]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.1.git/blob - sys/net/radix.c
Merge r273184, r273185 from stable/10:
[FreeBSD/releng/10.1.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 int      rn_walktree_from(struct radix_node_head *h, void *a, void *m,
60                     walktree_f_t *f, void *w);
61 static int rn_walktree(struct radix_node_head *, walktree_f_t *, void *);
62 static struct radix_node
63          *rn_insert(void *, struct radix_node_head *, int *,
64              struct radix_node [2]),
65          *rn_newpair(void *, int, struct radix_node[2]),
66          *rn_search(void *, struct radix_node *),
67          *rn_search_m(void *, struct radix_node *, void *);
68
69 static void rn_detachhead_internal(void **head);
70 static int rn_inithead_internal(void **head, int off);
71
72 #define RADIX_MAX_KEY_LEN       32
73
74 static char rn_zeros[RADIX_MAX_KEY_LEN];
75 static char rn_ones[RADIX_MAX_KEY_LEN] = {
76         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
77         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
78         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
79         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
80 };
81
82 /*
83  * XXX: Compat stuff for old rn_addmask() users
84  */
85 static struct radix_node_head *mask_rnhead_compat;
86 #ifdef  _KERNEL
87 static struct mtx mask_mtx;
88 #endif
89
90
91 static int      rn_lexobetter(void *m_arg, void *n_arg);
92 static struct radix_mask *
93                 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt,
94                     struct radix_mask *next);
95 static int      rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf,
96                     int skip);
97
98 /*
99  * The data structure for the keys is a radix tree with one way
100  * branching removed.  The index rn_bit at an internal node n represents a bit
101  * position to be tested.  The tree is arranged so that all descendants
102  * of a node n have keys whose bits all agree up to position rn_bit - 1.
103  * (We say the index of n is rn_bit.)
104  *
105  * There is at least one descendant which has a one bit at position rn_bit,
106  * and at least one with a zero there.
107  *
108  * A route is determined by a pair of key and mask.  We require that the
109  * bit-wise logical and of the key and mask to be the key.
110  * We define the index of a route to associated with the mask to be
111  * the first bit number in the mask where 0 occurs (with bit number 0
112  * representing the highest order bit).
113  *
114  * We say a mask is normal if every bit is 0, past the index of the mask.
115  * If a node n has a descendant (k, m) with index(m) == index(n) == rn_bit,
116  * and m is a normal mask, then the route applies to every descendant of n.
117  * If the index(m) < rn_bit, this implies the trailing last few bits of k
118  * before bit b are all 0, (and hence consequently true of every descendant
119  * of n), so the route applies to all descendants of the node as well.
120  *
121  * Similar logic shows that a non-normal mask m such that
122  * index(m) <= index(n) could potentially apply to many children of n.
123  * Thus, for each non-host route, we attach its mask to a list at an internal
124  * node as high in the tree as we can go.
125  *
126  * The present version of the code makes use of normal routes in short-
127  * circuiting an explict mask and compare operation when testing whether
128  * a key satisfies a normal route, and also in remembering the unique leaf
129  * that governs a subtree.
130  */
131
132 /*
133  * Most of the functions in this code assume that the key/mask arguments
134  * are sockaddr-like structures, where the first byte is an u_char
135  * indicating the size of the entire structure.
136  *
137  * To make the assumption more explicit, we use the LEN() macro to access
138  * this field. It is safe to pass an expression with side effects
139  * to LEN() as the argument is evaluated only once.
140  * We cast the result to int as this is the dominant usage.
141  */
142 #define LEN(x) ( (int) (*(const u_char *)(x)) )
143
144 /*
145  * XXX THIS NEEDS TO BE FIXED
146  * In the code, pointers to keys and masks are passed as either
147  * 'void *' (because callers use to pass pointers of various kinds), or
148  * 'caddr_t' (which is fine for pointer arithmetics, but not very
149  * clean when you dereference it to access data). Furthermore, caddr_t
150  * is really 'char *', while the natural type to operate on keys and
151  * masks would be 'u_char'. This mismatch require a lot of casts and
152  * intermediate variables to adapt types that clutter the code.
153  */
154
155 /*
156  * Search a node in the tree matching the key.
157  */
158 static struct radix_node *
159 rn_search(void *v_arg, struct radix_node *head)
160 {
161         struct radix_node *x;
162         caddr_t v;
163
164         for (x = head, v = v_arg; x->rn_bit >= 0;) {
165                 if (x->rn_bmask & v[x->rn_offset])
166                         x = x->rn_right;
167                 else
168                         x = x->rn_left;
169         }
170         return (x);
171 }
172
173 /*
174  * Same as above, but with an additional mask.
175  * XXX note this function is used only once.
