]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/net/radix.c
Merge branch 'releng/11.3' into releng-CDN/11.3
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / net / radix.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1988, 1989, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
15  *    without specific prior written permission.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
27  * SUCH DAMAGE.
28  *
29  *      @(#)radix.c     8.5 (Berkeley) 5/19/95
30  * $FreeBSD$
31  */
32
33 /*
34  * Routines to build and maintain radix trees for routing lookups.
35  */
36 #include <sys/param.h>
37 #ifdef  _KERNEL
38 #include <sys/lock.h>
39 #include <sys/mutex.h>
40 #include <sys/rwlock.h>
41 #include <sys/systm.h>
42 #include <sys/malloc.h>
43 #include <sys/syslog.h>
44 #include <net/radix.h>
45 #include "opt_mpath.h"
46 #ifdef RADIX_MPATH
47 #include <net/radix_mpath.h>
48 #endif
49 #else /* !_KERNEL */
50 #include <stdio.h>
51 #include <strings.h>
52 #include <stdlib.h>
53 #define log(x, arg...)  fprintf(stderr, ## arg)
54 #define panic(x)        fprintf(stderr, "PANIC: %s", x), exit(1)
55 #define min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b) )
56 #include <net/radix.h>
57 #endif /* !_KERNEL */
58
59 static struct radix_node
60          *rn_insert(void *, struct radix_head *, int *,
61              struct radix_node [2]),
62          *rn_newpair(void *, int, struct radix_node[2]),
63          *rn_search(void *, struct radix_node *),
64          *rn_search_m(void *, struct radix_node *, void *);
65 static struct radix_node *rn_addmask(void *, struct radix_mask_head *, int,int);
66
67 static void rn_detachhead_internal(struct radix_head *);
68
69 #define RADIX_MAX_KEY_LEN       32
70
71 static char rn_zeros[RADIX_MAX_KEY_LEN];
72 static char rn_ones[RADIX_MAX_KEY_LEN] = {
73         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
74         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
75         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
76         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
77 };
78
79
80 static int      rn_lexobetter(void *m_arg, void *n_arg);
81 static struct radix_mask *
82                 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt,
83                     struct radix_mask *next);
84 static int      rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf,
85                     int skip);
86
87 /*
88  * The data structure for the keys is a radix tree with one way
89  * branching removed.  The index rn_bit at an internal node n represents a bit
90  * position to be tested.  The tree is arranged so that all descendants
91  * of a node n have keys whose bits all agree up to position rn_bit - 1.
92  * (We say the index of n is rn_bit.)
93  *
94  * There is at least one descendant which has a one bit at position rn_bit,
95  * and at least one with a zero there.
96  *
97  * A route is determined by a pair of key and mask.  We require that the
98  * bit-wise logical and of the key and mask to be the key.
99  * We define the index of a route to associated with the mask to be
100  * the first bit number in the mask where 0 occurs (with bit number 0
101  * representing the highest order bit).
102  *
103  * We say a mask is normal if every bit is 0, past the index of the mask.
104  * If a node n has a descendant (k, m) with index(m) == index(n) == rn_bit,
105  * and m is a normal mask, then the route applies to every descendant of n.
106  * If the index(m) < rn_bit, this implies the trailing last few bits of k
107  * before bit b are all 0, (and hence consequently true of every descendant
108  * of n), so the route applies to all descendants of the node as well.
109  *
110  * Similar logic shows that a non-normal mask m such that
111  * index(m) <= index(n) could potentially apply to many children of n.
112  * Thus, for each non-host route, we attach its mask to a list at an internal
113  * node as high in the tree as we can go.
114  *
115  * The present version of the code makes use of normal routes in short-
116  * circuiting an explict mask and compare operation when testing whether
117  * a key satisfies a normal route, and also in remembering the unique leaf
118  * that governs a subtree.
119  */
120
121 /*
122  * Most of the functions in this code assume that the key/mask arguments
123  * are sockaddr-like structures, where the first byte is an u_char
124  * indicating the size of the entire structure.
125  *
126  * To make the assumption more explicit, we use the LEN() macro to access
127  * this field. It is safe to pass an expression with side effects
128  * to LEN() as the argument is evaluated only once.
129  * We cast the result to int as this is the dominant usage.
130  */
131 #define LEN(x) ( (int) (*(const u_char *)(x)) )
132
133 /*
134  * XXX THIS NEEDS TO BE FIXED
135  * In the code, pointers to keys and masks are passed as either
136  * 'void *' (because callers use to pass pointers of various kinds), or
137  * 'caddr_t' (which is fine for pointer arithmetics, but not very
138  * clean when you dereference it to access data). Furthermore, caddr_t
139  * is really 'char *', while the natural type to operate on keys and
140  * masks would be 'u_char'. This mismatch require a lot of casts and
141  * intermediate variables to adapt types that clutter the code.
142  */
143
144 /*
145  * Search a node in the tree matching the key.
146  */
147 static struct radix_node *
148 rn_search(void *v_arg, struct radix_node *head)
149 {
150         struct radix_node *x;
151         caddr_t v;
152
153         for (x = head, v = v_arg; x->rn_bit >= 0;) {
154                 if (x->rn_bmask & v[x->rn_offset])
155                         x = x->rn_right;
156                 else
157                         x = x->rn_left;
158         }
159         return (x);
160 }
161
162 /*
163  * Same as above, but with an additional mask.
