]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/net/radix.c
Skip the vm.pmap.kernel_maps sysctl by default.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / net / radix.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
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  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
17  *    without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  *
31  *      @(#)radix.c     8.5 (Berkeley) 5/19/95
32  * $FreeBSD$
33  */
34
35 /*
36  * Routines to build and maintain radix trees for routing lookups.
37  */
38 #include <sys/param.h>
39 #ifdef  _KERNEL
40 #include <sys/lock.h>
41 #include <sys/mutex.h>
42 #include <sys/rmlock.h>
43 #include <sys/systm.h>
44 #include <sys/malloc.h>
45 #include <sys/syslog.h>
46 #include <net/radix.h>
47 #else /* !_KERNEL */
48 #include <stdio.h>
49 #include <strings.h>
50 #include <stdlib.h>
51 #define log(x, arg...)  fprintf(stderr, ## arg)
52 #define panic(x)        fprintf(stderr, "PANIC: %s", x), exit(1)
53 #define min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b) )
54 #include <net/radix.h>
55 #endif /* !_KERNEL */
56
57 static struct radix_node
58          *rn_insert(void *, struct radix_head *, int *,
59              struct radix_node [2]),
60          *rn_newpair(void *, int, struct radix_node[2]),
61          *rn_search(void *, struct radix_node *),
62          *rn_search_m(void *, struct radix_node *, void *);
63 static struct radix_node *rn_addmask(void *, struct radix_mask_head *, int,int);
64
65 static void rn_detachhead_internal(struct radix_head *);
66
67 #define RADIX_MAX_KEY_LEN       32
68
69 static char rn_zeros[RADIX_MAX_KEY_LEN];
70 static char rn_ones[RADIX_MAX_KEY_LEN] = {
71         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
72         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
73         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
74         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
75 };
76
77 static int      rn_lexobetter(void *m_arg, void *n_arg);
78 static struct radix_mask *
79                 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt,
80                     struct radix_mask *next);
81 static int      rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf,
82                     int skip);
83
84 /*
85  * The data structure for the keys is a radix tree with one way
86  * branching removed.  The index rn_bit at an internal node n represents a bit
87  * position to be tested.  The tree is arranged so that all descendants
88  * of a node n have keys whose bits all agree up to position rn_bit - 1.
89  * (We say the index of n is rn_bit.)
90  *
91  * There is at least one descendant which has a one bit at position rn_bit,
92  * and at least one with a zero there.
93  *
94  * A route is determined by a pair of key and mask.  We require that the
95  * bit-wise logical and of the key and mask to be the key.
96  * We define the index of a route to associated with the mask to be
97  * the first bit number in the mask where 0 occurs (with bit number 0
98  * representing the highest order bit).
99  *
100  * We say a mask is normal if every bit is 0, past the index of the mask.
101  * If a node n has a descendant (k, m) with index(m) == index(n) == rn_bit,
102  * and m is a normal mask, then the route applies to every descendant of n.
103  * If the index(m) < rn_bit, this implies the trailing last few bits of k
104  * before bit b are all 0, (and hence consequently true of every descendant
105  * of n), so the route applies to all descendants of the node as well.
106  *
107  * Similar logic shows that a non-normal mask m such that
108  * index(m) <= index(n) could potentially apply to many children of n.
109  * Thus, for each non-host route, we attach its mask to a list at an internal
110  * node as high in the tree as we can go.
111  *
112  * The present version of the code makes use of normal routes in short-
113  * circuiting an explict mask and compare operation when testing whether
114  * a key satisfies a normal route, and also in remembering the unique leaf
115  * that governs a subtree.
116  */
117
118 /*
119  * Most of the functions in this code assume that the key/mask arguments
120  * are sockaddr-like structures, where the first byte is an u_char
121  * indicating the size of the entire structure.
122  *
123  * To make the assumption more explicit, we use the LEN() macro to access
124  * this field. It is safe to pass an expression with side effects
125  * to LEN() as the argument is evaluated only once.
126  * We cast the result to int as this is the dominant usage.
127  */
128 #define LEN(x) ( (int) (*(const u_char *)(x)) )
129
130 /*
131  * XXX THIS NEEDS TO BE FIXED
132  * In the code, pointers to keys and masks are passed as either
133  * 'void *' (because callers use to pass pointers of various kinds), or
134  * 'caddr_t' (which is fine for pointer arithmetics, but not very
135  * clean when you dereference it to access data). Furthermore, caddr_t
136  * is really 'char *', while the natural type to operate on keys and
137  * masks would be 'u_char'. This mismatch require a lot of casts and
138  * intermediate variables to adapt types that clutter the code.
139  */
140
141 /*
142  * Search a node in the tree matching the key.
143  */
144 static struct radix_node *
145 rn_search(void *v_arg, struct radix_node *head)
146 {
147         struct radix_node *x;
148         caddr_t v;
149
150         for (x = head, v = v_arg; x->rn_bit >= 0;) {
151                 if (x->rn_bmask & v[x->rn_offset])
152                         x = x->rn_right;
153                 else
154                         x = x->rn_left;
155         }
156         return (x);
157 }
158
159 /*
160  * Same as above, but with an additional mask.