176  */
177 static struct radix_node *
178 rn_search_m(void *v_arg, struct radix_node *head, void *m_arg)
179 {
180         struct radix_node *x;
181         caddr_t v = v_arg, m = m_arg;
182
183         for (x = head; x->rn_bit >= 0;) {
184                 if ((x->rn_bmask & m[x->rn_offset]) &&
185                     (x->rn_bmask & v[x->rn_offset]))
186                         x = x->rn_right;
187                 else
188                         x = x->rn_left;
189         }
190         return (x);
191 }
192
193 int
194 rn_refines(void *m_arg, void *n_arg)
195 {
196         caddr_t m = m_arg, n = n_arg;
197         caddr_t lim, lim2 = lim = n + LEN(n);
198         int longer = LEN(n++) - LEN(m++);
199         int masks_are_equal = 1;
200
201         if (longer > 0)
202                 lim -= longer;
203         while (n < lim) {
204                 if (*n & ~(*m))
205                         return (0);
206                 if (*n++ != *m++)
207                         masks_are_equal = 0;
208         }
209         while (n < lim2)
210                 if (*n++)
211                         return (0);
212         if (masks_are_equal && (longer < 0))
213                 for (lim2 = m - longer; m < lim2; )
214                         if (*m++)
215                                 return (1);
216         return (!masks_are_equal);
217 }
218
219 /*
220  * Search for exact match in given @head.
221  * Assume host bits are cleared in @v_arg if @m_arg is not NULL
222  * Note that prefixes with /32 or /128 masks are treated differently
223  * from host routes.
224  */
225 struct radix_node *
226 rn_lookup(void *v_arg, void *m_arg, struct radix_node_head *head)
227 {
228         struct radix_node *x;
229         caddr_t netmask;
230
231         if (m_arg != NULL) {
232                 /*
233                  * Most common case: search exact prefix/mask
234                  */
235                 x = rn_addmask_r(m_arg, head->rnh_masks, 1,
236                     head->rnh_treetop->rn_offset);
237                 if (x == NULL)
238                         return (NULL);
239                 netmask = x->rn_key;
240
241                 x = rn_match(v_arg, head);
242
243                 while (x != NULL && x->rn_mask != netmask)
244                         x = x->rn_dupedkey;
245
246                 return (x);
247         }
248
249         /*
250          * Search for host address.
251          */
252         if ((x = rn_match(v_arg, head)) == NULL)
253                 return (NULL);
254
255         /* Check if found key is the same */
256         if (LEN(x->rn_key) != LEN(v_arg) || bcmp(x->rn_key, v_arg, LEN(v_arg)))
257                 return (NULL);
258
259         /* Check if this is not host route */
260         if (x->rn_mask != NULL)
261                 return (NULL);
262
263         return (x);
264 }
265
266 static int
267 rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf, int skip)
268 {
269         char *cp = trial, *cp2 = leaf->rn_key, *cp3 = leaf->rn_mask;
270         char *cplim;
271         int length = min(LEN(cp), LEN(cp2));
272
273         if (cp3 == NULL)
274                 cp3 = rn_ones;
275         else
276                 length = min(length, LEN(cp3));
277         cplim = cp + length; cp3 += skip; cp2 += skip;
278         for (cp += skip; cp < cplim; cp++, cp2++, cp3++)
279                 if ((*cp ^ *cp2) & *cp3)
280                         return (0);
281         return (1);
282 }
283
284 /*
285  * Search for longest-prefix match in given @head
286  */
287 struct radix_node *
288 rn_match(void *v_arg, struct radix_node_head *head)
289 {
290         caddr_t v = v_arg;
291         struct radix_node *t = head->rnh_treetop, *x;
292         caddr_t cp = v, cp2;
293         caddr_t cplim;
294         struct radix_node *saved_t, *top = t;
295         int off = t->rn_offset, vlen = LEN(cp), matched_off;
296         int test, b, rn_bit;
297
298         /*
299          * Open code rn_search(v, top) to avoid overhead of extra
300          * subroutine call.
301          */
302         for (; t->rn_bit >= 0; ) {
303                 if (t->rn_bmask & cp[t->rn_offset])
304                         t = t->rn_right;
305                 else
306                         t = t->rn_left;
307         }
308         /*
309          * See if we match exactly as a host destination
310          * or at least learn how many bits match, for normal mask finesse.
311          *
312          * It doesn't hurt us to limit how many bytes to check
313          * to the length of the mask, since if it matches we had a genuine
314          * match and the leaf we have is the most specific one anyway;
315          * if it didn't match with a shorter length it would fail
316          * with a long one.  This wins big for class B&C netmasks which
317          * are probably the most common case...
318          */
319         if (t->rn_mask)
320                 vlen = *(u_char *)t->rn_mask;
321         cp += off; cp2 = t->rn_key + off; cplim = v + vlen;
322         for (; cp < cplim; cp++, cp2++)
323                 if (*cp != *cp2)
324                         goto on1;
325         /*
326          * This extra grot is in case we are explicitly asked
327          * to look up the default.  Ugh!
328          *
329          * Never return the root node itself, it seems to cause a
330          * lot of confusion.
331          */
332         if (t->rn_flags & RNF_ROOT)
333                 t = t->rn_dupedkey;
334         return (t);
335 on1:
336         test = (*cp ^ *cp2) & 0xff; /* find first bit that differs */
337         for (b = 7; (test >>= 1) > 0;)
338                 b--;
339         matched_off = cp - v;
340         b += matched_off << 3;
341         rn_bit = -1 - b;
342         /*
343          * If there is a host route in a duped-key chain, it will be first.
344          */
345         if ((saved_t = t)->rn_mask == 0)
346                 t = t->rn_dupedkey;
347         for (; t; t = t->rn_dupedkey)
348                 /*
349                  * Even if we don't match exactly as a host,
350                  * we may match if the leaf we wound up at is
351                  * a route to a net.
