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  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)radix.c     8.4 (Berkeley) 11/2/94
  34  * $FreeBSD: src/sys/net/radix.c,v 1.20.2.3 2002/04/28 05:40:25 suz Exp $
  35  * $DragonFly: src/sys/net/radix.c,v 1.14 2006/12/22 23:44:54 swildner Exp $
  36  */
  37
  38 /*
  39  * Routines to build and maintain radix trees for routing lookups.
  40  */
  41 #include <sys/param.h>
  42 #ifdef  _KERNEL
  43 #include <sys/systm.h>
  44 #include <sys/malloc.h>
  45 #include <sys/domain.h>
  46 #include <sys/globaldata.h>
  47 #include <sys/thread.h>
  48 #else
  49 #include <stdlib.h>
  50 #endif
  51 #include <sys/syslog.h>
  52 #include <net/radix.h>
  53
  54 /*
  55  * The arguments to the radix functions are really counted byte arrays with
  56  * the length in the first byte.  struct sockaddr's fit this type structurally.
  57  */
  58 #define clen(c) (*(u_char *)(c))
  59
  60 static int rn_walktree_from(struct radix_node_head *h, char *a, char *m,
  61                             walktree_f_t *f, void *w);
  62 static int rn_walktree(struct radix_node_head *, walktree_f_t *, void *);
  63
  64 static struct radix_node
  65     *rn_insert(char *, struct radix_node_head *, boolean_t *,
  66                struct radix_node [2]),
  67     *rn_newpair(char *, int, struct radix_node[2]),
  68     *rn_search(const char *, struct radix_node *),
  69     *rn_search_m(const char *, struct radix_node *, const char *);
  70
  71 static struct radix_mask *rn_mkfreelist;
  72 static struct radix_node_head *mask_rnheads[MAXCPU];
  73
  74 static char rn_zeros[RN_MAXKEYLEN];
  75 static char rn_ones[RN_MAXKEYLEN] = RN_MAXKEYONES;
  76
  77 static int rn_lexobetter(char *m, char *n);
  78 static struct radix_mask *
  79     rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt, struct radix_mask *nextmask);
  80 static boolean_t
  81     rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf, int skip);
  82
  83 static __inline struct radix_mask *
  84 MKGet(struct radix_mask **l)
  85 {
  86         struct radix_mask *m;
  87
  88         if (*l != NULL) {
  89                 m = *l;
  90                 *l = m->rm_next;
  91         } else {
  92                 R_Malloc(m, struct radix_mask *, sizeof *m);
  93         }
  94         return m;
  95 }
  96
  97 static __inline void
  98 MKFree(struct radix_mask **l, struct radix_mask *m)
  99 {
 100         m->rm_next = *l;
 101         *l = m;
 102 }
 103
 104 /*
 105  * The data structure for the keys is a radix tree with one way
 106  * branching removed.  The index rn_bit at an internal node n represents a bit
 107  * position to be tested.  The tree is arranged so that all descendants
 108  * of a node n have keys whose bits all agree up to position rn_bit - 1.
 109  * (We say the index of n is rn_bit.)
 110  *
 111  * There is at least one descendant which has a one bit at position rn_bit,
 112  * and at least one with a zero there.
 113  *
 114  * A route is determined by a pair of key and mask.  We require that the
 115  * bit-wise logical and of the key and mask to be the key.
 116  * We define the index of a route to associated with the mask to be
 117  * the first bit number in the mask where 0 occurs (with bit number 0
 118  * representing the highest order bit).
 119  *
 120  * We say a mask is normal if every bit is 0, past the index of the mask.
 121  * If a node n has a descendant (k, m) with index(m) == index(n) == rn_bit,
 122  * and m is a normal mask, then the route applies to every descendant of n.
 123  * If the index(m) < rn_bit, this implies the trailing last few bits of k
 124  * before bit b are all 0, (and hence consequently true of every descendant
 125  * of n), so the route applies to all descendants of the node as well.
 126  *
 127  * Similar logic shows that a non-normal mask m such that
 128  * index(m) <= index(n) could potentially apply to many children of n.
 129  * Thus, for each non-host route, we attach its mask to a list at an internal
 130  * node as high in the tree as we can go.