161  * XXX note this function is used only once.
162  */
163 static struct radix_node *
164 rn_search_m(void *v_arg, struct radix_node *head, void *m_arg)
165 {
166         struct radix_node *x;
167         caddr_t v = v_arg, m = m_arg;
168
169         for (x = head; x->rn_bit >= 0;) {
170                 if ((x->rn_bmask & m[x->rn_offset]) &&
171                     (x->rn_bmask & v[x->rn_offset]))
172                         x = x->rn_right;
173                 else
174                         x = x->rn_left;
175         }
176         return (x);
177 }
178
179 int
180 rn_refines(void *m_arg, void *n_arg)
181 {
182         caddr_t m = m_arg, n = n_arg;
183         caddr_t lim, lim2 = lim = n + LEN(n);
184         int longer = LEN(n++) - LEN(m++);
185         int masks_are_equal = 1;
186
187         if (longer > 0)
188                 lim -= longer;
189         while (n < lim) {
190                 if (*n & ~(*m))
191                         return (0);
192                 if (*n++ != *m++)
193                         masks_are_equal = 0;
194         }
195         while (n < lim2)
196                 if (*n++)
197                         return (0);
198         if (masks_are_equal && (longer < 0))
199                 for (lim2 = m - longer; m < lim2; )
200                         if (*m++)
201                                 return (1);
202         return (!masks_are_equal);
203 }
204
205 /*
206  * Search for exact match in given @head.
207  * Assume host bits are cleared in @v_arg if @m_arg is not NULL
208  * Note that prefixes with /32 or /128 masks are treated differently
209  * from host routes.
210  */
211 struct radix_node *
212 rn_lookup(void *v_arg, void *m_arg, struct radix_head *head)
213 {
214         struct radix_node *x;
215         caddr_t netmask;
216
217         if (m_arg != NULL) {
218                 /*
219                  * Most common case: search exact prefix/mask
220                  */
221                 x = rn_addmask(m_arg, head->rnh_masks, 1,
222                     head->rnh_treetop->rn_offset);
223                 if (x == NULL)
224                         return (NULL);
225                 netmask = x->rn_key;
226
227                 x = rn_match(v_arg, head);
228
229                 while (x != NULL && x->rn_mask != netmask)
230                         x = x->rn_dupedkey;
231
232                 return (x);
233         }
234
235         /*
236          * Search for host address.
237          */
238         if ((x = rn_match(v_arg, head)) == NULL)
239                 return (NULL);
240
241         /* Check if found key is the same */
242         if (LEN(x->rn_key) != LEN(v_arg) || bcmp(x->rn_key, v_arg, LEN(v_arg)))
243                 return (NULL);
244
245         /* Check if this is not host route */
246         if (x->rn_mask != NULL)
247                 return (NULL);
248
249         return (x);
250 }
251
252 static int
253 rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf, int skip)
254 {
255         char *cp = trial, *cp2 = leaf->rn_key, *cp3 = leaf->rn_mask;
256         char *cplim;
257         int length = min(LEN(cp), LEN(cp2));
258
259         if (cp3 == NULL)
260                 cp3 = rn_ones;
261         else
262                 length = min(length, LEN(cp3));
263         cplim = cp + length; cp3 += skip; cp2 += skip;
264         for (cp += skip; cp < cplim; cp++, cp2++, cp3++)
265                 if ((*cp ^ *cp2) & *cp3)
266                         return (0);
267         return (1);
268 }
269
270 /*
271  * Search for longest-prefix match in given @head
272  */
273 struct radix_node *
274 rn_match(void *v_arg, struct radix_head *head)
275 {
276         caddr_t v = v_arg;
277         struct radix_node *t = head->rnh_treetop, *x;
278         caddr_t cp = v, cp2;
279         caddr_t cplim;
280         struct radix_node *saved_t, *top = t;
281         int off = t->rn_offset, vlen = LEN(cp), matched_off;
282         int test, b, rn_bit;
283
284         /*
285          * Open code rn_search(v, top) to avoid overhead of extra
286          * subroutine call.
287          */
288         for (; t->rn_bit >= 0; ) {
289                 if (t->rn_bmask & cp[t->rn_offset])
290                         t = t->rn_right;
291                 else
292                         t = t->rn_left;
293         }
294         /*
295          * See if we match exactly as a host destination
296          * or at least learn how many bits match, for normal mask finesse.
297          *
298          * It doesn't hurt us to limit how many bytes to check
299          * to the length of the mask, since if it matches we had a genuine
300          * match and the leaf we have is the most specific one anyway;
301          * if it didn't match with a shorter length it would fail
302          * with a long one.  This wins big for class B&C netmasks which
303          * are probably the most common case...
304          */
305         if (t->rn_mask)
306                 vlen = *(u_char *)t->rn_mask;
307         cp += off; cp2 = t->rn_key + off; cplim = v + vlen;
308         for (; cp < cplim; cp++, cp2++)
309                 if (*cp != *cp2)
310                         goto on1;
311         /*
312          * This extra grot is in case we are explicitly asked
313          * to look up the default.  Ugh!
314          *
315          * Never return the root node itself, it seems to cause a
316          * lot of confusion.
