34 #if defined(KERNEL) || defined(_KERNEL)
  35 # undef KERNEL
  36 # undef _KERNEL
  37 # define        KERNEL  1
  38 # define        _KERNEL 1
  39 #endif
  40 #define __SYS_ATOMIC_OPS_H__
  41 #if !defined(__svr4__) && !defined(__SVR4) && !defined(__osf__) && \
  42     !defined(__hpux) && !defined(__sgi)
  43 #include <sys/cdefs.h>
  44 #endif
  45 #ifndef __P
  46 # ifdef __STDC__
  47 #  define       __P(x)  x
  48 # else
  49 #  define       __P(x)  ()
  50 # endif
  51 #endif
  52 #ifdef __osf__
  53 # define CONST
  54 # define _IPV6_SWTAB_H
  55 # define _PROTO_NET_H_
  56 # define _PROTO_IPV6_H
  57 # include <sys/malloc.h>
  58 #endif
  59
  60 #include <sys/param.h>
  61 #ifdef  _KERNEL
  62 #include <sys/systm.h>
  63 #else
  64 void panic __P((char *str));
  65 #include <stdlib.h>
  66 #include <stdio.h>
  67 #include <stdarg.h>
  68 #include <string.h>
  69 #endif
  70 #ifdef __hpux
  71 #include <syslog.h>
  72 #else
  73 #include <sys/syslog.h>
  74 #endif
  75 #include <sys/time.h>
  76 #include <netinet/in.h>
  77 #include <sys/socket.h>
  78 #include <net/if.h>
  79 #include "netinet/ip_compat.h"
  80 #include "netinet/ip_fil.h"
  81 /* END OF INCLUDES */
  82 #include "radix_ipf.h"
  83 #ifndef min
  84 # define        min     MIN
  85 #endif
  86 #ifndef max
  87 # define        max     MAX
  88 #endif
  89
  90 int     max_keylen = 16;
  91 static struct radix_mask *rn_mkfreelist;
  92 static struct radix_node_head *mask_rnhead;
  93 static char *addmask_key;
  94 static u_char normal_chars[] = {0, 0x80, 0xc0, 0xe0, 0xf0, 0xf8, 0xfc, 0xfe, 0xff};
  95 static char *rn_zeros = NULL, *rn_ones = NULL;
  96
  97 #define rn_masktop (mask_rnhead->rnh_treetop)
  98 #undef Bcmp
  99 #define Bcmp(a, b, l) (l == 0 ? 0 : bcmp((caddr_t)(a), (caddr_t)(b), (u_long)l))
 100
 101 static int rn_satisfies_leaf __P((char *, struct radix_node *, int));
 102 static int rn_lexobetter __P((void *, void *));
 103 static struct radix_mask *rn_new_radix_mask __P((struct radix_node *,
 104     struct radix_mask *));
 105 static int rn_freenode __P((struct radix_node *, void *));
 106 #if defined(AIX) && !defined(_KERNEL)
 107 struct radix_node *rn_match __P((void *, struct radix_node_head *));
 108 struct radix_node *rn_addmask __P((int, int, void *));
 109 #define FreeS(x, y)     KFREES(x, y)
 110 #define Bcopy(x, y, z)  bcopy(x, y, z)
 111 #endif
 112
 113 /*
 114  * The data structure for the keys is a radix tree with one way
 115  * branching removed.  The index rn_b at an internal node n represents a bit
 116  * position to be tested.  The tree is arranged so that all descendants
 117  * of a node n have keys whose bits all agree up to position rn_b - 1.
 118  * (We say the index of n is rn_b.)
 119  *
 120  * There is at least one descendant which has a one bit at position rn_b,
 121  * and at least one with a zero there.
 122  *
 123  * A route is determined by a pair of key and mask.  We require that the
 124  * bit-wise logical and of the key and mask to be the key.
 125  * We define the index of a route to associated with the mask to be
 126  * the first bit number in the mask where 0 occurs (with bit number 0
 127  * representing the highest order bit).
 128  *
 129  * We say a mask is normal if every bit is 0, past the index of the mask.
 130  * If a node n has a descendant (k, m) with index(m) == index(n) == rn_b,
 131  * and m is a normal mask, then the route applies to every descendant of n.
 132  * If the index(m) < rn_b, this implies the trailing last few bits of k
 133  * before bit b are all 0, (and hence consequently true of every descendant
 134  * of n), so the route applies to all descendants of the node as well.
 135  *
 136  * Similar logic shows that a non-normal mask m such that
 137  * index(m) <= index(n) could potentially apply to many children of n.
 138  * Thus, for each non-host route, we attach its mask to a list at an internal
 139  * node as high in the tree as we can go.
 140  *
 141  * The present version of the code makes use of normal routes in short-
 142  * circuiting an explicit mask and compare operation when testing whether
 143  * a key satisfies a normal route, and also in remembering the unique leaf
 144  * that governs a subtree.