 131  *
 132  * The present version of the code makes use of normal routes in short-
 133  * circuiting an explict mask and compare operation when testing whether
 134  * a key satisfies a normal route, and also in remembering the unique leaf
 135  * that governs a subtree.
 136  */
 137
 138 static struct radix_node *
 139 rn_search(const char *v, struct radix_node *head)
 140 {
 141         struct radix_node *x;
 142
 143         x = head;
 144         while (x->rn_bit >= 0) {
 145                 if (x->rn_bmask & v[x->rn_offset])
 146                         x = x->rn_right;
 147                 else
 148                         x = x->rn_left;
 149         }
 150         return (x);
 151 }
 152
 153 static struct radix_node *
 154 rn_search_m(const char *v, struct radix_node *head, const char *m)
 155 {
 156         struct radix_node *x;
 157
 158         for (x = head; x->rn_bit >= 0;) {
 159                 if ((x->rn_bmask & m[x->rn_offset]) &&
 160                     (x->rn_bmask & v[x->rn_offset]))
 161                         x = x->rn_right;
 162                 else
 163                         x = x->rn_left;
 164         }
 165         return x;
 166 }
 167
 168 boolean_t
 169 rn_refines(char *m, char *n)
 170 {
 171         char *lim, *lim2;
 172         int longer = clen(n++) - clen(m++);
 173         boolean_t masks_are_equal = TRUE;
 174
 175         lim2 = lim = n + clen(n);
 176         if (longer > 0)
 177                 lim -= longer;
 178         while (n < lim) {
 179                 if (*n & ~(*m))
 180                         return FALSE;
 181                 if (*n++ != *m++)
 182                         masks_are_equal = FALSE;
 183         }
 184         while (n < lim2)
 185                 if (*n++)
 186                         return FALSE;
 187         if (masks_are_equal && (longer < 0))
 188                 for (lim2 = m - longer; m < lim2; )
 189                         if (*m++)
 190                                 return TRUE;
 191         return (!masks_are_equal);
 192 }
 193
 194 struct radix_node *
 195 rn_lookup(char *key, char *mask, struct radix_node_head *head)
 196 {
 197         struct radix_node *x;
 198         char *netmask = NULL;
 199
 200         if (mask != NULL) {
 201                 x = rn_addmask(mask, TRUE, head->rnh_treetop->rn_offset,
 202                                head->rnh_maskhead);
 203                 if (x == NULL)
 204                         return (NULL);
 205                 netmask = x->rn_key;
 206         }
 207         x = rn_match(key, head);
 208         if (x != NULL && netmask != NULL) {
 209                 while (x != NULL && x->rn_mask != netmask)
 210                         x = x->rn_dupedkey;
 211         }
 212         return x;
 213 }
 214
 215 static boolean_t
 216 rn_satisfies_leaf(char *trial, struct radix_node *leaf, int skip)
 217 {
 218         char *cp = trial, *cp2 = leaf->rn_key, *cp3 = leaf->rn_mask;
 219         char *cplim;
 220         int length = min(clen(cp), clen(cp2));
 221
 222         if (cp3 == NULL)
 223                 cp3 = rn_ones;
 224         else
 225                 length = min(length, clen(cp3));
 226         cplim = cp + length;
 227         cp3 += skip;
 228         cp2 += skip;
 229         for (cp += skip; cp < cplim; cp++, cp2++, cp3++)
 230                 if ((*cp ^ *cp2) & *cp3)
 231                         return FALSE;
 232         return TRUE;
 233 }
 234
 235 struct radix_node *
 236 rn_match(char *key, struct radix_node_head *head)
 237 {
 238         struct radix_node *t, *x;
 239         char *cp = key, *cp2;
 240         char *cplim;
 241         struct radix_node *saved_t, *top = head->rnh_treetop;
 242         int off = top->rn_offset, klen, matched_off;
 243         int test, b, rn_bit;
 244
 245         t = rn_search(key, top);
 246         /*
 247          * See if we match exactly as a host destination
 248          * or at least learn how many bits match, for normal mask finesse.
 249          *
 250          * It doesn't hurt us to limit how many bytes to check
 251          * to the length of the mask, since if it matches we had a genuine
 252          * match and the leaf we have is the most specific one anyway;
 253          * if it didn't match with a shorter length it would fail
 254          * with a long one.  This wins big for class B&C netmasks which
 255          * are probably the most common case...