317          */
318         if (t->rn_flags & RNF_ROOT)
319                 t = t->rn_dupedkey;
320         return (t);
321 on1:
322         test = (*cp ^ *cp2) & 0xff; /* find first bit that differs */
323         for (b = 7; (test >>= 1) > 0;)
324                 b--;
325         matched_off = cp - v;
326         b += matched_off << 3;
327         rn_bit = -1 - b;
328         /*
329          * If there is a host route in a duped-key chain, it will be first.
330          */
331         if ((saved_t = t)->rn_mask == 0)
332                 t = t->rn_dupedkey;
333         for (; t; t = t->rn_dupedkey)
334                 /*
335                  * Even if we don't match exactly as a host,
336                  * we may match if the leaf we wound up at is
337                  * a route to a net.
338                  */
339                 if (t->rn_flags & RNF_NORMAL) {
340                         if (rn_bit <= t->rn_bit)
341                                 return (t);
342                 } else if (rn_satisfies_leaf(v, t, matched_off))
343                                 return (t);
344         t = saved_t;
345         /* start searching up the tree */
346         do {
347                 struct radix_mask *m;
348                 t = t->rn_parent;
349                 m = t->rn_mklist;
350                 /*
351                  * If non-contiguous masks ever become important
352                  * we can restore the masking and open coding of
353                  * the search and satisfaction test and put the
354                  * calculation of "off" back before the "do".
355                  */
356                 while (m) {
357                         if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
358                                 if (rn_bit <= m->rm_bit)
359                                         return (m->rm_leaf);
360                         } else {
361                                 off = min(t->rn_offset, matched_off);
362                                 x = rn_search_m(v, t, m->rm_mask);
363                                 while (x && x->rn_mask != m->rm_mask)
364                                         x = x->rn_dupedkey;
365                                 if (x && rn_satisfies_leaf(v, x, off))
366                                         return (x);
367                         }
368                         m = m->rm_mklist;
369                 }
370         } while (t != top);
371         return (0);
372 }
373
374 #ifdef RN_DEBUG
375 int     rn_nodenum;
376 struct  radix_node *rn_clist;
377 int     rn_saveinfo;
378 int     rn_debug =  1;
379 #endif
380
381 /*
382  * Whenever we add a new leaf to the tree, we also add a parent node,
383  * so we allocate them as an array of two elements: the first one must be
384  * the leaf (see RNTORT() in route.c), the second one is the parent.
385  * This routine initializes the relevant fields of the nodes, so that
386  * the leaf is the left child of the parent node, and both nodes have
387  * (almost) all all fields filled as appropriate.
388  * (XXX some fields are left unset, see the '#if 0' section).
389  * The function returns a pointer to the parent node.
390  */
391
392 static struct radix_node *
393 rn_newpair(void *v, int b, struct radix_node nodes[2])
394 {
395         struct radix_node *tt = nodes, *t = tt + 1;
396         t->rn_bit = b;
397         t->rn_bmask = 0x80 >> (b & 7);
398         t->rn_left = tt;
399         t->rn_offset = b >> 3;
400
401 #if 0  /* XXX perhaps we should fill these fields as well. */
402         t->rn_parent = t->rn_right = NULL;
403
404         tt->rn_mask = NULL;
405         tt->rn_dupedkey = NULL;
406         tt->rn_bmask = 0;
407 #endif
408         tt->rn_bit = -1;
409         tt->rn_key = (caddr_t)v;
410         tt->rn_parent = t;
411         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ACTIVE;
412         tt->rn_mklist = t->rn_mklist = 0;
413 #ifdef RN_DEBUG
414         tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
415         tt->rn_twin = t;
416         tt->rn_ybro = rn_clist;
417         rn_clist = tt;
418 #endif
419         return (t);
420 }
421
422 static struct radix_node *
423 rn_insert(void *v_arg, struct radix_head *head, int *dupentry,
424     struct radix_node nodes[2])
425 {
426         caddr_t v = v_arg;
427         struct radix_node *top = head->rnh_treetop;
428         int head_off = top->rn_offset, vlen = LEN(v);
429         struct radix_node *t = rn_search(v_arg, top);
430         caddr_t cp = v + head_off;
431         int b;
432         struct radix_node *p, *tt, *x;
433         /*
434          * Find first bit at which v and t->rn_key differ
435          */
436         caddr_t cp2 = t->rn_key + head_off;
437         int cmp_res;
438         caddr_t cplim = v + vlen;
439
440         while (cp < cplim)
441                 if (*cp2++ != *cp++)
442                         goto on1;
443         *dupentry = 1;
444         return (t);
445 on1:
446         *dupentry = 0;
447         cmp_res = (cp[-1] ^ cp2[-1]) & 0xff;
448         for (b = (cp - v) << 3; cmp_res; b--)
449                 cmp_res >>= 1;
450
451         x = top;
452         cp = v;
453         do {
454                 p = x;
455                 if (cp[x->rn_offset] & x->rn_bmask)
456                         x = x->rn_right;
457                 else
458                         x = x->rn_left;
459         } while (b > (unsigned) x->rn_bit);
460                                 /* x->rn_bit < b && x->rn_bit >= 0 */
461 #ifdef RN_DEBUG
462         if (rn_debug)