164  * XXX note this function is used only once.
165  */
166 static struct radix_node *
167 rn_search_m(void *v_arg, struct radix_node *head, void *m_arg)
168 {
169         struct radix_node *x;
170         caddr_t v = v_arg, m = m_arg;
171
172         for (x = head; x->rn_bit >= 0;) {
173                 if ((x->rn_bmask & m[x->rn_offset]) &&
174                     (x->rn_bmask & v[x->rn_offset]))
175                         x = x->rn_right;
176                 else
177                         x = x->rn_left;
178         }
179         return (x);
180 }
181
182 int
183 rn_refines(void *m_arg, void *n_arg)
184 {
185         caddr_t m = m_arg, n = n_arg;
186         caddr_t lim, lim2 = lim = n + LEN(n);
187         int longer = LEN(n++) - LEN(m++);
188         int masks_are_equal = 1;
189
190         if (longer > 0)
191                 lim -= longer;
192         while (n < lim) {
193                 if (*n & ~(*m))
194                         return (0);
195                 if (*n++ != *m++)
196                         masks_are_equal = 0;
197         }
198         while (n < lim2)
199                 if (*n++)
200                         return (0);
201         if (masks_are_equal && (longer < 0))
202                 for (lim2 = m - longer; m < lim2; )
203                         if (*m++)
204                                 return (1);
205         return (!masks_are_equal);
206 }
207
208 /*
209  * Search for exact match in given @head.
210  * Assume host bits are cleared in @v_arg if @m_arg is not NULL
211  * Note that prefixes with /32 or /128 masks are treated differently
212  * from host routes.
213  */
214 struct radix_node *
215 rn_lookup(void *v_arg, void *m_arg, struct radix_head *head)
216 {
217         struct radix_node *x;
218         caddr_t netmask;
219
220         if (m_arg != NULL) {
221                 /*
222                  * Most common case: search exact prefix/mask
223                  */
224                 x = rn_addmask(m_arg, head->rnh_masks, 1,
225                     head->rnh_treetop->rn_offset);
226                 if (x == NULL)
227                         return (NULL);
228                 netmask = x->rn_key;
229
230                 x = rn_match(v_arg, head);
231
232                 while (x != NULL && x->rn_mask != netmask)
233                         x = x->rn_dupedkey;
234
235                 return (x);
236         }
237
238         /*
239          * Search for host address.
240          */
241         if ((x = rn_match(v_arg, head)) == NULL)
242                 return (NULL);
243
244         /* Check if found key is the same */
245         if (LEN(x->rn_key) != LEN(v_arg) || bcmp(x->rn_key, v_arg, LEN(v_arg)))
246                 return (NULL);
247
248         /* Check if this is not host route */
249         if (x->rn_mask != NULL)
250                 return (NULL);
251
252         return (x);
253 }
254
255 static int
256 rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf, int skip)
257 {
258         char *cp = trial, *cp2 = leaf->rn_key, *cp3 = leaf->rn_mask;
259         char *cplim;
260         int length = min(LEN(cp), LEN(cp2));
261
262         if (cp3 == NULL)
263                 cp3 = rn_ones;
264         else
265                 length = min(length, LEN(cp3));
266         cplim = cp + length; cp3 += skip; cp2 += skip;
267         for (cp += skip; cp < cplim; cp++, cp2++, cp3++)
268                 if ((*cp ^ *cp2) & *cp3)
269                         return (0);
270         return (1);
271 }
272
273 /*
274  * Search for longest-prefix match in given @head
275  */
276 struct radix_node *
277 rn_match(void *v_arg, struct radix_head *head)
278 {
279         caddr_t v = v_arg;
280         struct radix_node *t = head->rnh_treetop, *x;
281         caddr_t cp = v, cp2;
282         caddr_t cplim;
283         struct radix_node *saved_t, *top = t;
284         int off = t->rn_offset, vlen = LEN(cp), matched_off;
285         int test, b, rn_bit;
286
287         /*
288          * Open code rn_search(v, top) to avoid overhead of extra
289          * subroutine call.
290          */
291         for (; t->rn_bit >= 0; ) {
292                 if (t->rn_bmask & cp[t->rn_offset])
293                         t = t->rn_right;
294                 else
295                         t = t->rn_left;
296         }
297         /*
298          * See if we match exactly as a host destination
299          * or at least learn how many bits match, for normal mask finesse.
300          *
301          * It doesn't hurt us to limit how many bytes to check
302          * to the length of the mask, since if it matches we had a genuine
303          * match and the leaf we have is the most specific one anyway;
304          * if it didn't match with a shorter length it would fail
305          * with a long one.  This wins big for class B&C netmasks which
306          * are probably the most common case...
307          */
308         if (t->rn_mask)
309                 vlen = *(u_char *)t->rn_mask;
310         cp += off; cp2 = t->rn_key + off; cplim = v + vlen;
311         for (; cp < cplim; cp++, cp2++)
312                 if (*cp != *cp2)
313                         goto on1;
314         /*
315          * This extra grot is in case we are explicitly asked
316          * to look up the default.  Ugh!