352                  */
353                 if (t->rn_flags & RNF_NORMAL) {
354                         if (rn_bit <= t->rn_bit)
355                                 return (t);
356                 } else if (rn_satisfies_leaf(v, t, matched_off))
357                                 return (t);
358         t = saved_t;
359         /* start searching up the tree */
360         do {
361                 struct radix_mask *m;
362                 t = t->rn_parent;
363                 m = t->rn_mklist;
364                 /*
365                  * If non-contiguous masks ever become important
366                  * we can restore the masking and open coding of
367                  * the search and satisfaction test and put the
368                  * calculation of "off" back before the "do".
369                  */
370                 while (m) {
371                         if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
372                                 if (rn_bit <= m->rm_bit)
373                                         return (m->rm_leaf);
374                         } else {
375                                 off = min(t->rn_offset, matched_off);
376                                 x = rn_search_m(v, t, m->rm_mask);
377                                 while (x && x->rn_mask != m->rm_mask)
378                                         x = x->rn_dupedkey;
379                                 if (x && rn_satisfies_leaf(v, x, off))
380                                         return (x);
381                         }
382                         m = m->rm_mklist;
383                 }
384         } while (t != top);
385         return (0);
386 }
387
388 #ifdef RN_DEBUG
389 int     rn_nodenum;
390 struct  radix_node *rn_clist;
391 int     rn_saveinfo;
392 int     rn_debug =  1;
393 #endif
394
395 /*
396  * Whenever we add a new leaf to the tree, we also add a parent node,
397  * so we allocate them as an array of two elements: the first one must be
398  * the leaf (see RNTORT() in route.c), the second one is the parent.
399  * This routine initializes the relevant fields of the nodes, so that
400  * the leaf is the left child of the parent node, and both nodes have
401  * (almost) all all fields filled as appropriate.
402  * (XXX some fields are left unset, see the '#if 0' section).
403  * The function returns a pointer to the parent node.
404  */
405
406 static struct radix_node *
407 rn_newpair(void *v, int b, struct radix_node nodes[2])
408 {
409         struct radix_node *tt = nodes, *t = tt + 1;
410         t->rn_bit = b;
411         t->rn_bmask = 0x80 >> (b & 7);
412         t->rn_left = tt;
413         t->rn_offset = b >> 3;
414
415 #if 0  /* XXX perhaps we should fill these fields as well. */
416         t->rn_parent = t->rn_right = NULL;
417
418         tt->rn_mask = NULL;
419         tt->rn_dupedkey = NULL;
420         tt->rn_bmask = 0;
421 #endif
422         tt->rn_bit = -1;
423         tt->rn_key = (caddr_t)v;
424         tt->rn_parent = t;
425         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ACTIVE;
426         tt->rn_mklist = t->rn_mklist = 0;
427 #ifdef RN_DEBUG
428         tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
429         tt->rn_twin = t;
430         tt->rn_ybro = rn_clist;
431         rn_clist = tt;
432 #endif
433         return (t);
434 }
435
436 static struct radix_node *
437 rn_insert(void *v_arg, struct radix_node_head *head, int *dupentry,
438     struct radix_node nodes[2])
439 {
440         caddr_t v = v_arg;
441         struct radix_node *top = head->rnh_treetop;
442         int head_off = top->rn_offset, vlen = LEN(v);
443         struct radix_node *t = rn_search(v_arg, top);
444         caddr_t cp = v + head_off;
445         int b;
446         struct radix_node *p, *tt, *x;
447         /*
448          * Find first bit at which v and t->rn_key differ
449          */
450         caddr_t cp2 = t->rn_key + head_off;
451         int cmp_res;
452         caddr_t cplim = v + vlen;
453
454         while (cp < cplim)
455                 if (*cp2++ != *cp++)
456                         goto on1;
457         *dupentry = 1;
458         return (t);
459 on1:
460         *dupentry = 0;
461         cmp_res = (cp[-1] ^ cp2[-1]) & 0xff;
462         for (b = (cp - v) << 3; cmp_res; b--)
463                 cmp_res >>= 1;
464
465         x = top;
466         cp = v;
467         do {
468                 p = x;
469                 if (cp[x->rn_offset] & x->rn_bmask)
470                         x = x->rn_right;
471                 else
472                         x = x->rn_left;
473         } while (b > (unsigned) x->rn_bit);
474                                 /* x->rn_bit < b && x->rn_bit >= 0 */
475 #ifdef RN_DEBUG
476         if (rn_debug)
477                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Going In:\n"), traverse(p);
478 #endif
479         t = rn_newpair(v_arg, b, nodes); 
480         tt = t->rn_left;
481         if ((cp[p->rn_offset] & p->rn_bmask) == 0)
482                 p->rn_left = t;
483         else
484                 p->rn_right = t;
485         x->rn_parent = t;
486         t->rn_parent = p; /* frees x, p as temp vars below */
487         if ((cp[t->rn_offset] & t->rn_bmask) == 0) {
488                 t->rn_right = x;
489         } else {
490                 t->rn_right = tt;
491                 t->rn_left = x;
492         }
493 #ifdef RN_DEBUG
494         if (rn_debug)
495                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Coming Out:\n"), traverse(p);
496 #endif
497         return (tt);
498 }
499
500 struct radix_node *
501 rn_addmask_r(void *arg, struct radix_node_head *maskhead, int search, int skip)
502 {
503         unsigned char *netmask = arg;
504         unsigned char *cp, *cplim;
505         struct radix_node *x;
506         int b = 0, mlen, j;
507         int maskduplicated, isnormal;
508         struct radix_node *saved_x;
509         unsigned char addmask_key[RADIX_MAX_KEY_LEN];
510
511         if ((mlen = LEN(netmask)) > RADIX_MAX_KEY_LEN)
512                 mlen = RADIX_MAX_KEY_LEN;
513         if (skip == 0)
514                 skip = 1;
515         if (mlen <= skip)
516                 return (maskhead->rnh_nodes);
517
518         bzero(addmask_key, RADIX_MAX_KEY_LEN);
519         if (skip > 1)
520                 bcopy(rn_ones + 1, addmask_key + 1, skip - 1);
521         bcopy(netmask + skip, addmask_key + skip, mlen - skip);
522         /*
523          * Trim trailing zeroes.