463                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Going In:\n"), traverse(p);
464 #endif
465         t = rn_newpair(v_arg, b, nodes); 
466         tt = t->rn_left;
467         if ((cp[p->rn_offset] & p->rn_bmask) == 0)
468                 p->rn_left = t;
469         else
470                 p->rn_right = t;
471         x->rn_parent = t;
472         t->rn_parent = p; /* frees x, p as temp vars below */
473         if ((cp[t->rn_offset] & t->rn_bmask) == 0) {
474                 t->rn_right = x;
475         } else {
476                 t->rn_right = tt;
477                 t->rn_left = x;
478         }
479 #ifdef RN_DEBUG
480         if (rn_debug)
481                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Coming Out:\n"), traverse(p);
482 #endif
483         return (tt);
484 }
485
486 static struct radix_node *
487 rn_addmask(void *n_arg, struct radix_mask_head *maskhead, int search, int skip)
488 {
489         unsigned char *netmask = n_arg;
490         unsigned char *cp, *cplim;
491         struct radix_node *x;
492         int b = 0, mlen, j;
493         int maskduplicated, isnormal;
494         struct radix_node *saved_x;
495         unsigned char addmask_key[RADIX_MAX_KEY_LEN];
496
497         if ((mlen = LEN(netmask)) > RADIX_MAX_KEY_LEN)
498                 mlen = RADIX_MAX_KEY_LEN;
499         if (skip == 0)
500                 skip = 1;
501         if (mlen <= skip)
502                 return (maskhead->mask_nodes);
503
504         bzero(addmask_key, RADIX_MAX_KEY_LEN);
505         if (skip > 1)
506                 bcopy(rn_ones + 1, addmask_key + 1, skip - 1);
507         bcopy(netmask + skip, addmask_key + skip, mlen - skip);
508         /*
509          * Trim trailing zeroes.
510          */
511         for (cp = addmask_key + mlen; (cp > addmask_key) && cp[-1] == 0;)
512                 cp--;
513         mlen = cp - addmask_key;
514         if (mlen <= skip)
515                 return (maskhead->mask_nodes);
516         *addmask_key = mlen;
517         x = rn_search(addmask_key, maskhead->head.rnh_treetop);
518         if (bcmp(addmask_key, x->rn_key, mlen) != 0)
519                 x = NULL;
520         if (x || search)
521                 return (x);
522         R_Zalloc(x, struct radix_node *, RADIX_MAX_KEY_LEN + 2 * sizeof (*x));
523         if ((saved_x = x) == NULL)
524                 return (0);
525         netmask = cp = (unsigned char *)(x + 2);
526         bcopy(addmask_key, cp, mlen);
527         x = rn_insert(cp, &maskhead->head, &maskduplicated, x);
528         if (maskduplicated) {
529                 log(LOG_ERR, "rn_addmask: mask impossibly already in tree");
530                 R_Free(saved_x);
531                 return (x);
532         }
533         /*
534          * Calculate index of mask, and check for normalcy.
535          * First find the first byte with a 0 bit, then if there are
536          * more bits left (remember we already trimmed the trailing 0's),
537          * the bits should be contiguous, otherwise we have got
538          * a non-contiguous mask.
539          */
540 #define CONTIG(_c)      (((~(_c) + 1) & (_c)) == (unsigned char)(~(_c) + 1))
541         cplim = netmask + mlen;
542         isnormal = 1;
543         for (cp = netmask + skip; (cp < cplim) && *(u_char *)cp == 0xff;)
544                 cp++;
545         if (cp != cplim) {
546                 for (j = 0x80; (j & *cp) != 0; j >>= 1)
547                         b++;
548                 if (!CONTIG(*cp) || cp != (cplim - 1))
549                         isnormal = 0;
550         }
551         b += (cp - netmask) << 3;
552         x->rn_bit = -1 - b;
553         if (isnormal)
554                 x->rn_flags |= RNF_NORMAL;
555         return (x);
556 }
557
558 static int      /* XXX: arbitrary ordering for non-contiguous masks */
559 rn_lexobetter(void *m_arg, void *n_arg)
560 {
561         u_char *mp = m_arg, *np = n_arg, *lim;
562
563         if (LEN(mp) > LEN(np))
564                 return (1);  /* not really, but need to check longer one first */
565         if (LEN(mp) == LEN(np))
566                 for (lim = mp + LEN(mp); mp < lim;)
567                         if (*mp++ > *np++)
568                                 return (1);
569         return (0);
570 }
571
572 static struct radix_mask *
573 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt, struct radix_mask *next)
574 {
575         struct radix_mask *m;
576
577         R_Malloc(m, struct radix_mask *, sizeof (struct radix_mask));
578         if (m == NULL) {
579                 log(LOG_ERR, "Failed to allocate route mask\n");
580                 return (0);
581         }
582         bzero(m, sizeof(*m));
583         m->rm_bit = tt->rn_bit;
584         m->rm_flags = tt->rn_flags;
585         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
586                 m->rm_leaf = tt;
587         else
588                 m->rm_mask = tt->rn_mask;
589         m->rm_mklist = next;
590         tt->rn_mklist = m;
591         return (m);
592 }
593
594 struct radix_node *
595 rn_addroute(void *v_arg, void *n_arg, struct radix_head *head,
596     struct radix_node treenodes[2])
597 {
598         caddr_t v = (caddr_t)v_arg, netmask = (caddr_t)n_arg;
599         struct radix_node *t, *x = NULL, *tt;
600         struct radix_node *saved_tt, *top = head->rnh_treetop;
601         short b = 0, b_leaf = 0;
602         int keyduplicated;
603         caddr_t mmask;
604         struct radix_mask *m, **mp;
605
606         /*
607          * In dealing with non-contiguous masks, there may be
608          * many different routes which have the same mask.