317          *
318          * Never return the root node itself, it seems to cause a
319          * lot of confusion.
320          */
321         if (t->rn_flags & RNF_ROOT)
322                 t = t->rn_dupedkey;
323         return (t);
324 on1:
325         test = (*cp ^ *cp2) & 0xff; /* find first bit that differs */
326         for (b = 7; (test >>= 1) > 0;)
327                 b--;
328         matched_off = cp - v;
329         b += matched_off << 3;
330         rn_bit = -1 - b;
331         /*
332          * If there is a host route in a duped-key chain, it will be first.
333          */
334         if ((saved_t = t)->rn_mask == 0)
335                 t = t->rn_dupedkey;
336         for (; t; t = t->rn_dupedkey)
337                 /*
338                  * Even if we don't match exactly as a host,
339                  * we may match if the leaf we wound up at is
340                  * a route to a net.
341                  */
342                 if (t->rn_flags & RNF_NORMAL) {
343                         if (rn_bit <= t->rn_bit)
344                                 return (t);
345                 } else if (rn_satisfies_leaf(v, t, matched_off))
346                                 return (t);
347         t = saved_t;
348         /* start searching up the tree */
349         do {
350                 struct radix_mask *m;
351                 t = t->rn_parent;
352                 m = t->rn_mklist;
353                 /*
354                  * If non-contiguous masks ever become important
355                  * we can restore the masking and open coding of
356                  * the search and satisfaction test and put the
357                  * calculation of "off" back before the "do".
358                  */
359                 while (m) {
360                         if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
361                                 if (rn_bit <= m->rm_bit)
362                                         return (m->rm_leaf);
363                         } else {
364                                 off = min(t->rn_offset, matched_off);
365                                 x = rn_search_m(v, t, m->rm_mask);
366                                 while (x && x->rn_mask != m->rm_mask)
367                                         x = x->rn_dupedkey;
368                                 if (x && rn_satisfies_leaf(v, x, off))
369                                         return (x);
370                         }
371                         m = m->rm_mklist;
372                 }
373         } while (t != top);
374         return (0);
375 }
376
377 #ifdef RN_DEBUG
378 int     rn_nodenum;
379 struct  radix_node *rn_clist;
380 int     rn_saveinfo;
381 int     rn_debug =  1;
382 #endif
383
384 /*
385  * Whenever we add a new leaf to the tree, we also add a parent node,
386  * so we allocate them as an array of two elements: the first one must be
387  * the leaf (see RNTORT() in route.c), the second one is the parent.
388  * This routine initializes the relevant fields of the nodes, so that
389  * the leaf is the left child of the parent node, and both nodes have
390  * (almost) all all fields filled as appropriate.
391  * (XXX some fields are left unset, see the '#if 0' section).
392  * The function returns a pointer to the parent node.
393  */
394
395 static struct radix_node *
396 rn_newpair(void *v, int b, struct radix_node nodes[2])
397 {
398         struct radix_node *tt = nodes, *t = tt + 1;
399         t->rn_bit = b;
400         t->rn_bmask = 0x80 >> (b & 7);
401         t->rn_left = tt;
402         t->rn_offset = b >> 3;
403
404 #if 0  /* XXX perhaps we should fill these fields as well. */
405         t->rn_parent = t->rn_right = NULL;
406
407         tt->rn_mask = NULL;
408         tt->rn_dupedkey = NULL;
409         tt->rn_bmask = 0;
410 #endif
411         tt->rn_bit = -1;
412         tt->rn_key = (caddr_t)v;
413         tt->rn_parent = t;
414         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ACTIVE;
415         tt->rn_mklist = t->rn_mklist = 0;
416 #ifdef RN_DEBUG
417         tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
418         tt->rn_twin = t;
419         tt->rn_ybro = rn_clist;
420         rn_clist = tt;
421 #endif
422         return (t);
423 }
424
425 static struct radix_node *
426 rn_insert(void *v_arg, struct radix_head *head, int *dupentry,
427     struct radix_node nodes[2])
428 {
429         caddr_t v = v_arg;
430         struct radix_node *top = head->rnh_treetop;
431         int head_off = top->rn_offset, vlen = LEN(v);
432         struct radix_node *t = rn_search(v_arg, top);
433         caddr_t cp = v + head_off;
434         int b;
435         struct radix_node *p, *tt, *x;
436         /*
437          * Find first bit at which v and t->rn_key differ
438          */
439         caddr_t cp2 = t->rn_key + head_off;
440         int cmp_res;
441         caddr_t cplim = v + vlen;
442
443         while (cp < cplim)
444                 if (*cp2++ != *cp++)
445                         goto on1;
446         *dupentry = 1;
447         return (t);
448 on1:
449         *dupentry = 0;
450         cmp_res = (cp[-1] ^ cp2[-1]) & 0xff;
451         for (b = (cp - v) << 3; cmp_res; b--)
452                 cmp_res >>= 1;
453
454         x = top;
455         cp = v;
456         do {
457                 p = x;
458                 if (cp[x->rn_offset] & x->rn_bmask)
459                         x = x->rn_right;
460                 else
461                         x = x->rn_left;
462         } while (b > (unsigned) x->rn_bit);
463                                 /* x->rn_bit < b && x->rn_bit >= 0 */
464 #ifdef RN_DEBUG