 145  */
 146
 147 struct radix_node *
 148 rn_search(v_arg, head)
 149         void *v_arg;
 150         struct radix_node *head;
 151 {
 152         struct radix_node *x;
 153         caddr_t v;
 154
 155         for (x = head, v = v_arg; x->rn_b >= 0;) {
 156                 if (x->rn_bmask & v[x->rn_off])
 157                         x = x->rn_r;
 158                 else
 159                         x = x->rn_l;
 160         }
 161         return (x);
 162 }
 163
 164 struct radix_node *
 165 rn_search_m(v_arg, head, m_arg)
 166         struct radix_node *head;
 167         void *v_arg, *m_arg;
 168 {
 169         struct radix_node *x;
 170         caddr_t v = v_arg, m = m_arg;
 171
 172         for (x = head; x->rn_b >= 0;) {
 173                 if ((x->rn_bmask & m[x->rn_off]) &&
 174                     (x->rn_bmask & v[x->rn_off]))
 175                         x = x->rn_r;
 176                 else
 177                         x = x->rn_l;
 178         }
 179         return x;
 180 }
 181
 182 int
 183 rn_refines(m_arg, n_arg)
 184         void *m_arg, *n_arg;
 185 {
 186         caddr_t m = m_arg, n = n_arg;
 187         caddr_t lim, lim2 = lim = n + *(u_char *)n;
 188         int longer = (*(u_char *)n++) - (int)(*(u_char *)m++);
 189         int masks_are_equal = 1;
 190
 191         if (longer > 0)
 192                 lim -= longer;
 193         while (n < lim) {
 194                 if (*n & ~(*m))
 195                         return 0;
 196                 if (*n++ != *m++)
 197                         masks_are_equal = 0;
 198         }
 199         while (n < lim2)
 200                 if (*n++)
 201                         return 0;
 202         if (masks_are_equal && (longer < 0))
 203                 for (lim2 = m - longer; m < lim2; )
 204                         if (*m++)
 205                                 return 1;
 206         return (!masks_are_equal);
 207 }
 208
 209 struct radix_node *
 210 rn_lookup(v_arg, m_arg, head)
 211         void *v_arg, *m_arg;
 212         struct radix_node_head *head;
 213 {
 214         struct radix_node *x;
 215         caddr_t netmask = 0;
 216
 217         if (m_arg) {
 218                 if ((x = rn_addmask(m_arg, 1, head->rnh_treetop->rn_off)) == 0)
 219                         return (0);
 220                 netmask = x->rn_key;
 221         }
 222         x = rn_match(v_arg, head);
 223         if (x && netmask) {
 224                 while (x && x->rn_mask != netmask)
 225                         x = x->rn_dupedkey;
 226         }
 227         return x;
 228 }
 229
 230 static int
 231 rn_satisfies_leaf(trial, leaf, skip)
 232         char *trial;
 233         struct radix_node *leaf;
 234         int skip;
 235 {
 236         char *cp = trial, *cp2 = leaf->rn_key, *cp3 = leaf->rn_mask;
 237         char *cplim;
 238         int length = min(*(u_char *)cp, *(u_char *)cp2);
 239
 240         if (cp3 == 0)
 241                 cp3 = rn_ones;
 242         else
 243                 length = min(length, *(u_char *)cp3);
 244         cplim = cp + length;
 245         cp3 += skip;
 246         cp2 += skip;
 247         for (cp += skip; cp < cplim; cp++, cp2++, cp3++)
 248                 if ((*cp ^ *cp2) & *cp3)
 249                         return 0;
 250         return 1;
 251 }
 252
 253 struct radix_node *
 254 rn_match(v_arg, head)
 255         void *v_arg;
 256         struct radix_node_head *head;
 257 {
 258         caddr_t v = v_arg;
 259         struct radix_node *t = head->rnh_treetop, *x;
 260         caddr_t cp = v, cp2;
 261         caddr_t cplim;
 262         struct radix_node *saved_t, *top = t;
 263         int off = t->rn_off, vlen = *(u_char *)cp, matched_off;
 264         int test, b, rn_b;
 265
 266         /*
 267          * Open code rn_search(v, top) to avoid overhead of extra
 268          * subroutine call.
 269          */
 270         for (; t->rn_b >= 0; ) {
 271                 if (t->rn_bmask & cp[t->rn_off])
 272                         t = t->rn_r;
 273                 else
 274                         t = t->rn_l;
 275         }
 276         /*
 277          * See if we match exactly as a host destination
 278          * or at least learn how many bits match, for normal mask finesse.
 279          *
 280          * It doesn't hurt us to limit how many bytes to check
 281          * to the length of the mask, since if it matches we had a genuine
 282          * match and the leaf we have is the most specific one anyway;
 283          * if it didn't match with a shorter length it would fail
 284          * with a long one.  This wins big for class B&C netmasks which
 285          * are probably the most common case...
 286          */
 287         if (t->rn_mask)
 288                 vlen = *(u_char *)t->rn_mask;
 289         cp += off;
 290         cp2 = t->rn_key + off;
 291         cplim = v + vlen;
 292         for (; cp < cplim; cp++, cp2++)
 293                 if (*cp != *cp2)
 294                         goto on1;
 295         /*
 296          * This extra grot is in case we are explicitly asked
 297          * to look up the default.  Ugh!
 298          */
 299         if ((t->rn_flags & RNF_ROOT) && t->rn_dupedkey)
 300                 t = t->rn_dupedkey;
 301         return t;
 302 on1:
 303         test = (*cp ^ *cp2) & 0xff; /* find first bit that differs */
 304         for (b = 7; (test >>= 1) > 0;)
 305                 b--;
 306         matched_off = cp - v;
 307         b += matched_off << 3;
 308         rn_b = -1 - b;
 309         /*
 310          * If there is a host route in a duped-key chain, it will be first.