609          * We will find it useful to have a unique pointer to
610          * the mask to speed avoiding duplicate references at
611          * nodes and possibly save time in calculating indices.
612          */
613         if (netmask)  {
614                 x = rn_addmask(netmask, head->rnh_masks, 0, top->rn_offset);
615                 if (x == NULL)
616                         return (0);
617                 b_leaf = x->rn_bit;
618                 b = -1 - x->rn_bit;
619                 netmask = x->rn_key;
620         }
621         /*
622          * Deal with duplicated keys: attach node to previous instance
623          */
624         saved_tt = tt = rn_insert(v, head, &keyduplicated, treenodes);
625         if (keyduplicated) {
626                 for (t = tt; tt; t = tt, tt = tt->rn_dupedkey) {
627                         if (tt->rn_mask == netmask)
628                                 return (0);
629                         if (netmask == 0 ||
630                             (tt->rn_mask &&
631                              ((b_leaf < tt->rn_bit) /* index(netmask) > node */
632                               || rn_refines(netmask, tt->rn_mask)
633                               || rn_lexobetter(netmask, tt->rn_mask))))
634                                 break;
635                 }
636                 /*
637                  * If the mask is not duplicated, we wouldn't
638                  * find it among possible duplicate key entries
639                  * anyway, so the above test doesn't hurt.
640                  *
641                  * We sort the masks for a duplicated key the same way as
642                  * in a masklist -- most specific to least specific.
643                  * This may require the unfortunate nuisance of relocating
644                  * the head of the list.
645                  *
646                  * We also reverse, or doubly link the list through the
647                  * parent pointer.
648                  */
649                 if (tt == saved_tt) {
650                         struct  radix_node *xx = x;
651                         /* link in at head of list */
652                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t;
653                         tt->rn_flags = t->rn_flags;
654                         tt->rn_parent = x = t->rn_parent;
655                         t->rn_parent = tt;                      /* parent */
656                         if (x->rn_left == t)
657                                 x->rn_left = tt;
658                         else
659                                 x->rn_right = tt;
660                         saved_tt = tt; x = xx;
661                 } else {
662                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t->rn_dupedkey;
663                         t->rn_dupedkey = tt;
664                         tt->rn_parent = t;                      /* parent */
665                         if (tt->rn_dupedkey)                    /* parent */
666                                 tt->rn_dupedkey->rn_parent = tt; /* parent */
667                 }
668 #ifdef RN_DEBUG
669                 t=tt+1; tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
670                 tt->rn_twin = t; tt->rn_ybro = rn_clist; rn_clist = tt;
671 #endif
672                 tt->rn_key = (caddr_t) v;
673                 tt->rn_bit = -1;
674                 tt->rn_flags = RNF_ACTIVE;
675         }
676         /*
677          * Put mask in tree.
678          */
679         if (netmask) {
680                 tt->rn_mask = netmask;
681                 tt->rn_bit = x->rn_bit;
682                 tt->rn_flags |= x->rn_flags & RNF_NORMAL;
683         }
684         t = saved_tt->rn_parent;
685         if (keyduplicated)
686                 goto on2;
687         b_leaf = -1 - t->rn_bit;
688         if (t->rn_right == saved_tt)
689                 x = t->rn_left;
690         else
691                 x = t->rn_right;
692         /* Promote general routes from below */
693         if (x->rn_bit < 0) {
694             for (mp = &t->rn_mklist; x; x = x->rn_dupedkey)
695                 if (x->rn_mask && (x->rn_bit >= b_leaf) && x->rn_mklist == 0) {
696                         *mp = m = rn_new_radix_mask(x, 0);
697                         if (m)
698                                 mp = &m->rm_mklist;
699                 }
700         } else if (x->rn_mklist) {
701                 /*
702                  * Skip over masks whose index is > that of new node
703                  */
704                 for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
705                         if (m->rm_bit >= b_leaf)
706                                 break;
707                 t->rn_mklist = m; *mp = NULL;
708         }
709 on2:
710         /* Add new route to highest possible ancestor's list */
711         if ((netmask == 0) || (b > t->rn_bit ))
712                 return (tt); /* can't lift at all */
713         b_leaf = tt->rn_bit;
714         do {
715                 x = t;
716                 t = t->rn_parent;
717         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
718         /*
719          * Search through routes associated with node to
720          * insert new route according to index.