465         if (rn_debug)
466                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Going In:\n"), traverse(p);
467 #endif
468         t = rn_newpair(v_arg, b, nodes); 
469         tt = t->rn_left;
470         if ((cp[p->rn_offset] & p->rn_bmask) == 0)
471                 p->rn_left = t;
472         else
473                 p->rn_right = t;
474         x->rn_parent = t;
475         t->rn_parent = p; /* frees x, p as temp vars below */
476         if ((cp[t->rn_offset] & t->rn_bmask) == 0) {
477                 t->rn_right = x;
478         } else {
479                 t->rn_right = tt;
480                 t->rn_left = x;
481         }
482 #ifdef RN_DEBUG
483         if (rn_debug)
484                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Coming Out:\n"), traverse(p);
485 #endif
486         return (tt);
487 }
488
489 struct radix_node *
490 rn_addmask(void *n_arg, struct radix_mask_head *maskhead, int search, int skip)
491 {
492         unsigned char *netmask = n_arg;
493         unsigned char *cp, *cplim;
494         struct radix_node *x;
495         int b = 0, mlen, j;
496         int maskduplicated, isnormal;
497         struct radix_node *saved_x;
498         unsigned char addmask_key[RADIX_MAX_KEY_LEN];
499
500         if ((mlen = LEN(netmask)) > RADIX_MAX_KEY_LEN)
501                 mlen = RADIX_MAX_KEY_LEN;
502         if (skip == 0)
503                 skip = 1;
504         if (mlen <= skip)
505                 return (maskhead->mask_nodes);
506
507         bzero(addmask_key, RADIX_MAX_KEY_LEN);
508         if (skip > 1)
509                 bcopy(rn_ones + 1, addmask_key + 1, skip - 1);
510         bcopy(netmask + skip, addmask_key + skip, mlen - skip);
511         /*
512          * Trim trailing zeroes.
513          */
514         for (cp = addmask_key + mlen; (cp > addmask_key) && cp[-1] == 0;)
515                 cp--;
516         mlen = cp - addmask_key;
517         if (mlen <= skip)
518                 return (maskhead->mask_nodes);
519         *addmask_key = mlen;
520         x = rn_search(addmask_key, maskhead->head.rnh_treetop);
521         if (bcmp(addmask_key, x->rn_key, mlen) != 0)
522                 x = NULL;
523         if (x || search)
524                 return (x);
525         R_Zalloc(x, struct radix_node *, RADIX_MAX_KEY_LEN + 2 * sizeof (*x));
526         if ((saved_x = x) == NULL)
527                 return (0);
528         netmask = cp = (unsigned char *)(x + 2);
529         bcopy(addmask_key, cp, mlen);
530         x = rn_insert(cp, &maskhead->head, &maskduplicated, x);
531         if (maskduplicated) {
532                 log(LOG_ERR, "rn_addmask: mask impossibly already in tree");
533                 R_Free(saved_x);
534                 return (x);
535         }
536         /*
537          * Calculate index of mask, and check for normalcy.
538          * First find the first byte with a 0 bit, then if there are
539          * more bits left (remember we already trimmed the trailing 0's),
540          * the bits should be contiguous, otherwise we have got
541          * a non-contiguous mask.
542          */
543 #define CONTIG(_c)      (((~(_c) + 1) & (_c)) == (unsigned char)(~(_c) + 1))
544         cplim = netmask + mlen;
545         isnormal = 1;
546         for (cp = netmask + skip; (cp < cplim) && *(u_char *)cp == 0xff;)
547                 cp++;
548         if (cp != cplim) {
549                 for (j = 0x80; (j & *cp) != 0; j >>= 1)
550                         b++;
551                 if (!CONTIG(*cp) || cp != (cplim - 1))
552                         isnormal = 0;
553         }
554         b += (cp - netmask) << 3;
555         x->rn_bit = -1 - b;
556         if (isnormal)
557                 x->rn_flags |= RNF_NORMAL;
558         return (x);
559 }
560
561 static int      /* XXX: arbitrary ordering for non-contiguous masks */
562 rn_lexobetter(void *m_arg, void *n_arg)
563 {
564         u_char *mp = m_arg, *np = n_arg, *lim;
565
566         if (LEN(mp) > LEN(np))
567                 return (1);  /* not really, but need to check longer one first */
568         if (LEN(mp) == LEN(np))
569                 for (lim = mp + LEN(mp); mp < lim;)
570                         if (*mp++ > *np++)
571                                 return (1);
572         return (0);
573 }
574
575 static struct radix_mask *
576 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt, struct radix_mask *next)
577 {
578         struct radix_mask *m;
579
580         R_Malloc(m, struct radix_mask *, sizeof (struct radix_mask));
581         if (m == NULL) {
582                 log(LOG_ERR, "Failed to allocate route mask\n");
583                 return (0);
584         }
585         bzero(m, sizeof(*m));
586         m->rm_bit = tt->rn_bit;
587         m->rm_flags = tt->rn_flags;
588         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
589                 m->rm_leaf = tt;
590         else
591                 m->rm_mask = tt->rn_mask;
592         m->rm_mklist = next;
593         tt->rn_mklist = m;
594         return (m);
595 }
596
597 struct radix_node *
598 rn_addroute(void *v_arg, void *n_arg, struct radix_head *head,
599     struct radix_node treenodes[2])
600 {
601         caddr_t v = (caddr_t)v_arg, netmask = (caddr_t)n_arg;
602         struct radix_node *t, *x = NULL, *tt;
603         struct radix_node *saved_tt, *top = head->rnh_treetop;
604         short b = 0, b_leaf = 0;
605         int keyduplicated;
606         caddr_t mmask;
607         struct radix_mask *m, **mp;
608
609         /*
610          * In dealing with non-contiguous masks, there may be
611          * many different routes which have the same mask.