 311          */
 312         if ((saved_t = t)->rn_mask == 0)
 313                 t = t->rn_dupedkey;
 314         for (; t; t = t->rn_dupedkey)
 315                 /*
 316                  * Even if we don't match exactly as a host,
 317                  * we may match if the leaf we wound up at is
 318                  * a route to a net.
 319                  */
 320                 if (t->rn_flags & RNF_NORMAL) {
 321                         if (rn_b <= t->rn_b)
 322                                 return t;
 323                 } else if (rn_satisfies_leaf(v, t, matched_off))
 324                                 return t;
 325         t = saved_t;
 326         /* start searching up the tree */
 327         do {
 328                 struct radix_mask *m;
 329                 t = t->rn_p;
 330                 m = t->rn_mklist;
 331                 if (m) {
 332                         /*
 333                          * If non-contiguous masks ever become important
 334                          * we can restore the masking and open coding of
 335                          * the search and satisfaction test and put the
 336                          * calculation of "off" back before the "do".
 337                          */
 338                         do {
 339                                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
 340                                         if (rn_b <= m->rm_b)
 341                                                 return (m->rm_leaf);
 342                                 } else {
 343                                         off = min(t->rn_off, matched_off);
 344                                         x = rn_search_m(v, t, m->rm_mask);
 345                                         while (x && x->rn_mask != m->rm_mask)
 346                                                 x = x->rn_dupedkey;
 347                                         if (x && rn_satisfies_leaf(v, x, off))
 348                                                 return x;
 349                                 }
 350                                 m = m->rm_mklist;
 351                         } while (m);
 352                 }
 353         } while (t != top);
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 #ifdef RN_DEBUG
 358 int     rn_nodenum;
 359 struct  radix_node *rn_clist;
 360 int     rn_saveinfo;
 361 int     rn_debug =  1;
 362 #endif
 363
 364 struct radix_node *
 365 rn_newpair(v, b, nodes)
 366         void *v;
 367         int b;
 368         struct radix_node nodes[2];
 369 {
 370         struct radix_node *tt = nodes, *t = tt + 1;
 371         t->rn_b = b;
 372         t->rn_bmask = 0x80 >> (b & 7);
 373         t->rn_l = tt;
 374         t->rn_off = b >> 3;
 375         tt->rn_b = -1;
 376         tt->rn_key = (caddr_t)v;
 377         tt->rn_p = t;
 378         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ACTIVE;
 379 #ifdef RN_DEBUG
 380         tt->rn_info = rn_nodenum++;
 381         t->rn_info = rn_nodenum++;
 382         tt->rn_twin = t;
 383         tt->rn_ybro = rn_clist;
 384         rn_clist = tt;
 385 #endif
 386         return t;
 387 }
 388
 389 struct radix_node *
 390 rn_insert(v_arg, head, dupentry, nodes)
 391         void *v_arg;
 392         struct radix_node_head *head;
 393         int *dupentry;
 394         struct radix_node nodes[2];
 395 {
 396         caddr_t v = v_arg;
 397         struct radix_node *top = head->rnh_treetop;
 398         int head_off = top->rn_off, vlen = (int)*((u_char *)v);
 399         struct radix_node *t = rn_search(v_arg, top);
 400         caddr_t cp = v + head_off;
 401         int b;
 402         struct radix_node *tt;
 403
 404 #ifdef  RN_DEBUG
 405         if (rn_debug)
 406                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert(%p,%p,%p,%p)\n", v_arg, head, dupentry, nodes);
 407 #endif
 408         /*
 409          * Find first bit at which v and t->rn_key differ
 410          */
 411     {
 412         caddr_t cp2 = t->rn_key + head_off;
 413         int cmp_res;
 414         caddr_t cplim = v + vlen;
 415
 416         while (cp < cplim)
 417                 if (*cp2++ != *cp++)
 418                         goto on1;
 419         *dupentry = 1;
 420         return t;
 421 on1:
 422         *dupentry = 0;
 423         cmp_res = (cp[-1] ^ cp2[-1]) & 0xff;
 424         for (b = (cp - v) << 3; cmp_res; b--)
 425                 cmp_res >>= 1;
 426     }
 427     {
 428         struct radix_node *p, *x = top;
 429         cp = v;
 430         do {
 431                 p = x;
 432                 if (cp[x->rn_off] & x->rn_bmask)
 433                         x = x->rn_r;
 434                 else
 435                         x = x->rn_l;
 436         } while (b > (unsigned) x->rn_b); /* x->rn_b < b && x->rn_b >= 0 */
 437 #ifdef RN_DEBUG
 438         if (rn_debug)
 439                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Going In:\n"); // traverse(p);
 440 #endif
 441         t = rn_newpair(v_arg, b, nodes);
 442         tt = t->rn_l;
 443         if ((cp[p->rn_off] & p->rn_bmask) == 0)
 444                 p->rn_l = t;
 445         else
 446                 p->rn_r = t;
 447         x->rn_p = t;
 448         t->rn_p = p; /* frees x, p as temp vars below */
 449         if ((cp[t->rn_off] & t->rn_bmask) == 0) {
 450                 t->rn_r = x;
 451         } else {
 452                 t->rn_r = tt;
 453                 t->rn_l = x;
 454         }
 455 #ifdef RN_DEBUG
 456         if (rn_debug)
 457                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Coming Out:\n"); // traverse(p);
 458 #endif
 459     }
 460         return (tt);
 461 }
 462
 463 struct radix_node *
 464 rn_addmask(n_arg, search, skip)
 465         int search, skip;
 466         void *n_arg;
 467 {
 468         caddr_t netmask = (caddr_t)n_arg;
 469         struct radix_node *x;
 470         caddr_t cp, cplim;
 471         int b = 0, mlen, j;
 472         int maskduplicated, m0, isnormal;
 473         struct radix_node *saved_x;
 474         static int last_zeroed = 0;
 475
 476 #ifdef  RN_DEBUG
 477         if (rn_debug)
 478                 log(LOG_DEBUG, "rn_addmask(%p,%d,%d)\n", n_arg, search, skip);
 479 #endif
 480         mlen = *(u_char *)netmask;
 481         if ((mlen = *(u_char *)netmask) > max_keylen)
 482                 mlen = max_keylen;
 483         if (skip == 0)
 484                 skip = 1;
 485         if (mlen <= skip)
 486                 return (mask_rnhead->rnh_nodes);
 487         if (skip > 1)
 488                 Bcopy(rn_ones + 1, addmask_key + 1, skip - 1);
 489         if ((m0 = mlen) > skip)
 490                 Bcopy(netmask + skip, addmask_key + skip, mlen - skip);
 491         /*
 492          * Trim trailing zeroes.