721          * Need same criteria as when sorting dupedkeys to avoid
722          * double loop on deletion.
723          */
724         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist) {
725                 if (m->rm_bit < b_leaf)
726                         continue;
727                 if (m->rm_bit > b_leaf)
728                         break;
729                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
730                         mmask = m->rm_leaf->rn_mask;
731                         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
732                             log(LOG_ERR,
733                                 "Non-unique normal route, mask not entered\n");
734                                 return (tt);
735                         }
736                 } else
737                         mmask = m->rm_mask;
738                 if (mmask == netmask) {
739                         m->rm_refs++;
740                         tt->rn_mklist = m;
741                         return (tt);
742                 }
743                 if (rn_refines(netmask, mmask)
744                     || rn_lexobetter(netmask, mmask))
745                         break;
746         }
747         *mp = rn_new_radix_mask(tt, *mp);
748         return (tt);
749 }
750
751 struct radix_node *
752 rn_delete(void *v_arg, void *netmask_arg, struct radix_head *head)
753 {
754         struct radix_node *t, *p, *x, *tt;
755         struct radix_mask *m, *saved_m, **mp;
756         struct radix_node *dupedkey, *saved_tt, *top;
757         caddr_t v, netmask;
758         int b, head_off, vlen;
759
760         v = v_arg;
761         netmask = netmask_arg;
762         x = head->rnh_treetop;
763         tt = rn_search(v, x);
764         head_off = x->rn_offset;
765         vlen =  LEN(v);
766         saved_tt = tt;
767         top = x;
768         if (tt == NULL ||
769             bcmp(v + head_off, tt->rn_key + head_off, vlen - head_off))
770                 return (0);
771         /*
772          * Delete our route from mask lists.
773          */
774         if (netmask) {
775                 x = rn_addmask(netmask, head->rnh_masks, 1, head_off);
776                 if (x == NULL)
777                         return (0);
778                 netmask = x->rn_key;
779                 while (tt->rn_mask != netmask)
780                         if ((tt = tt->rn_dupedkey) == NULL)
781                                 return (0);
782         }
783         if (tt->rn_mask == 0 || (saved_m = m = tt->rn_mklist) == NULL)
784                 goto on1;
785         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
786                 if (m->rm_leaf != tt || m->rm_refs > 0) {
787                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
788                         return (0);  /* dangling ref could cause disaster */
789                 }
790         } else {
791                 if (m->rm_mask != tt->rn_mask) {
792                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
793                         goto on1;
794                 }
795                 if (--m->rm_refs >= 0)
796                         goto on1;
797         }
798         b = -1 - tt->rn_bit;
799         t = saved_tt->rn_parent;
800         if (b > t->rn_bit)
801                 goto on1; /* Wasn't lifted at all */
802         do {
803                 x = t;
804                 t = t->rn_parent;
805         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
806         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
807                 if (m == saved_m) {
808                         *mp = m->rm_mklist;
809                         R_Free(m);
810                         break;
811                 }
812         if (m == NULL) {
813                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find our annotation\n");
814                 if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
815                         return (0); /* Dangling ref to us */
816         }
817 on1:
818         /*
819          * Eliminate us from tree
820          */
821         if (tt->rn_flags & RNF_ROOT)
822                 return (0);
823 #ifdef RN_DEBUG
824         /* Get us out of the creation list */
825         for (t = rn_clist; t && t->rn_ybro != tt; t = t->rn_ybro) {}
826         if (t) t->rn_ybro = tt->rn_ybro;
827 #endif
828         t = tt->rn_parent;
829         dupedkey = saved_tt->rn_dupedkey;
830         if (dupedkey) {
831                 /*
832                  * Here, tt is the deletion target and
833                  * saved_tt is the head of the dupekey chain.
834                  */
835                 if (tt == saved_tt) {
836                         /* remove from head of chain */
837                         x = dupedkey; x->rn_parent = t;
838                         if (t->rn_left == tt)
839                                 t->rn_left = x;
840                         else
841                                 t->rn_right = x;
842                 } else {
843                         /* find node in front of tt on the chain */
844                         for (x = p = saved_tt; p && p->rn_dupedkey != tt;)
845                                 p = p->rn_dupedkey;
846                         if (p) {
847                                 p->rn_dupedkey = tt->rn_dupedkey;
848                                 if (tt->rn_dupedkey)            /* parent */
849                                         tt->rn_dupedkey->rn_parent = p;
850                                                                 /* parent */
851                         } else log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find us\n");
852                 }
853                 t = tt + 1;
854                 if  (t->rn_flags & RNF_ACTIVE) {
855 #ifndef RN_DEBUG
856                         *++x = *t;
857                         p = t->rn_parent;
858 #else
859                         b = t->rn_info;
860                         *++x = *t;
861                         t->rn_info = b;
862                         p = t->rn_parent;
863 #endif
864                         if (p->rn_left == t)
865                                 p->rn_left = x;
866                         else
867                                 p->rn_right = x;
868                         x->rn_left->rn_parent = x;
869                         x->rn_right->rn_parent = x;
870                 }
871                 goto out;
872         }
873         if (t->rn_left == tt)
874                 x = t->rn_right;
875         else
876                 x = t->rn_left;
877         p = t->rn_parent;
878         if (p->rn_right == t)
879                 p->rn_right = x;
880         else
881                 p->rn_left = x;
882         x->rn_parent = p;
883         /*
884          * Demote routes attached to us.