524          */
525         for (cp = addmask_key + mlen; (cp > addmask_key) && cp[-1] == 0;)
526                 cp--;
527         mlen = cp - addmask_key;
528         if (mlen <= skip)
529                 return (maskhead->rnh_nodes);
530         *addmask_key = mlen;
531         x = rn_search(addmask_key, maskhead->rnh_treetop);
532         if (bcmp(addmask_key, x->rn_key, mlen) != 0)
533                 x = 0;
534         if (x || search)
535                 return (x);
536         R_Zalloc(x, struct radix_node *, RADIX_MAX_KEY_LEN + 2 * sizeof (*x));
537         if ((saved_x = x) == 0)
538                 return (0);
539         netmask = cp = (caddr_t)(x + 2);
540         bcopy(addmask_key, cp, mlen);
541         x = rn_insert(cp, maskhead, &maskduplicated, x);
542         if (maskduplicated) {
543                 log(LOG_ERR, "rn_addmask: mask impossibly already in tree");
544                 Free(saved_x);
545                 return (x);
546         }
547         /*
548          * Calculate index of mask, and check for normalcy.
549          * First find the first byte with a 0 bit, then if there are
550          * more bits left (remember we already trimmed the trailing 0's),
551          * the bits should be contiguous, otherwise we have got
552          * a non-contiguous mask.
553          */
554 #define CONTIG(_c)      (((~(_c) + 1) & (_c)) == (unsigned char)(~(_c) + 1))
555         cplim = netmask + mlen;
556         isnormal = 1;
557         for (cp = netmask + skip; (cp < cplim) && *(u_char *)cp == 0xff;)
558                 cp++;
559         if (cp != cplim) {
560                 for (j = 0x80; (j & *cp) != 0; j >>= 1)
561                         b++;
562                 if (!CONTIG(*cp) || cp != (cplim - 1))
563                         isnormal = 0;
564         }
565         b += (cp - netmask) << 3;
566         x->rn_bit = -1 - b;
567         if (isnormal)
568                 x->rn_flags |= RNF_NORMAL;
569         return (x);
570 }
571
572 struct radix_node *
573 rn_addmask(void *n_arg, int search, int skip)
574 {
575         struct radix_node *tt;
576
577 #ifdef _KERNEL
578         mtx_lock(&mask_mtx);
579 #endif
580         tt = rn_addmask_r(&mask_rnhead_compat, n_arg, search, skip);
581
582 #ifdef _KERNEL
583         mtx_unlock(&mask_mtx);
584 #endif
585
586         return (tt);
587 }
588
589 static int      /* XXX: arbitrary ordering for non-contiguous masks */
590 rn_lexobetter(void *m_arg, void *n_arg)
591 {
592         u_char *mp = m_arg, *np = n_arg, *lim;
593
594         if (LEN(mp) > LEN(np))
595                 return (1);  /* not really, but need to check longer one first */
596         if (LEN(mp) == LEN(np))
597                 for (lim = mp + LEN(mp); mp < lim;)
598                         if (*mp++ > *np++)
599                                 return (1);
600         return (0);
601 }
602
603 static struct radix_mask *
604 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt, struct radix_mask *next)
605 {
606         struct radix_mask *m;
607
608         R_Malloc(m, struct radix_mask *, sizeof (struct radix_mask));
609         if (m == NULL) {
610                 log(LOG_ERR, "Failed to allocate route mask\n");
611                 return (0);
612         }
613         bzero(m, sizeof(*m));
614         m->rm_bit = tt->rn_bit;
615         m->rm_flags = tt->rn_flags;
616         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
617                 m->rm_leaf = tt;
618         else
619                 m->rm_mask = tt->rn_mask;
620         m->rm_mklist = next;
621         tt->rn_mklist = m;
622         return (m);
623 }
624
625 struct radix_node *
626 rn_addroute(void *v_arg, void *n_arg, struct radix_node_head *head,
627     struct radix_node treenodes[2])
628 {
629         caddr_t v = (caddr_t)v_arg, netmask = (caddr_t)n_arg;
630         struct radix_node *t, *x = 0, *tt;
631         struct radix_node *saved_tt, *top = head->rnh_treetop;
632         short b = 0, b_leaf = 0;
633         int keyduplicated;
634         caddr_t mmask;
635         struct radix_mask *m, **mp;
636
637         /*
638          * In dealing with non-contiguous masks, there may be
639          * many different routes which have the same mask.