612          * We will find it useful to have a unique pointer to
613          * the mask to speed avoiding duplicate references at
614          * nodes and possibly save time in calculating indices.
615          */
616         if (netmask)  {
617                 x = rn_addmask(netmask, head->rnh_masks, 0, top->rn_offset);
618                 if (x == NULL)
619                         return (0);
620                 b_leaf = x->rn_bit;
621                 b = -1 - x->rn_bit;
622                 netmask = x->rn_key;
623         }
624         /*
625          * Deal with duplicated keys: attach node to previous instance
626          */
627         saved_tt = tt = rn_insert(v, head, &keyduplicated, treenodes);
628         if (keyduplicated) {
629                 for (t = tt; tt; t = tt, tt = tt->rn_dupedkey) {
630 #ifdef RADIX_MPATH
631                         /* permit multipath, if enabled for the family */
632                         if (rn_mpath_capable(head) && netmask == tt->rn_mask) {
633                                 /*
634                                  * go down to the end of multipaths, so that
635                                  * new entry goes into the end of rn_dupedkey
636                                  * chain.
637                                  */
638                                 do {
639                                         t = tt;
640                                         tt = tt->rn_dupedkey;
641                                 } while (tt && t->rn_mask == tt->rn_mask);
642                                 break;
643                         }
644 #endif
645                         if (tt->rn_mask == netmask)
646                                 return (0);
647                         if (netmask == 0 ||
648                             (tt->rn_mask &&
649                              ((b_leaf < tt->rn_bit) /* index(netmask) > node */
650                               || rn_refines(netmask, tt->rn_mask)
651                               || rn_lexobetter(netmask, tt->rn_mask))))
652                                 break;
653                 }
654                 /*
655                  * If the mask is not duplicated, we wouldn't
656                  * find it among possible duplicate key entries
657                  * anyway, so the above test doesn't hurt.
658                  *
659                  * We sort the masks for a duplicated key the same way as
660                  * in a masklist -- most specific to least specific.
661                  * This may require the unfortunate nuisance of relocating
662                  * the head of the list.
663                  *
664                  * We also reverse, or doubly link the list through the
665                  * parent pointer.
666                  */
667                 if (tt == saved_tt) {
668                         struct  radix_node *xx = x;
669                         /* link in at head of list */
670                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t;
671                         tt->rn_flags = t->rn_flags;
672                         tt->rn_parent = x = t->rn_parent;
673                         t->rn_parent = tt;                      /* parent */
674                         if (x->rn_left == t)
675                                 x->rn_left = tt;
676                         else
677                                 x->rn_right = tt;
678                         saved_tt = tt; x = xx;
679                 } else {
680                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t->rn_dupedkey;
681                         t->rn_dupedkey = tt;
682                         tt->rn_parent = t;                      /* parent */
683                         if (tt->rn_dupedkey)                    /* parent */
684                                 tt->rn_dupedkey->rn_parent = tt; /* parent */
685                 }
686 #ifdef RN_DEBUG
687                 t=tt+1; tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
688                 tt->rn_twin = t; tt->rn_ybro = rn_clist; rn_clist = tt;
689 #endif
690                 tt->rn_key = (caddr_t) v;
691                 tt->rn_bit = -1;
692                 tt->rn_flags = RNF_ACTIVE;
693         }
694         /*
695          * Put mask in tree.
696          */
697         if (netmask) {
698                 tt->rn_mask = netmask;
699                 tt->rn_bit = x->rn_bit;
700                 tt->rn_flags |= x->rn_flags & RNF_NORMAL;
701         }
702         t = saved_tt->rn_parent;
703         if (keyduplicated)
704                 goto on2;
705         b_leaf = -1 - t->rn_bit;
706         if (t->rn_right == saved_tt)
707                 x = t->rn_left;
708         else
709                 x = t->rn_right;
710         /* Promote general routes from below */
711         if (x->rn_bit < 0) {
712             for (mp = &t->rn_mklist; x; x = x->rn_dupedkey)
713                 if (x->rn_mask && (x->rn_bit >= b_leaf) && x->rn_mklist == 0) {
714                         *mp = m = rn_new_radix_mask(x, 0);
715                         if (m)
716                                 mp = &m->rm_mklist;
717                 }
718         } else if (x->rn_mklist) {
719                 /*
720                  * Skip over masks whose index is > that of new node
721                  */
722                 for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
723                         if (m->rm_bit >= b_leaf)
724                                 break;
725                 t->rn_mklist = m; *mp = NULL;
726         }
727 on2:
728         /* Add new route to highest possible ancestor's list */
729         if ((netmask == 0) || (b > t->rn_bit ))
730                 return (tt); /* can't lift at all */
731         b_leaf = tt->rn_bit;
732         do {
733                 x = t;
734                 t = t->rn_parent;
735         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
736         /*
737          * Search through routes associated with node to
738          * insert new route according to index.