 493          */
 494         for (cp = addmask_key + mlen; (cp > addmask_key) && cp[-1] == 0;)
 495                 cp--;
 496         mlen = cp - addmask_key;
 497         if (mlen <= skip) {
 498                 if (m0 >= last_zeroed)
 499                         last_zeroed = mlen;
 500                 return (mask_rnhead->rnh_nodes);
 501         }
 502         if (m0 < last_zeroed)
 503                 Bzero(addmask_key + m0, last_zeroed - m0);
 504         *addmask_key = last_zeroed = mlen;
 505         x = rn_search(addmask_key, rn_masktop);
 506         if (Bcmp(addmask_key, x->rn_key, mlen) != 0)
 507                 x = 0;
 508         if (x || search)
 509                 return (x);
 510         R_Malloc(x, struct radix_node *, max_keylen + 2 * sizeof (*x));
 511         if ((saved_x = x) == 0)
 512                 return (0);
 513         Bzero(x, max_keylen + 2 * sizeof (*x));
 514         netmask = cp = (caddr_t)(x + 2);
 515         Bcopy(addmask_key, cp, mlen);
 516         x = rn_insert(cp, mask_rnhead, &maskduplicated, x);
 517         if (maskduplicated) {
 518 #if 0
 519                 log(LOG_ERR, "rn_addmask: mask impossibly already in tree\n");
 520 #endif
 521                 Free(saved_x);
 522                 return (x);
 523         }
 524         /*
 525          * Calculate index of mask, and check for normalcy.
 526          */
 527         cplim = netmask + mlen;
 528         isnormal = 1;
 529         for (cp = netmask + skip; (cp < cplim) && *(u_char *)cp == 0xff;)
 530                 cp++;
 531         if (cp != cplim) {
 532                 for (j = 0x80; (j & *cp) != 0; j >>= 1)
 533                         b++;
 534                 if (*cp != normal_chars[b] || cp != (cplim - 1))
 535                         isnormal = 0;
 536         }
 537         b += (cp - netmask) << 3;
 538         x->rn_b = -1 - b;
 539         if (isnormal)
 540                 x->rn_flags |= RNF_NORMAL;
 541         return (x);
 542 }
 543
 544 static int      /* XXX: arbitrary ordering for non-contiguous masks */
 545 rn_lexobetter(m_arg, n_arg)
 546         void *m_arg, *n_arg;
 547 {
 548         u_char *mp = m_arg, *np = n_arg, *lim;
 549
 550         if (*mp > *np)
 551                 return 1;  /* not really, but need to check longer one first */
 552         if (*mp == *np)
 553                 for (lim = mp + *mp; mp < lim;)
 554                         if (*mp++ > *np++)
 555                                 return 1;
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 static struct radix_mask *
 560 rn_new_radix_mask(tt, next)
 561         struct radix_node *tt;
 562         struct radix_mask *next;
 563 {
 564         struct radix_mask *m;
 565
 566         MKGet(m);
 567         if (m == 0) {
 568 #if 0
 569                 log(LOG_ERR, "Mask for route not entered\n");
 570 #endif
 571                 return (0);
 572         }
 573         Bzero(m, sizeof *m);
 574         m->rm_b = tt->rn_b;
 575         m->rm_flags = tt->rn_flags;
 576         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
 577                 m->rm_leaf = tt;
 578         else
 579                 m->rm_mask = tt->rn_mask;
 580         m->rm_mklist = next;
 581         tt->rn_mklist = m;
 582         return m;
 583 }
 584
 585 struct radix_node *
 586 rn_addroute(v_arg, n_arg, head, treenodes)
 587         void *v_arg, *n_arg;
 588         struct radix_node_head *head;
 589         struct radix_node treenodes[2];
 590 {
 591         caddr_t v = (caddr_t)v_arg, netmask = (caddr_t)n_arg;
 592         struct radix_node *t, *x = NULL, *tt;
 593         struct radix_node *saved_tt, *top = head->rnh_treetop;
 594         short b = 0, b_leaf = 0;
 595         int keyduplicated;
 596         caddr_t mmask;
 597         struct radix_mask *m, **mp;
 598
 599 #ifdef  RN_DEBUG
 600         if (rn_debug)
 601                 log(LOG_DEBUG, "rn_addroute(%p,%p,%p,%p)\n", v_arg, n_arg, head, treenodes);
 602 #endif
 603         /*
 604          * In dealing with non-contiguous masks, there may be
 605          * many different routes which have the same mask.