640          * We will find it useful to have a unique pointer to
641          * the mask to speed avoiding duplicate references at
642          * nodes and possibly save time in calculating indices.
643          */
644         if (netmask)  {
645                 x = rn_addmask_r(netmask, head->rnh_masks, 0, top->rn_offset);
646                 if (x == NULL)
647                         return (0);
648                 b_leaf = x->rn_bit;
649                 b = -1 - x->rn_bit;
650                 netmask = x->rn_key;
651         }
652         /*
653          * Deal with duplicated keys: attach node to previous instance
654          */
655         saved_tt = tt = rn_insert(v, head, &keyduplicated, treenodes);
656         if (keyduplicated) {
657                 for (t = tt; tt; t = tt, tt = tt->rn_dupedkey) {
658 #ifdef RADIX_MPATH
659                         /* permit multipath, if enabled for the family */
660                         if (rn_mpath_capable(head) && netmask == tt->rn_mask) {
661                                 /*
662                                  * go down to the end of multipaths, so that
663                                  * new entry goes into the end of rn_dupedkey
664                                  * chain.
665                                  */
666                                 do {
667                                         t = tt;
668                                         tt = tt->rn_dupedkey;
669                                 } while (tt && t->rn_mask == tt->rn_mask);
670                                 break;
671                         }
672 #endif
673                         if (tt->rn_mask == netmask)
674                                 return (0);
675                         if (netmask == 0 ||
676                             (tt->rn_mask &&
677                              ((b_leaf < tt->rn_bit) /* index(netmask) > node */
678                               || rn_refines(netmask, tt->rn_mask)
679                               || rn_lexobetter(netmask, tt->rn_mask))))
680                                 break;
681                 }
682                 /*
683                  * If the mask is not duplicated, we wouldn't
684                  * find it among possible duplicate key entries
685                  * anyway, so the above test doesn't hurt.
686                  *
687                  * We sort the masks for a duplicated key the same way as
688                  * in a masklist -- most specific to least specific.
689                  * This may require the unfortunate nuisance of relocating
690                  * the head of the list.
691                  *
692                  * We also reverse, or doubly link the list through the
693                  * parent pointer.
694                  */
695                 if (tt == saved_tt) {
696                         struct  radix_node *xx = x;
697                         /* link in at head of list */
698                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t;
699                         tt->rn_flags = t->rn_flags;
700                         tt->rn_parent = x = t->rn_parent;
701                         t->rn_parent = tt;                      /* parent */
702                         if (x->rn_left == t)
703                                 x->rn_left = tt;
704                         else
705                                 x->rn_right = tt;
706                         saved_tt = tt; x = xx;
707                 } else {
708                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t->rn_dupedkey;
709                         t->rn_dupedkey = tt;
710                         tt->rn_parent = t;                      /* parent */
711                         if (tt->rn_dupedkey)                    /* parent */
712                                 tt->rn_dupedkey->rn_parent = tt; /* parent */
713                 }
714 #ifdef RN_DEBUG
715                 t=tt+1; tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
716                 tt->rn_twin = t; tt->rn_ybro = rn_clist; rn_clist = tt;
717 #endif
718                 tt->rn_key = (caddr_t) v;
719                 tt->rn_bit = -1;
720                 tt->rn_flags = RNF_ACTIVE;
721         }
722         /*
723          * Put mask in tree.
724          */
725         if (netmask) {
726                 tt->rn_mask = netmask;
727                 tt->rn_bit = x->rn_bit;
728                 tt->rn_flags |= x->rn_flags & RNF_NORMAL;
729         }
730         t = saved_tt->rn_parent;
731         if (keyduplicated)
732                 goto on2;
733         b_leaf = -1 - t->rn_bit;
734         if (t->rn_right == saved_tt)
735                 x = t->rn_left;
736         else
737                 x = t->rn_right;
738         /* Promote general routes from below */
739         if (x->rn_bit < 0) {
740             for (mp = &t->rn_mklist; x; x = x->rn_dupedkey)
741                 if (x->rn_mask && (x->rn_bit >= b_leaf) && x->rn_mklist == 0) {
742                         *mp = m = rn_new_radix_mask(x, 0);
743                         if (m)
744                                 mp = &m->rm_mklist;
745                 }
746         } else if (x->rn_mklist) {
747                 /*
748                  * Skip over masks whose index is > that of new node
749                  */
750                 for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
751                         if (m->rm_bit >= b_leaf)
752                                 break;
753                 t->rn_mklist = m; *mp = 0;
754         }
755 on2:
756         /* Add new route to highest possible ancestor's list */
757         if ((netmask == 0) || (b > t->rn_bit ))
758                 return (tt); /* can't lift at all */
759         b_leaf = tt->rn_bit;
760         do {
761                 x = t;
762                 t = t->rn_parent;
763         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
764         /*
765          * Search through routes associated with node to
766          * insert new route according to index.
767          * Need same criteria as when sorting dupedkeys to avoid
768          * double loop on deletion.