739          * Need same criteria as when sorting dupedkeys to avoid
740          * double loop on deletion.
741          */
742         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist) {
743                 if (m->rm_bit < b_leaf)
744                         continue;
745                 if (m->rm_bit > b_leaf)
746                         break;
747                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
748                         mmask = m->rm_leaf->rn_mask;
749                         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
750 #if !defined(RADIX_MPATH)
751                             log(LOG_ERR,
752                                 "Non-unique normal route, mask not entered\n");
753 #endif
754                                 return (tt);
755                         }
756                 } else
757                         mmask = m->rm_mask;
758                 if (mmask == netmask) {
759                         m->rm_refs++;
760                         tt->rn_mklist = m;
761                         return (tt);
762                 }
763                 if (rn_refines(netmask, mmask)
764                     || rn_lexobetter(netmask, mmask))
765                         break;
766         }
767         *mp = rn_new_radix_mask(tt, *mp);
768         return (tt);
769 }
770
771 struct radix_node *
772 rn_delete(void *v_arg, void *netmask_arg, struct radix_head *head)
773 {
774         struct radix_node *t, *p, *x, *tt;
775         struct radix_mask *m, *saved_m, **mp;
776         struct radix_node *dupedkey, *saved_tt, *top;
777         caddr_t v, netmask;
778         int b, head_off, vlen;
779
780         v = v_arg;
781         netmask = netmask_arg;
782         x = head->rnh_treetop;
783         tt = rn_search(v, x);
784         head_off = x->rn_offset;
785         vlen =  LEN(v);
786         saved_tt = tt;
787         top = x;
788         if (tt == NULL ||
789             bcmp(v + head_off, tt->rn_key + head_off, vlen - head_off))
790                 return (0);
791         /*
792          * Delete our route from mask lists.
793          */
794         if (netmask) {
795                 x = rn_addmask(netmask, head->rnh_masks, 1, head_off);
796                 if (x == NULL)
797                         return (0);
798                 netmask = x->rn_key;
799                 while (tt->rn_mask != netmask)
800                         if ((tt = tt->rn_dupedkey) == NULL)
801                                 return (0);
802         }
803         if (tt->rn_mask == 0 || (saved_m = m = tt->rn_mklist) == NULL)
804                 goto on1;
805         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
806                 if (m->rm_leaf != tt || m->rm_refs > 0) {
807                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
808                         return (0);  /* dangling ref could cause disaster */
809                 }
810         } else {
811                 if (m->rm_mask != tt->rn_mask) {
812                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
813                         goto on1;
814                 }
815                 if (--m->rm_refs >= 0)
816                         goto on1;
817         }
818         b = -1 - tt->rn_bit;
819         t = saved_tt->rn_parent;
820         if (b > t->rn_bit)
821                 goto on1; /* Wasn't lifted at all */
822         do {
823                 x = t;
824                 t = t->rn_parent;
825         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
826         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
827                 if (m == saved_m) {
828                         *mp = m->rm_mklist;
829                         R_Free(m);
830                         break;
831                 }
832         if (m == NULL) {
833                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find our annotation\n");
834                 if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
835                         return (0); /* Dangling ref to us */
836         }
837 on1:
838         /*
839          * Eliminate us from tree
840          */
841         if (tt->rn_flags & RNF_ROOT)
842                 return (0);
843 #ifdef RN_DEBUG
844         /* Get us out of the creation list */
845         for (t = rn_clist; t && t->rn_ybro != tt; t = t->rn_ybro) {}
846         if (t) t->rn_ybro = tt->rn_ybro;
847 #endif
848         t = tt->rn_parent;
849         dupedkey = saved_tt->rn_dupedkey;
850         if (dupedkey) {
851                 /*
852                  * Here, tt is the deletion target and
853                  * saved_tt is the head of the dupekey chain.
854                  */
855                 if (tt == saved_tt) {
856                         /* remove from head of chain */
857                         x = dupedkey; x->rn_parent = t;
858                         if (t->rn_left == tt)
859                                 t->rn_left = x;
860                         else
861                                 t->rn_right = x;
862                 } else {
863                         /* find node in front of tt on the chain */
864                         for (x = p = saved_tt; p && p->rn_dupedkey != tt;)
865                                 p = p->rn_dupedkey;
866                         if (p) {
867                                 p->rn_dupedkey = tt->rn_dupedkey;
868                                 if (tt->rn_dupedkey)            /* parent */
869                                         tt->rn_dupedkey->rn_parent = p;
870                                                                 /* parent */
871                         } else log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find us\n");
872                 }
873                 t = tt + 1;
874                 if  (t->rn_flags & RNF_ACTIVE) {
875 #ifndef RN_DEBUG
876                         *++x = *t;
877                         p = t->rn_parent;
878 #else
879                         b = t->rn_info;
880                         *++x = *t;
881                         t->rn_info = b;
882                         p = t->rn_parent;
883 #endif
884                         if (p->rn_left == t)
885                                 p->rn_left = x;
886                         else
887                                 p->rn_right = x;
888                         x->rn_left->rn_parent = x;
889                         x->rn_right->rn_parent = x;
890                 }
891                 goto out;
892         }
893         if (t->rn_left == tt)
894                 x = t->rn_right;
895         else
896                 x = t->rn_left;
897         p = t->rn_parent;
898         if (p->rn_right == t)
899                 p->rn_right = x;
900         else
901                 p->rn_left = x;
902         x->rn_parent = p;
903         /*
904          * Demote routes attached to us.