 256          */
 257         if (t->rn_mask != NULL)
 258                 klen = clen(t->rn_mask);
 259         else
 260                 klen = clen(key);
 261         cp += off; cp2 = t->rn_key + off; cplim = key + klen;
 262         for (; cp < cplim; cp++, cp2++)
 263                 if (*cp != *cp2)
 264                         goto on1;
 265         /*
 266          * This extra grot is in case we are explicitly asked
 267          * to look up the default.  Ugh!
 268          *
 269          * Never return the root node itself, it seems to cause a
 270          * lot of confusion.
 271          */
 272         if (t->rn_flags & RNF_ROOT)
 273                 t = t->rn_dupedkey;
 274         return t;
 275 on1:
 276         test = (*cp ^ *cp2) & 0xff; /* find first bit that differs */
 277         for (b = 7; (test >>= 1) > 0;)
 278                 b--;
 279         matched_off = cp - key;
 280         b += matched_off << 3;
 281         rn_bit = -1 - b;
 282         /*
 283          * If there is a host route in a duped-key chain, it will be first.
 284          */
 285         if ((saved_t = t)->rn_mask == NULL)
 286                 t = t->rn_dupedkey;
 287         for (; t; t = t->rn_dupedkey) {
 288                 /*
 289                  * Even if we don't match exactly as a host,
 290                  * we may match if the leaf we wound up at is
 291                  * a route to a net.
 292                  */
 293                 if (t->rn_flags & RNF_NORMAL) {
 294                         if (rn_bit <= t->rn_bit)
 295                                 return t;
 296                 } else if (rn_satisfies_leaf(key, t, matched_off))
 297                                 return t;
 298         }
 299         t = saved_t;
 300         /* start searching up the tree */
 301         do {
 302                 struct radix_mask *m;
 303
 304                 t = t->rn_parent;
 305                 /*
 306                  * If non-contiguous masks ever become important
 307                  * we can restore the masking and open coding of
 308                  * the search and satisfaction test and put the
 309                  * calculation of "off" back before the "do".
 310                  */
 311                 m = t->rn_mklist;
 312                 while (m != NULL) {
 313                         if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
 314                                 if (rn_bit <= m->rm_bit)
 315                                         return (m->rm_leaf);
 316                         } else {
 317                                 off = min(t->rn_offset, matched_off);
 318                                 x = rn_search_m(key, t, m->rm_mask);
 319                                 while (x != NULL && x->rn_mask != m->rm_mask)
 320                                         x = x->rn_dupedkey;
 321                                 if (x && rn_satisfies_leaf(key, x, off))
 322                                         return x;
 323                         }
 324                         m = m->rm_next;
 325                 }
 326         } while (t != top);
 327         return NULL;
 328 }
 329
 330 #ifdef RN_DEBUG
 331 int rn_nodenum;
 332 struct radix_node *rn_clist;
 333 int rn_saveinfo;
 334 boolean_t rn_debug =  TRUE;
 335 #endif
 336
 337 static struct radix_node *
 338 rn_newpair(char *key, int indexbit, struct radix_node nodes[2])
 339 {
 340         struct radix_node *leaf = &nodes[0], *interior = &nodes[1];
 341
 342         interior->rn_bit = indexbit;
 343         interior->rn_bmask = 0x80 >> (indexbit & 0x7);
 344         interior->rn_offset = indexbit >> 3;
 345         interior->rn_left = leaf;
 346         interior->rn_mklist = NULL;
 347
 348         leaf->rn_bit = -1;
 349         leaf->rn_key = key;
 350         leaf->rn_parent = interior;
 351         leaf->rn_flags = interior->rn_flags = RNF_ACTIVE;
 352         leaf->rn_mklist = NULL;
 353
 354 #ifdef RN_DEBUG
 355         leaf->rn_info = rn_nodenum++;
 356         interior->rn_info = rn_nodenum++;
 357         leaf->rn_twin = interior;
 358         leaf->rn_ybro = rn_clist;