 606          * We will find it useful to have a unique pointer to
 607          * the mask to speed avoiding duplicate references at
 608          * nodes and possibly save time in calculating indices.
 609          */
 610         if (netmask) {
 611                 if ((x = rn_addmask(netmask, 0, top->rn_off)) == 0)
 612                         return (0);
 613                 b_leaf = x->rn_b;
 614                 b = -1 - x->rn_b;
 615                 netmask = x->rn_key;
 616         }
 617         /*
 618          * Deal with duplicated keys: attach node to previous instance
 619          */
 620         saved_tt = tt = rn_insert(v, head, &keyduplicated, treenodes);
 621         if (keyduplicated) {
 622                 for (t = tt; tt; t = tt, tt = tt->rn_dupedkey) {
 623                         if (tt->rn_mask == netmask)
 624                                 return (0);
 625                         if (netmask == 0 ||
 626                             (tt->rn_mask &&
 627                              ((b_leaf < tt->rn_b) || /* index(netmask) > node */
 628                                rn_refines(netmask, tt->rn_mask) ||
 629                                rn_lexobetter(netmask, tt->rn_mask))))
 630                                 break;
 631                 }
 632                 /*
 633                  * If the mask is not duplicated, we wouldn't
 634                  * find it among possible duplicate key entries
 635                  * anyway, so the above test doesn't hurt.
 636                  *
 637                  * We sort the masks for a duplicated key the same way as
 638                  * in a masklist -- most specific to least specific.
 639                  * This may require the unfortunate nuisance of relocating
 640                  * the head of the list.
 641                  *
 642                  * We also reverse, or doubly link the list through the
 643                  * parent pointer.
 644                  */
 645                 if (tt == saved_tt) {
 646                         struct  radix_node *xx = x;
 647                         /* link in at head of list */
 648                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t;
 649                         tt->rn_flags = t->rn_flags;
 650                         tt->rn_p = x = t->rn_p;
 651                         t->rn_p = tt;
 652                         if (x->rn_l == t)
 653                                 x->rn_l = tt;
 654                         else
 655                                 x->rn_r = tt;
 656                         saved_tt = tt;
 657                         x = xx;
 658                 } else {
 659                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t->rn_dupedkey;
 660                         t->rn_dupedkey = tt;
 661                         tt->rn_p = t;
 662                         if (tt->rn_dupedkey)
 663                                 tt->rn_dupedkey->rn_p = tt;
 664                 }
 665 #ifdef RN_DEBUG
 666                 t=tt+1;
 667                 tt->rn_info = rn_nodenum++;
 668                 t->rn_info = rn_nodenum++;
 669                 tt->rn_twin = t;
 670                 tt->rn_ybro = rn_clist;
 671                 rn_clist = tt;
 672 #endif
 673                 tt->rn_key = (caddr_t) v;
 674                 tt->rn_b = -1;
 675                 tt->rn_flags = RNF_ACTIVE;
 676         }
 677         /*
 678          * Put mask in tree.
 679          */
 680         if (netmask) {
 681                 tt->rn_mask = netmask;
 682                 tt->rn_b = x->rn_b;
 683                 tt->rn_flags |= x->rn_flags & RNF_NORMAL;
 684         }
 685         t = saved_tt->rn_p;
 686         if (keyduplicated)
 687                 goto on2;
 688         b_leaf = -1 - t->rn_b;
 689         if (t->rn_r == saved_tt)
 690                 x = t->rn_l;
 691         else
 692                 x = t->rn_r;
 693         /* Promote general routes from below */
 694         if (x->rn_b < 0) {
 695             for (mp = &t->rn_mklist; x; x = x->rn_dupedkey)
 696                 if (x->rn_mask && (x->rn_b >= b_leaf) && x->rn_mklist == 0) {
 697                         *mp = m = rn_new_radix_mask(x, 0);
 698                         if (m)
 699                                 mp = &m->rm_mklist;
 700                 }
 701         } else if (x->rn_mklist) {
 702                 /*
 703                  * Skip over masks whose index is > that of new node
 704                  */
 705                 for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp) != NULL; mp = &m->rm_mklist)
 706                         if (m->rm_b >= b_leaf)
 707                                 break;
 708                 t->rn_mklist = m;
 709                 *mp = 0;
 710         }
 711 on2:
 712         /* Add new route to highest possible ancestor's list */
 713         if ((netmask == 0) || (b > t->rn_b ))
 714                 return tt; /* can't lift at all */
 715         b_leaf = tt->rn_b;
 716         do {
 717                 x = t;
 718                 t = t->rn_p;
 719         } while (b <= t->rn_b && x != top);
 720         /*
 721          * Search through routes associated with node to
 722          * insert new route according to index.
 723          * Need same criteria as when sorting dupedkeys to avoid
 724          * double loop on deletion.