905          */
906         if (t->rn_mklist) {
907                 if (x->rn_bit >= 0) {
908                         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp);)
909                                 mp = &m->rm_mklist;
910                         *mp = t->rn_mklist;
911                 } else {
912                         /* If there are any key,mask pairs in a sibling
913                            duped-key chain, some subset will appear sorted
914                            in the same order attached to our mklist */
915                         for (m = t->rn_mklist; m && x; x = x->rn_dupedkey)
916                                 if (m == x->rn_mklist) {
917                                         struct radix_mask *mm = m->rm_mklist;
918                                         x->rn_mklist = 0;
919                                         if (--(m->rm_refs) < 0)
920                                                 R_Free(m);
921                                         m = mm;
922                                 }
923                         if (m)
924                                 log(LOG_ERR,
925                                     "rn_delete: Orphaned Mask %p at %p\n",
926                                     m, x);
927                 }
928         }
929         /*
930          * We may be holding an active internal node in the tree.
931          */
932         x = tt + 1;
933         if (t != x) {
934 #ifndef RN_DEBUG
935                 *t = *x;
936 #else
937                 b = t->rn_info;
938                 *t = *x;
939                 t->rn_info = b;
940 #endif
941                 t->rn_left->rn_parent = t;
942                 t->rn_right->rn_parent = t;
943                 p = x->rn_parent;
944                 if (p->rn_left == x)
945                         p->rn_left = t;
946                 else
947                         p->rn_right = t;
948         }
949 out:
950         tt->rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
951         tt[1].rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
952         return (tt);
953 }
954
955 /*
956  * This is the same as rn_walktree() except for the parameters and the
957  * exit.
958  */
959 int
960 rn_walktree_from(struct radix_head *h, void *a, void *m,
961     walktree_f_t *f, void *w)
962 {
963         int error;
964         struct radix_node *base, *next;
965         u_char *xa = (u_char *)a;
966         u_char *xm = (u_char *)m;
967         struct radix_node *rn, *last = NULL; /* shut up gcc */
968         int stopping = 0;
969         int lastb;
970
971         KASSERT(m != NULL, ("%s: mask needs to be specified", __func__));
972
973         /*
974          * rn_search_m is sort-of-open-coded here. We cannot use the
975          * function because we need to keep track of the last node seen.
976          */
977         /* printf("about to search\n"); */
978         for (rn = h->rnh_treetop; rn->rn_bit >= 0; ) {
979                 last = rn;
980                 /* printf("rn_bit %d, rn_bmask %x, xm[rn_offset] %x\n",
981                        rn->rn_bit, rn->rn_bmask, xm[rn->rn_offset]); */
982                 if (!(rn->rn_bmask & xm[rn->rn_offset])) {
983                         break;
984                 }
985                 if (rn->rn_bmask & xa[rn->rn_offset]) {
986                         rn = rn->rn_right;
987                 } else {
988                         rn = rn->rn_left;
989                 }
990         }
991         /* printf("done searching\n"); */
992
993         /*
994          * Two cases: either we stepped off the end of our mask,
995          * in which case last == rn, or we reached a leaf, in which
996          * case we want to start from the leaf.
997          */
998         if (rn->rn_bit >= 0)
999                 rn = last;
1000         lastb = last->rn_bit;
1001
1002         /* printf("rn %p, lastb %d\n", rn, lastb);*/
1003
1004         /*
1005          * This gets complicated because we may delete the node
1006          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1007          * the successor node in advance.
1008          */
1009         while (rn->rn_bit >= 0)
1010                 rn = rn->rn_left;
1011
1012         while (!stopping) {
1013                 /* printf("node %p (%d)\n", rn, rn->rn_bit); */
1014                 base = rn;
1015                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1016                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1017                        && !(rn->rn_flags & RNF_ROOT)) {
1018                         rn = rn->rn_parent;
1019
1020                         /* if went up beyond last, stop */
1021                         if (rn->rn_bit <= lastb) {
1022                                 stopping = 1;
1023                                 /* printf("up too far\n"); */
1024                                 /*
1025                                  * XXX we should jump to the 'Process leaves'
1026                                  * part, because the values of 'rn' and 'next'
1027                                  * we compute will not be used. Not a big deal
1028                                  * because this loop will terminate, but it is
1029                                  * inefficient and hard to understand!
1030                                  */
1031                         }
1032                 }
1033                 
1034                 /* 
1035                  * At the top of the tree, no need to traverse the right
1036                  * half, prevent the traversal of the entire tree in the
1037                  * case of default route.