885          */
886         if (t->rn_mklist) {
887                 if (x->rn_bit >= 0) {
888                         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp);)
889                                 mp = &m->rm_mklist;
890                         *mp = t->rn_mklist;
891                 } else {
892                         /* If there are any key,mask pairs in a sibling
893                            duped-key chain, some subset will appear sorted
894                            in the same order attached to our mklist */
895                         for (m = t->rn_mklist; m && x; x = x->rn_dupedkey)
896                                 if (m == x->rn_mklist) {
897                                         struct radix_mask *mm = m->rm_mklist;
898                                         x->rn_mklist = 0;
899                                         if (--(m->rm_refs) < 0)
900                                                 R_Free(m);
901                                         m = mm;
902                                 }
903                         if (m)
904                                 log(LOG_ERR,
905                                     "rn_delete: Orphaned Mask %p at %p\n",
906                                     m, x);
907                 }
908         }
909         /*
910          * We may be holding an active internal node in the tree.
911          */
912         x = tt + 1;
913         if (t != x) {
914 #ifndef RN_DEBUG
915                 *t = *x;
916 #else
917                 b = t->rn_info;
918                 *t = *x;
919                 t->rn_info = b;
920 #endif
921                 t->rn_left->rn_parent = t;
922                 t->rn_right->rn_parent = t;
923                 p = x->rn_parent;
924                 if (p->rn_left == x)
925                         p->rn_left = t;
926                 else
927                         p->rn_right = t;
928         }
929 out:
930         tt->rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
931         tt[1].rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
932         return (tt);
933 }
934
935 /*
936  * This is the same as rn_walktree() except for the parameters and the
937  * exit.
938  */
939 int
940 rn_walktree_from(struct radix_head *h, void *a, void *m,
941     walktree_f_t *f, void *w)
942 {
943         int error;
944         struct radix_node *base, *next;
945         u_char *xa = (u_char *)a;
946         u_char *xm = (u_char *)m;
947         struct radix_node *rn, *last = NULL; /* shut up gcc */
948         int stopping = 0;
949         int lastb;
950
951         KASSERT(m != NULL, ("%s: mask needs to be specified", __func__));
952
953         /*
954          * rn_search_m is sort-of-open-coded here. We cannot use the
955          * function because we need to keep track of the last node seen.
956          */
957         /* printf("about to search\n"); */
958         for (rn = h->rnh_treetop; rn->rn_bit >= 0; ) {
959                 last = rn;
960                 /* printf("rn_bit %d, rn_bmask %x, xm[rn_offset] %x\n",
961                        rn->rn_bit, rn->rn_bmask, xm[rn->rn_offset]); */
962                 if (!(rn->rn_bmask & xm[rn->rn_offset])) {
963                         break;
964                 }
965                 if (rn->rn_bmask & xa[rn->rn_offset]) {
966                         rn = rn->rn_right;
967                 } else {
968                         rn = rn->rn_left;
969                 }
970         }
971         /* printf("done searching\n"); */
972
973         /*
974          * Two cases: either we stepped off the end of our mask,
975          * in which case last == rn, or we reached a leaf, in which
976          * case we want to start from the leaf.
977          */
978         if (rn->rn_bit >= 0)
979                 rn = last;
980         lastb = last->rn_bit;
981
982         /* printf("rn %p, lastb %d\n", rn, lastb);*/
983
984         /*
985          * This gets complicated because we may delete the node
986          * while applying the function f to it, so we need to calculate
987          * the successor node in advance.
988          */
989         while (rn->rn_bit >= 0)
990                 rn = rn->rn_left;
991
992         while (!stopping) {
993                 /* printf("node %p (%d)\n", rn, rn->rn_bit); */
994                 base = rn;
995                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
996                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
997                        && !(rn->rn_flags & RNF_ROOT)) {
998                         rn = rn->rn_parent;
999
1000                         /* if went up beyond last, stop */
1001                         if (rn->rn_bit <= lastb) {
1002                                 stopping = 1;
1003                                 /* printf("up too far\n"); */
1004                                 /*
1005                                  * XXX we should jump to the 'Process leaves'
1006                                  * part, because the values of 'rn' and 'next'
1007                                  * we compute will not be used. Not a big deal
1008                                  * because this loop will terminate, but it is
1009                                  * inefficient and hard to understand!
1010                                  */
1011                         }
1012                 }
1013                 
1014                 /* 
1015                  * At the top of the tree, no need to traverse the right
1016                  * half, prevent the traversal of the entire tree in the
1017                  * case of default route.