 725          */
 726         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp) != NULL; mp = &m->rm_mklist) {
 727                 if (m->rm_b < b_leaf)
 728                         continue;
 729                 if (m->rm_b > b_leaf)
 730                         break;
 731                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
 732                         mmask = m->rm_leaf->rn_mask;
 733                         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
 734 #if 0
 735                                 log(LOG_ERR, "Non-unique normal route,"
 736                                     " mask not entered\n");
 737 #endif
 738                                 return tt;
 739                         }
 740                 } else
 741                         mmask = m->rm_mask;
 742                 if (mmask == netmask) {
 743                         m->rm_refs++;
 744                         tt->rn_mklist = m;
 745                         return tt;
 746                 }
 747                 if (rn_refines(netmask, mmask)
 748                     || rn_lexobetter(netmask, mmask))
 749                         break;
 750         }
 751         *mp = rn_new_radix_mask(tt, *mp);
 752         return tt;
 753 }
 754
 755 struct radix_node *
 756 rn_delete(v_arg, netmask_arg, head)
 757         void *v_arg, *netmask_arg;
 758         struct radix_node_head *head;
 759 {
 760         struct radix_node *t, *p, *x, *tt;
 761         struct radix_mask *m, *saved_m, **mp;
 762         struct radix_node *dupedkey, *saved_tt, *top;
 763         caddr_t v, netmask;
 764         int b, head_off, vlen;
 765
 766         v = v_arg;
 767         netmask = netmask_arg;
 768         x = head->rnh_treetop;
 769         tt = rn_search(v, x);
 770         head_off = x->rn_off;
 771         vlen =  *(u_char *)v;
 772         saved_tt = tt;
 773         top = x;
 774         if (tt == 0 ||
 775             Bcmp(v + head_off, tt->rn_key + head_off, vlen - head_off))
 776                 return (0);
 777         /*
 778          * Delete our route from mask lists.
 779          */
 780         if (netmask) {
 781                 if ((x = rn_addmask(netmask, 1, head_off)) == 0)
 782                         return (0);
 783                 netmask = x->rn_key;
 784                 while (tt->rn_mask != netmask)
 785                         if ((tt = tt->rn_dupedkey) == 0)
 786                                 return (0);
 787         }
 788         if (tt->rn_mask == 0 || (saved_m = m = tt->rn_mklist) == 0)
 789                 goto on1;
 790         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
 791                 if (m->rm_leaf != tt || m->rm_refs > 0) {
 792 #if 0
 793                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
 794 #endif
 795                         return 0;  /* dangling ref could cause disaster */
 796                 }
 797         } else {
 798                 if (m->rm_mask != tt->rn_mask) {
 799 #if 0
 800                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
 801 #endif
 802                         goto on1;
 803                 }
 804                 if (--m->rm_refs >= 0)
 805                         goto on1;
 806         }
 807         b = -1 - tt->rn_b;
 808         t = saved_tt->rn_p;
 809         if (b > t->rn_b)
 810                 goto on1; /* Wasn't lifted at all */
 811         do {
 812                 x = t;
 813                 t = t->rn_p;
 814         } while (b <= t->rn_b && x != top);
 815         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp) != NULL; mp = &m->rm_mklist)
 816                 if (m == saved_m) {
 817                         *mp = m->rm_mklist;
 818                         MKFree(m);
 819                         break;
 820                 }
 821         if (m == 0) {
 822 #if 0
 823                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find our annotation\n");
 824 #endif
 825                 if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
 826                         return (0); /* Dangling ref to us */
 827         }
 828 on1:
 829         /*
 830          * Eliminate us from tree
 831          */
 832         if (tt->rn_flags & RNF_ROOT)
 833                 return (0);
 834 #ifdef RN_DEBUG
 835         /* Get us out of the creation list */
 836         for (t = rn_clist; t && t->rn_ybro != tt; t = t->rn_ybro)
 837                 ;
 838         if (t) t->rn_ybro = tt->rn_ybro;
 839 #endif
 840         t = tt->rn_p;
 841         dupedkey = saved_tt->rn_dupedkey;
 842         if (dupedkey) {
 843                 /*
 844                  * Here, tt is the deletion target and
 845                  * saved_tt is the head of the dupedkey chain.
 846                  */
 847                 if (tt == saved_tt) {
 848                         x = dupedkey;
 849                         x->rn_p = t;
 850                         if (t->rn_l == tt)
 851                                 t->rn_l = x;
 852                         else
 853                                 t->rn_r = x;
 854                 } else {
 855                         /* find node in front of tt on the chain */
 856                         for (x = p = saved_tt; p && p->rn_dupedkey != tt;)
 857                                 p = p->rn_dupedkey;
 858                         if (p) {
 859                                 p->rn_dupedkey = tt->rn_dupedkey;
 860                                 if (tt->rn_dupedkey)
 861                                         tt->rn_dupedkey->rn_p = p;
 862                         }
 863 #if 0
 864                         else
 865                                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find us\n");
 866 #endif
 867                 }
 868                 t = tt + 1;
 869                 if  (t->rn_flags & RNF_ACTIVE) {
 870 #ifndef RN_DEBUG
 871                         *++x = *t;
 872                         p = t->rn_p;
 873 #else
 874                         b = t->rn_info;
 875                         *++x = *t;
 876                         t->rn_info = b;
 877                         p = t->rn_p;
 878 #endif
 879                         if (p->rn_l == t)
 880                                 p->rn_l = x;
 881                         else
 882                                 p->rn_r = x;
 883                         x->rn_l->rn_p = x;
 884                         x->rn_r->rn_p = x;
 885                 }
 886                 goto out;
 887         }
 888         if (t->rn_l == tt)
 889                 x = t->rn_r;
 890         else
 891                 x = t->rn_l;
 892         p = t->rn_p;
 893         if (p->rn_r == t)
 894                 p->rn_r = x;
 895         else
 896                 p->rn_l = x;
 897         x->rn_p = p;
 898         /*
 899          * Demote routes attached to us.