769          */
770         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist) {
771                 if (m->rm_bit < b_leaf)
772                         continue;
773                 if (m->rm_bit > b_leaf)
774                         break;
775                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
776                         mmask = m->rm_leaf->rn_mask;
777                         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
778 #if !defined(RADIX_MPATH)
779                             log(LOG_ERR,
780                                 "Non-unique normal route, mask not entered\n");
781 #endif
782                                 return (tt);
783                         }
784                 } else
785                         mmask = m->rm_mask;
786                 if (mmask == netmask) {
787                         m->rm_refs++;
788                         tt->rn_mklist = m;
789                         return (tt);
790                 }
791                 if (rn_refines(netmask, mmask)
792                     || rn_lexobetter(netmask, mmask))
793                         break;
794         }
795         *mp = rn_new_radix_mask(tt, *mp);
796         return (tt);
797 }
798
799 struct radix_node *
800 rn_delete(void *v_arg, void *netmask_arg, struct radix_node_head *head)
801 {
802         struct radix_node *t, *p, *x, *tt;
803         struct radix_mask *m, *saved_m, **mp;
804         struct radix_node *dupedkey, *saved_tt, *top;
805         caddr_t v, netmask;
806         int b, head_off, vlen;
807
808         v = v_arg;
809         netmask = netmask_arg;
810         x = head->rnh_treetop;
811         tt = rn_search(v, x);
812         head_off = x->rn_offset;
813         vlen =  LEN(v);
814         saved_tt = tt;
815         top = x;
816         if (tt == 0 ||
817             bcmp(v + head_off, tt->rn_key + head_off, vlen - head_off))
818                 return (0);
819         /*
820          * Delete our route from mask lists.
821          */
822         if (netmask) {
823                 x = rn_addmask_r(netmask, head->rnh_masks, 1, head_off);
824                 if (x == NULL)
825                         return (0);
826                 netmask = x->rn_key;
827                 while (tt->rn_mask != netmask)
828                         if ((tt = tt->rn_dupedkey) == 0)
829                                 return (0);
830         }
831         if (tt->rn_mask == 0 || (saved_m = m = tt->rn_mklist) == 0)
832                 goto on1;
833         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
834                 if (m->rm_leaf != tt || m->rm_refs > 0) {
835                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
836                         return (0);  /* dangling ref could cause disaster */
837                 }
838         } else {
839                 if (m->rm_mask != tt->rn_mask) {
840                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
841                         goto on1;
842                 }
843                 if (--m->rm_refs >= 0)
844                         goto on1;
845         }
846         b = -1 - tt->rn_bit;
847         t = saved_tt->rn_parent;
848         if (b > t->rn_bit)
849                 goto on1; /* Wasn't lifted at all */
850         do {
851                 x = t;
852                 t = t->rn_parent;
853         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
854         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
855                 if (m == saved_m) {
856                         *mp = m->rm_mklist;
857                         Free(m);
858                         break;
859                 }
860         if (m == 0) {
861                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find our annotation\n");
862                 if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
863                         return (0); /* Dangling ref to us */
864         }
865 on1:
866         /*
867          * Eliminate us from tree
868          */
869         if (tt->rn_flags & RNF_ROOT)
870                 return (0);
871 #ifdef RN_DEBUG
872         /* Get us out of the creation list */
873         for (t = rn_clist; t && t->rn_ybro != tt; t = t->rn_ybro) {}
874         if (t) t->rn_ybro = tt->rn_ybro;
875 #endif
876         t = tt->rn_parent;
877         dupedkey = saved_tt->rn_dupedkey;
878         if (dupedkey) {
879                 /*
880                  * Here, tt is the deletion target and
881                  * saved_tt is the head of the dupekey chain.
882                  */
883                 if (tt == saved_tt) {
884                         /* remove from head of chain */
885                         x = dupedkey; x->rn_parent = t;
886                         if (t->rn_left == tt)
887                                 t->rn_left = x;
888                         else
889                                 t->rn_right = x;
890                 } else {
891                         /* find node in front of tt on the chain */
892                         for (x = p = saved_tt; p && p->rn_dupedkey != tt;)
893                                 p = p->rn_dupedkey;
894                         if (p) {
895                                 p->rn_dupedkey = tt->rn_dupedkey;
896                                 if (tt->rn_dupedkey)            /* parent */
897                                         tt->rn_dupedkey->rn_parent = p;
898                                                                 /* parent */
899                         } else log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find us\n");
900                 }
901                 t = tt + 1;
902                 if  (t->rn_flags & RNF_ACTIVE) {
903 #ifndef RN_DEBUG
904                         *++x = *t;
905                         p = t->rn_parent;
906 #else
907                         b = t->rn_info;
908                         *++x = *t;
909                         t->rn_info = b;
910                         p = t->rn_parent;
911 #endif
912                         if (p->rn_left == t)
913                                 p->rn_left = x;
914                         else
915                                 p->rn_right = x;
916                         x->rn_left->rn_parent = x;
917                         x->rn_right->rn_parent = x;
918                 }
919                 goto out;
920         }
921         if (t->rn_left == tt)
922                 x = t->rn_right;
923         else
924                 x = t->rn_left;
925         p = t->rn_parent;
926         if (p->rn_right == t)
927                 p->rn_right = x;
928         else
929                 p->rn_left = x;
930         x->rn_parent = p;
931         /*
932          * Demote routes attached to us.