1018                  */
1019                 if (rn->rn_parent->rn_flags & RNF_ROOT)
1020                         stopping = 1;
1021
1022                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1023                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1024                         rn = rn->rn_left;
1025                 next = rn;
1026                 /* Process leaves */
1027                 while ((rn = base) != NULL) {
1028                         base = rn->rn_dupedkey;
1029                         /* printf("leaf %p\n", rn); */
1030                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1031                             && (error = (*f)(rn, w)))
1032                                 return (error);
1033                 }
1034                 rn = next;
1035
1036                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT) {
1037                         /* printf("root, stopping"); */
1038                         stopping = 1;
1039                 }
1040         }
1041         return (0);
1042 }
1043
1044 int
1045 rn_walktree(struct radix_head *h, walktree_f_t *f, void *w)
1046 {
1047         int error;
1048         struct radix_node *base, *next;
1049         struct radix_node *rn = h->rnh_treetop;
1050         /*
1051          * This gets complicated because we may delete the node
1052          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1053          * the successor node in advance.
1054          */
1055
1056         /* First time through node, go left */
1057         while (rn->rn_bit >= 0)
1058                 rn = rn->rn_left;
1059         for (;;) {
1060                 base = rn;
1061                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1062                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1063                        && (rn->rn_flags & RNF_ROOT) == 0)
1064                         rn = rn->rn_parent;
1065                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1066                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1067                         rn = rn->rn_left;
1068                 next = rn;
1069                 /* Process leaves */
1070                 while ((rn = base)) {
1071                         base = rn->rn_dupedkey;
1072                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1073                             && (error = (*f)(rn, w)))
1074                                 return (error);
1075                 }
1076                 rn = next;
1077                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1078                         return (0);
1079         }
1080         /* NOTREACHED */
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Initialize an empty tree. This has 3 nodes, which are passed
1085  * via base_nodes (in the order <left,root,right>) and are
1086  * marked RNF_ROOT so they cannot be freed.
1087  * The leaves have all-zero and all-one keys, with significant
1088  * bits starting at 'off'.
1089  */
1090 void
1091 rn_inithead_internal(struct radix_head *rh, struct radix_node *base_nodes, int off)
1092 {
1093         struct radix_node *t, *tt, *ttt;
1094
1095         t = rn_newpair(rn_zeros, off, base_nodes);
1096         ttt = base_nodes + 2;
1097         t->rn_right = ttt;
1098         t->rn_parent = t;
1099         tt = t->rn_left;        /* ... which in turn is base_nodes */
1100         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1101         tt->rn_bit = -1 - off;
1102         *ttt = *tt;
1103         ttt->rn_key = rn_ones;
1104
1105         rh->rnh_treetop = t;
1106 }
1107
1108 static void
1109 rn_detachhead_internal(struct radix_head *head)
1110 {
1111
1112         KASSERT((head != NULL),
1113             ("%s: head already freed", __func__));
1114
1115         /* Free <left,root,right> nodes. */
1116         R_Free(head);
1117 }
1118
1119 /* Functions used by 'struct radix_node_head' users */
1120
1121 int
1122 rn_inithead(void **head, int off)
1123 {
1124         struct radix_node_head *rnh;
1125         struct radix_mask_head *rmh;
1126
1127         rnh = *head;
1128         rmh = NULL;
1129
1130         if (*head != NULL)
1131                 return (1);
1132
1133         R_Zalloc(rnh, struct radix_node_head *, sizeof (*rnh));
1134         R_Zalloc(rmh, struct radix_mask_head *, sizeof (*rmh));
1135         if (rnh == NULL || rmh == NULL) {
1136                 if (rnh != NULL)
1137                         R_Free(rnh);
1138                 if (rmh != NULL)
1139                         R_Free(rmh);
1140                 return (0);
1141         }
1142
1143         /* Init trees */
1144         rn_inithead_internal(&rnh->rh, rnh->rnh_nodes, off);
1145         rn_inithead_internal(&rmh->head, rmh->mask_nodes, 0);
1146         *head = rnh;
1147         rnh->rh.rnh_masks = rmh;
1148
1149         /* Finally, set base callbacks */
1150         rnh->rnh_addaddr = rn_addroute;
1151         rnh->rnh_deladdr = rn_delete;
1152         rnh->rnh_matchaddr = rn_match;
1153         rnh->rnh_lookup = rn_lookup;
1154         rnh->rnh_walktree = rn_walktree;
1155         rnh->rnh_walktree_from = rn_walktree_from;
1156
1157         return (1);
1158 }
1159
1160 static int
1161 rn_freeentry(struct radix_node *rn, void *arg)
1162 {
1163         struct radix_head * const rnh = arg;
1164         struct radix_node *x;
1165
1166         x = (struct radix_node *)rn_delete(rn + 2, NULL, rnh);
1167         if (x != NULL)
1168                 R_Free(x);
1169         return (0);
1170 }
1171
1172 int
1173 rn_detachhead(void **head)
1174 {
1175         struct radix_node_head *rnh;
1176
1177         KASSERT((head != NULL && *head != NULL),
1178             ("%s: head already freed", __func__));
1179
1180         rnh = (struct radix_node_head *)(*head);
1181
1182         rn_walktree(&rnh->rh.rnh_masks->head, rn_freeentry, rnh->rh.rnh_masks);
1183         rn_detachhead_internal(&rnh->rh.rnh_masks->head);
1184         rn_detachhead_internal(&rnh->rh);
1185
1186         *head = NULL;
1187
1188         return (1);
1189 }