 900          */
 901         if (t->rn_mklist) {
 902                 if (x->rn_b >= 0) {
 903                         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp) != NULL;)
 904                                 mp = &m->rm_mklist;
 905                         *mp = t->rn_mklist;
 906                 } else {
 907                         /* If there are any key,mask pairs in a sibling
 908                            duped-key chain, some subset will appear sorted
 909                            in the same order attached to our mklist */
 910                         for (m = t->rn_mklist; m && x; x = x->rn_dupedkey)
 911                                 if (m == x->rn_mklist) {
 912                                         struct radix_mask *mm = m->rm_mklist;
 913                                         x->rn_mklist = 0;
 914                                         if (--(m->rm_refs) < 0)
 915                                                 MKFree(m);
 916                                         m = mm;
 917                                 }
 918 #if 0
 919                         if (m)
 920                                 log(LOG_ERR, "%s %p at %p\n",
 921                                     "rn_delete: Orphaned Mask", m, x);
 922 #endif
 923                 }
 924         }
 925         /*
 926          * We may be holding an active internal node in the tree.
 927          */
 928         x = tt + 1;
 929         if (t != x) {
 930 #ifndef RN_DEBUG
 931                 *t = *x;
 932 #else
 933                 b = t->rn_info;
 934                 *t = *x;
 935                 t->rn_info = b;
 936 #endif
 937                 t->rn_l->rn_p = t;
 938                 t->rn_r->rn_p = t;
 939                 p = x->rn_p;
 940                 if (p->rn_l == x)
 941                         p->rn_l = t;
 942                 else
 943                         p->rn_r = t;
 944         }
 945 out:
 946         tt->rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
 947         tt[1].rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
 948         return (tt);
 949 }
 950
 951 int
 952 rn_walktree(h, f, w)
 953         struct radix_node_head *h;
 954         int (*f) __P((struct radix_node *, void *));
 955         void *w;
 956 {
 957         int error;
 958         struct radix_node *base, *next;
 959         struct radix_node *rn = h->rnh_treetop;
 960         /*
 961          * This gets complicated because we may delete the node
 962          * while applying the function f to it, so we need to calculate
 963          * the successor node in advance.
 964          */
 965         /* First time through node, go left */
 966         while (rn->rn_b >= 0)
 967                 rn = rn->rn_l;
 968         for (;;) {
 969                 base = rn;
 970                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
 971                 while (rn->rn_p->rn_r == rn && (rn->rn_flags & RNF_ROOT) == 0)
 972                         rn = rn->rn_p;
 973                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
 974                 for (rn = rn->rn_p->rn_r; rn->rn_b >= 0;)
 975                         rn = rn->rn_l;
 976                 next = rn;
 977                 /* Process leaves */
 978                 while ((rn = base) != NULL) {
 979                         base = rn->rn_dupedkey;
 980                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
 981                             && (error = (*f)(rn, w)))
 982                                 return (error);
 983                 }
 984                 rn = next;
 985                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT)
 986                         return (0);
 987         }
 988         /* NOTREACHED */
 989 }
 990
 991 int
 992 rn_inithead(head, off)
 993         void **head;
 994         int off;
 995 {
 996         struct radix_node_head *rnh;
 997
 998         if (*head)
 999                 return (1);
1000         R_Malloc(rnh, struct radix_node_head *, sizeof (*rnh));
1001         if (rnh == 0)
1002                 return (0);
1003         *head = rnh;
1004         return rn_inithead0(rnh, off);
1005 }
1006
1007 int
1008 rn_inithead0(rnh, off)
1009         struct radix_node_head *rnh;
1010         int off;
1011 {
1012         struct radix_node *t, *tt, *ttt;
1013
1014         Bzero(rnh, sizeof (*rnh));
1015         t = rn_newpair(rn_zeros, off, rnh->rnh_nodes);
1016         ttt = rnh->rnh_nodes + 2;
1017         t->rn_r = ttt;
1018         t->rn_p = t;
1019         tt = t->rn_l;
1020         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1021         tt->rn_b = -1 - off;
1022         *ttt = *tt;
1023         ttt->rn_key = rn_ones;
1024         rnh->rnh_addaddr = rn_addroute;
1025         rnh->rnh_deladdr = rn_delete;
1026         rnh->rnh_matchaddr = rn_match;
1027         rnh->rnh_lookup = rn_lookup;
1028         rnh->rnh_walktree = rn_walktree;
1029         rnh->rnh_treetop = t;
1030         return (1);
1031 }
1032
1033 void
1034 rn_init()
1035 {
1036         char *cp, *cplim;
1037
1038         if (max_keylen == 0) {
1039 #if 0
1040                 log(LOG_ERR,
1041                     "rn_init: radix functions require max_keylen be set\n");
1042 #endif