933          */
934         if (t->rn_mklist) {
935                 if (x->rn_bit >= 0) {
936                         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp);)
937                                 mp = &m->rm_mklist;
938                         *mp = t->rn_mklist;
939                 } else {
940                         /* If there are any key,mask pairs in a sibling
941                            duped-key chain, some subset will appear sorted
942                            in the same order attached to our mklist */
943                         for (m = t->rn_mklist; m && x; x = x->rn_dupedkey)
944                                 if (m == x->rn_mklist) {
945                                         struct radix_mask *mm = m->rm_mklist;
946                                         x->rn_mklist = 0;
947                                         if (--(m->rm_refs) < 0)
948                                                 Free(m);
949                                         m = mm;
950                                 }
951                         if (m)
952                                 log(LOG_ERR,
953                                     "rn_delete: Orphaned Mask %p at %p\n",
954                                     m, x);
955                 }
956         }
957         /*
958          * We may be holding an active internal node in the tree.
959          */
960         x = tt + 1;
961         if (t != x) {
962 #ifndef RN_DEBUG
963                 *t = *x;
964 #else
965                 b = t->rn_info;
966                 *t = *x;
967                 t->rn_info = b;
968 #endif
969                 t->rn_left->rn_parent = t;
970                 t->rn_right->rn_parent = t;
971                 p = x->rn_parent;
972                 if (p->rn_left == x)
973                         p->rn_left = t;
974                 else
975                         p->rn_right = t;
976         }
977 out:
978         tt->rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
979         tt[1].rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
980         return (tt);
981 }
982
983 /*
984  * This is the same as rn_walktree() except for the parameters and the
985  * exit.
986  */
987 static int
988 rn_walktree_from(struct radix_node_head *h, void *a, void *m,
989     walktree_f_t *f, void *w)
990 {
991         int error;
992         struct radix_node *base, *next;
993         u_char *xa = (u_char *)a;
994         u_char *xm = (u_char *)m;
995         struct radix_node *rn, *last = NULL; /* shut up gcc */
996         int stopping = 0;
997         int lastb;
998
999         /*
1000          * rn_search_m is sort-of-open-coded here. We cannot use the
1001          * function because we need to keep track of the last node seen.
1002          */
1003         /* printf("about to search\n"); */
1004         for (rn = h->rnh_treetop; rn->rn_bit >= 0; ) {
1005                 last = rn;
1006                 /* printf("rn_bit %d, rn_bmask %x, xm[rn_offset] %x\n",
1007                        rn->rn_bit, rn->rn_bmask, xm[rn->rn_offset]); */
1008                 if (!(rn->rn_bmask & xm[rn->rn_offset])) {
1009                         break;
1010                 }
1011                 if (rn->rn_bmask & xa[rn->rn_offset]) {
1012                         rn = rn->rn_right;
1013                 } else {
1014                         rn = rn->rn_left;
1015                 }
1016         }
1017         /* printf("done searching\n"); */
1018
1019         /*
1020          * Two cases: either we stepped off the end of our mask,
1021          * in which case last == rn, or we reached a leaf, in which
1022          * case we want to start from the last node we looked at.
1023          * Either way, last is the node we want to start from.
1024          */
1025         rn = last;
1026         lastb = rn->rn_bit;
1027
1028         /* printf("rn %p, lastb %d\n", rn, lastb);*/
1029
1030         /*
1031          * This gets complicated because we may delete the node
1032          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1033          * the successor node in advance.
1034          */
1035         while (rn->rn_bit >= 0)
1036                 rn = rn->rn_left;
1037
1038         while (!stopping) {
1039                 /* printf("node %p (%d)\n", rn, rn->rn_bit); */
1040                 base = rn;
1041                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1042                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1043                        && !(rn->rn_flags & RNF_ROOT)) {
1044                         rn = rn->rn_parent;
1045
1046                         /* if went up beyond last, stop */
1047                         if (rn->rn_bit <= lastb) {
1048                                 stopping = 1;
1049                                 /* printf("up too far\n"); */
1050                                 /*
1051                                  * XXX we should jump to the 'Process leaves'
1052                                  * part, because the values of 'rn' and 'next'
1053                                  * we compute will not be used. Not a big deal
1054                                  * because this loop will terminate, but it is
1055                                  * inefficient and hard to understand!
1056                                  */
1057                         }
1058                 }
1059                 
1060                 /* 
1061                  * At the top of the tree, no need to traverse the right
1062                  * half, prevent the traversal of the entire tree in the
1063                  * case of default route.
1064                  */
1065                 if (rn->rn_parent->rn_flags & RNF_ROOT)
1066                         stopping = 1;
1067
1068                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1069                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1070                         rn = rn->rn_left;
1071                 next = rn;
1072                 /* Process leaves */
1073                 while ((rn = base) != 0) {
1074                         base = rn->rn_dupedkey;
1075                         /* printf("leaf %p\n", rn); */
1076                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1077                             && (error = (*f)(rn, w)))
1078                                 return (error);
1079                 }
1080                 rn = next;
1081
1082                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT) {
1083                         /* printf("root, stopping"); */
1084                         stopping = 1;
1085                 }
1086
1087         }
1088         return (0);
1089 }
1090
1091 static int
1092 rn_walktree(struct radix_node_head *h, walktree_f_t *f, void *w)
1093 {
1094         int error;
1095         struct radix_node *base, *next;
1096         struct radix_node *rn = h->rnh_treetop;
1097         /*
1098          * This gets complicated because we may delete the node
1099          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1100          * the successor node in advance.