1038                  */
1039                 if (rn->rn_parent->rn_flags & RNF_ROOT)
1040                         stopping = 1;
1041
1042                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1043                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1044                         rn = rn->rn_left;
1045                 next = rn;
1046                 /* Process leaves */
1047                 while ((rn = base) != NULL) {
1048                         base = rn->rn_dupedkey;
1049                         /* printf("leaf %p\n", rn); */
1050                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1051                             && (error = (*f)(rn, w)))
1052                                 return (error);
1053                 }
1054                 rn = next;
1055
1056                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT) {
1057                         /* printf("root, stopping"); */
1058                         stopping = 1;
1059                 }
1060
1061         }
1062         return (0);
1063 }
1064
1065 int
1066 rn_walktree(struct radix_head *h, walktree_f_t *f, void *w)
1067 {
1068         int error;
1069         struct radix_node *base, *next;
1070         struct radix_node *rn = h->rnh_treetop;
1071         /*
1072          * This gets complicated because we may delete the node
1073          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1074          * the successor node in advance.
1075          */
1076
1077         /* First time through node, go left */
1078         while (rn->rn_bit >= 0)
1079                 rn = rn->rn_left;
1080         for (;;) {
1081                 base = rn;
1082                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1083                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1084                        && (rn->rn_flags & RNF_ROOT) == 0)
1085                         rn = rn->rn_parent;
1086                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1087                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1088                         rn = rn->rn_left;
1089                 next = rn;
1090                 /* Process leaves */
1091                 while ((rn = base)) {
1092                         base = rn->rn_dupedkey;
1093                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1094                             && (error = (*f)(rn, w)))
1095                                 return (error);
1096                 }
1097                 rn = next;
1098                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1099                         return (0);
1100         }
1101         /* NOTREACHED */
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Initialize an empty tree. This has 3 nodes, which are passed
1106  * via base_nodes (in the order <left,root,right>) and are
1107  * marked RNF_ROOT so they cannot be freed.
1108  * The leaves have all-zero and all-one keys, with significant
1109  * bits starting at 'off'.
1110  */
1111 void
1112 rn_inithead_internal(struct radix_head *rh, struct radix_node *base_nodes, int off)
1113 {
1114         struct radix_node *t, *tt, *ttt;
1115
1116         t = rn_newpair(rn_zeros, off, base_nodes);
1117         ttt = base_nodes + 2;
1118         t->rn_right = ttt;
1119         t->rn_parent = t;
1120         tt = t->rn_left;        /* ... which in turn is base_nodes */
1121         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1122         tt->rn_bit = -1 - off;
1123         *ttt = *tt;
1124         ttt->rn_key = rn_ones;
1125
1126         rh->rnh_treetop = t;
1127 }
1128
1129 static void
1130 rn_detachhead_internal(struct radix_head *head)
1131 {
1132
1133         KASSERT((head != NULL),
1134             ("%s: head already freed", __func__));
1135         
1136         /* Free <left,root,right> nodes. */
1137         R_Free(head);
1138 }
1139
1140 /* Functions used by 'struct radix_node_head' users */
1141
1142 int
1143 rn_inithead(void **head, int off)
1144 {
1145         struct radix_node_head *rnh;
1146         struct radix_mask_head *rmh;
1147
1148         rnh = *head;
1149         rmh = NULL;
1150
1151         if (*head != NULL)
1152                 return (1);
1153
1154         R_Zalloc(rnh, struct radix_node_head *, sizeof (*rnh));
1155         R_Zalloc(rmh, struct radix_mask_head *, sizeof (*rmh));
1156         if (rnh == NULL || rmh == NULL) {
1157                 if (rnh != NULL)
1158                         R_Free(rnh);
1159                 if (rmh != NULL)
1160                         R_Free(rmh);
1161                 return (0);
1162         }
1163
1164         /* Init trees */
1165         rn_inithead_internal(&rnh->rh, rnh->rnh_nodes, off);
1166         rn_inithead_internal(&rmh->head, rmh->mask_nodes, 0);
1167         *head = rnh;
1168         rnh->rh.rnh_masks = rmh;
1169
1170         /* Finally, set base callbacks */
1171         rnh->rnh_addaddr = rn_addroute;
1172         rnh->rnh_deladdr = rn_delete;
1173         rnh->rnh_matchaddr = rn_match;
1174         rnh->rnh_lookup = rn_lookup;
1175         rnh->rnh_walktree = rn_walktree;
1176         rnh->rnh_walktree_from = rn_walktree_from;
1177
1178         return (1);
1179 }
1180
1181 static int
1182 rn_freeentry(struct radix_node *rn, void *arg)
1183 {
1184         struct radix_head * const rnh = arg;
1185         struct radix_node *x;
1186
1187         x = (struct radix_node *)rn_delete(rn + 2, NULL, rnh);
1188         if (x != NULL)
1189                 R_Free(x);
1190         return (0);
1191 }
1192
1193 int
1194 rn_detachhead(void **head)
1195 {
1196         struct radix_node_head *rnh;
1197
1198         KASSERT((head != NULL && *head != NULL),
1199             ("%s: head already freed", __func__));
1200
1201         rnh = (struct radix_node_head *)(*head);
1202
1203         rn_walktree(&rnh->rh.rnh_masks->head, rn_freeentry, rnh->rh.rnh_masks);
1204         rn_detachhead_internal(&rnh->rh.rnh_masks->head);
1205         rn_detachhead_internal(&rnh->rh);
1206
1207         *head = NULL;
1208
1209         return (1);
1210 }
1211