1043                 return;
1044         }
1045         if (rn_zeros == NULL) {
1046                 R_Malloc(rn_zeros, char *, 3 * max_keylen);
1047         }
1048         if (rn_zeros == NULL)
1049                 panic("rn_init");
1050         Bzero(rn_zeros, 3 * max_keylen);
1051         rn_ones = cp = rn_zeros + max_keylen;
1052         addmask_key = cplim = rn_ones + max_keylen;
1053         while (cp < cplim)
1054                 *cp++ = -1;
1055         if (rn_inithead((void *)&mask_rnhead, 0) == 0)
1056                 panic("rn_init 2");
1057 }
1058
1059
1060 static int
1061 rn_freenode(struct radix_node *n, void *p)
1062 {
1063         struct radix_node_head *rnh = p;
1064         struct radix_node *d;
1065
1066         d = rnh->rnh_deladdr(n->rn_key, NULL, rnh);
1067         if (d != NULL) {
1068                 FreeS(d, max_keylen + 2 * sizeof (*d));
1069         }
1070         return 0;
1071 }
1072
1073
1074 void
1075 rn_freehead(rnh)
1076       struct radix_node_head *rnh;
1077 {
1078
1079         (void)rn_walktree(rnh, rn_freenode, rnh);
1080
1081         rnh->rnh_addaddr = NULL;
1082         rnh->rnh_deladdr = NULL;
1083         rnh->rnh_matchaddr = NULL;
1084         rnh->rnh_lookup = NULL;
1085         rnh->rnh_walktree = NULL;
1086
1087         Free(rnh);
1088 }
1089
1090
1091 void
1092 rn_fini()
1093 {
1094         struct radix_mask *m;
1095
1096         if (rn_zeros != NULL) {
1097                 FreeS(rn_zeros, 3 * max_keylen);
1098                 rn_zeros = NULL;
1099         }
1100
1101         if (mask_rnhead != NULL) {
1102                 rn_freehead(mask_rnhead);
1103                 mask_rnhead = NULL;
1104         }
1105
1106         while ((m = rn_mkfreelist) != NULL) {
1107                 rn_mkfreelist = m->rm_mklist;
1108                 KFREE(m);
1109         }
1110 }
1111
1112
1113 #ifdef  USE_MAIN
1114
1115 typedef struct myst {
1116         addrfamily_t    dst;
1117         addrfamily_t    mask;
1118         struct radix_node nodes[2];
1119 } myst_t;
1120
1121 int
1122 main(int argc, char *argv[])
1123 {
1124         struct radix_node_head *rnh;
1125         struct radix_node *rn;
1126         addrfamily_t af, mf;
1127         myst_t st1, st2, *stp;
1128
1129         memset(&st1, 0, sizeof(st1));
1130         memset(&st2, 0, sizeof(st2));
1131         memset(&af, 0, sizeof(af));
1132
1133         rn_init();
1134
1135         rnh = NULL;
1136         rn_inithead(&rnh, offsetof(addrfamily_t, adf_addr) << 3);
1137
1138         st1.dst.adf_len = sizeof(st1);
1139         st1.mask.adf_len = sizeof(st1);
1140         st1.dst.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("127.0.0.0");
1141         st1.mask.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("255.0.0.0");
1142         rn = rnh->rnh_addaddr(&st1.dst, &st1.mask, rnh, st1.nodes);
1143         printf("add.1 %p\n", rn);
1144
1145         st2.dst.adf_len = sizeof(st2);
1146         st2.mask.adf_len = sizeof(st2);
1147         st2.dst.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("127.0.1.0");
1148         st2.mask.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("255.255.255.0");
1149         rn = rnh->rnh_addaddr(&st2.dst, &st2.mask, rnh, st2.nodes);
1150         printf("add.2 %p\n", rn);
1151
1152         af.adf_len = sizeof(af);
1153         af.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("127.0.1.0");
1154         rn = rnh->rnh_matchaddr(&af, rnh);
1155         if (rn != NULL) {
1156                 printf("1.lookup = %p key %p mask %p\n", rn, rn->rn_key, rn->rn_mask);
1157                 stp = rn->rn_key;
1158                 printf("%s/", inet_ntoa(stp->dst.adf_addr.in4));
1159                 stp = rn->rn_mask;
1160                 printf("%s\n", inet_ntoa(stp->dst.adf_addr.in4));
1161         }
1162
1163         mf.adf_len = sizeof(mf);
1164         mf.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("255.255.255.0");
1165         rn = rnh->rnh_lookup(&af, &mf, rnh);
1166         if (rn != NULL) {
1167                 printf("2.lookup = %p key %p mask %p\n", rn, rn->rn_key, rn->rn_mask);
1168                 stp = rn->rn_key;
1169                 printf("%s/", inet_ntoa(stp->dst.adf_addr.in4));
1170                 stp = rn->rn_mask;
1171                 printf("%s\n", inet_ntoa(stp->dst.adf_addr.in4));
1172         }
1173
1174         af.adf_len = sizeof(af);
1175         af.adf_addr.in4.s_addr = inet_addr("126.0.0.1");
1176         rn = rnh->rnh_matchaddr(&af, rnh);
1177         if (rn != NULL) {
1178                 printf("3.lookup = %p key %p mask %p\n", rn, rn->rn_key, rn->rn_mask);
1179                 stp = rn->rn_key;
1180                 printf("%s/", inet_ntoa(stp->dst.adf_addr.in4));
1181                 stp = rn->rn_mask;
1182                 printf("%s\n", inet_ntoa(stp->dst.adf_addr.in4));
1183         }
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188
1189 void
1190 log(int level, char *format, ...)
1191 {
1192         va_list ap;
1193
1194         va_start(ap, format);
1195         vfprintf(stderr, format, ap);
1196         va_end(ap);
1197 }
1198 #endif
1199
1200
1201 #ifndef _KERNEL
1202 void
1203 panic(char *str)
1204 {
1205         fputs(str, stderr);
1206         abort();
1207 }
1208 #endif