1101          */
1102
1103         /* First time through node, go left */
1104         while (rn->rn_bit >= 0)
1105                 rn = rn->rn_left;
1106         for (;;) {
1107                 base = rn;
1108                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1109                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1110                        && (rn->rn_flags & RNF_ROOT) == 0)
1111                         rn = rn->rn_parent;
1112                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1113                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1114                         rn = rn->rn_left;
1115                 next = rn;
1116                 /* Process leaves */
1117                 while ((rn = base)) {
1118                         base = rn->rn_dupedkey;
1119                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1120                             && (error = (*f)(rn, w)))
1121                                 return (error);
1122                 }
1123                 rn = next;
1124                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1125                         return (0);
1126         }
1127         /* NOTREACHED */
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Allocate and initialize an empty tree. This has 3 nodes, which are
1132  * part of the radix_node_head (in the order <left,root,right>) and are
1133  * marked RNF_ROOT so they cannot be freed.
1134  * The leaves have all-zero and all-one keys, with significant
1135  * bits starting at 'off'.
1136  * Return 1 on success, 0 on error.
1137  */
1138 static int
1139 rn_inithead_internal(void **head, int off)
1140 {
1141         struct radix_node_head *rnh;
1142         struct radix_node *t, *tt, *ttt;
1143         if (*head)
1144                 return (1);
1145         R_Zalloc(rnh, struct radix_node_head *, sizeof (*rnh));
1146         if (rnh == 0)
1147                 return (0);
1148 #ifdef _KERNEL
1149         RADIX_NODE_HEAD_LOCK_INIT(rnh);
1150 #endif
1151         *head = rnh;
1152         t = rn_newpair(rn_zeros, off, rnh->rnh_nodes);
1153         ttt = rnh->rnh_nodes + 2;
1154         t->rn_right = ttt;
1155         t->rn_parent = t;
1156         tt = t->rn_left;        /* ... which in turn is rnh->rnh_nodes */
1157         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1158         tt->rn_bit = -1 - off;
1159         *ttt = *tt;
1160         ttt->rn_key = rn_ones;
1161         rnh->rnh_addaddr = rn_addroute;
1162         rnh->rnh_deladdr = rn_delete;
1163         rnh->rnh_matchaddr = rn_match;
1164         rnh->rnh_lookup = rn_lookup;
1165         rnh->rnh_walktree = rn_walktree;
1166         rnh->rnh_walktree_from = rn_walktree_from;
1167         rnh->rnh_treetop = t;
1168         return (1);
1169 }
1170
1171 static void
1172 rn_detachhead_internal(void **head)
1173 {
1174         struct radix_node_head *rnh;
1175
1176         KASSERT((head != NULL && *head != NULL),
1177             ("%s: head already freed", __func__));
1178         rnh = *head;
1179         
1180         /* Free <left,root,right> nodes. */
1181         Free(rnh);
1182
1183         *head = NULL;
1184 }
1185
1186 int
1187 rn_inithead(void **head, int off)
1188 {
1189         struct radix_node_head *rnh;
1190
1191         if (*head != NULL)
1192                 return (1);
1193
1194         if (rn_inithead_internal(head, off) == 0)
1195                 return (0);
1196
1197         rnh = (struct radix_node_head *)(*head);
1198
1199         if (rn_inithead_internal((void **)&rnh->rnh_masks, 0) == 0) {
1200                 rn_detachhead_internal(head);
1201                 return (0);
1202         }
1203
1204         return (1);
1205 }
1206
1207 static int
1208 rn_freeentry(struct radix_node *rn, void *arg)
1209 {
1210         struct radix_node_head * const rnh = arg;
1211         struct radix_node *x;
1212
1213         x = (struct radix_node *)rn_delete(rn + 2, NULL, rnh);
1214         if (x != NULL)
1215                 Free(x);
1216         return (0);
1217 }
1218
1219 int
1220 rn_detachhead(void **head)
1221 {
1222         struct radix_node_head *rnh;
1223
1224         KASSERT((head != NULL && *head != NULL),
1225             ("%s: head already freed", __func__));
1226
1227         rnh = *head;
1228
1229         rn_walktree(rnh->rnh_masks, rn_freeentry, rnh->rnh_masks);
1230         rn_detachhead_internal((void **)&rnh->rnh_masks);
1231         rn_detachhead_internal(head);
1232         return (1);
1233 }
1234
1235 void
1236 rn_init(int maxk)
1237 {
1238         if ((maxk <= 0) || (maxk > RADIX_MAX_KEY_LEN)) {
1239                 log(LOG_ERR,
1240                     "rn_init: max_keylen must be within 1..%d\n",
1241                     RADIX_MAX_KEY_LEN);
1242                 return;
1243         }
1244
1245         /*
1246          * XXX: Compat for old rn_addmask() users
1247          */
1248         if (rn_inithead((void **)(void *)&mask_rnhead_compat, 0) == 0)
1249                 panic("rn_init 2");
1250 #ifdef _KERNEL
1251         mtx_init(&mask_mtx, "radix_mask", NULL, MTX_DEF);
1252 #endif
1253 }