 359         rn_clist = leaf;
 360 #endif
 361         return interior;
 362 }
 363
 364 static struct radix_node *
 365 rn_insert(char *key, struct radix_node_head *head, boolean_t *dupentry,
 366           struct radix_node nodes[2])
 367 {
 368         struct radix_node *top = head->rnh_treetop;
 369         int head_off = top->rn_offset, klen = clen(key);
 370         struct radix_node *t = rn_search(key, top);
 371         char *cp = key + head_off;
 372         int b;
 373         struct radix_node *tt;
 374
 375         /*
 376          * Find first bit at which the key and t->rn_key differ
 377          */
 378     {
 379         char *cp2 = t->rn_key + head_off;
 380         int cmp_res;
 381         char *cplim = key + klen;
 382
 383         while (cp < cplim)
 384                 if (*cp2++ != *cp++)
 385                         goto on1;
 386         *dupentry = TRUE;
 387         return t;
 388 on1:
 389         *dupentry = FALSE;
 390         cmp_res = (cp[-1] ^ cp2[-1]) & 0xff;
 391         for (b = (cp - key) << 3; cmp_res; b--)
 392                 cmp_res >>= 1;
 393     }
 394     {
 395         struct radix_node *p, *x = top;
 396
 397         cp = key;
 398         do {
 399                 p = x;
 400                 if (cp[x->rn_offset] & x->rn_bmask)
 401                         x = x->rn_right;
 402                 else
 403                         x = x->rn_left;
 404         } while (b > (unsigned) x->rn_bit);
 405                                 /* x->rn_bit < b && x->rn_bit >= 0 */
 406 #ifdef RN_DEBUG
 407         if (rn_debug)
 408                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Going In:\n"), traverse(p);
 409 #endif
 410         t = rn_newpair(key, b, nodes);
 411         tt = t->rn_left;
 412         if ((cp[p->rn_offset] & p->rn_bmask) == 0)
 413                 p->rn_left = t;
 414         else
 415                 p->rn_right = t;
 416         x->rn_parent = t;
 417         t->rn_parent = p; /* frees x, p as temp vars below */
 418         if ((cp[t->rn_offset] & t->rn_bmask) == 0) {
 419                 t->rn_right = x;
 420         } else {
 421                 t->rn_right = tt;
 422                 t->rn_left = x;
 423         }
 424 #ifdef RN_DEBUG
 425         if (rn_debug)
 426                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Coming Out:\n"), traverse(p);
 427 #endif
 428     }
 429         return (tt);
 430 }
 431
 432 struct radix_node *
 433 rn_addmask(char *netmask, boolean_t search, int skip,
 434            struct radix_node_head *mask_rnh)
 435 {
 436         struct radix_node *x, *saved_x;
 437         char *cp, *cplim;
 438         int b = 0, mlen, m0, j;
 439         boolean_t maskduplicated, isnormal;
 440         static int last_zeroed = 0;
 441         char *addmask_key;
 442
 443         if ((mlen = clen(netmask)) > RN_MAXKEYLEN)
 444                 mlen = RN_MAXKEYLEN;
 445         if (skip == 0)
 446                 skip = 1;
 447         if (mlen <= skip)
 448                 return (mask_rnh->rnh_nodes);
 449         R_Malloc(addmask_key, char *, RN_MAXKEYLEN);
 450         if (addmask_key == NULL)
 451                 return NULL;
 452         if (skip > 1)
 453                 bcopy(rn_ones + 1, addmask_key + 1, skip - 1);
 454         if ((m0 = mlen) > skip)
 455                 bcopy(netmask + skip, addmask_key + skip, mlen - skip);
 456         /*
 457          * Trim trailing zeroes.
 458          */
 459         for (cp = addmask_key + mlen; (cp > addmask_key) && cp[-1] == 0;)
 460                 cp--;
 461         mlen = cp - addmask_key;
 462         if (mlen <= skip) {
 463                 if (m0 >= last_zeroed)
 464                         last_zeroed = mlen;
 465                 Free(addmask_key);
 466                 return (mask_rnh->rnh_nodes);
 467         }
 468         if (m0 < last_zeroed)
 469                 bzero(addmask_key + m0, last_zeroed - m0);
 470         *addmask_key = last_zeroed = mlen;
 471         x = rn_search(addmask_key, mask_rnh->rnh_treetop);
 472         if (x->rn_key == NULL) {
 473                 kprintf("WARNING: radix_node->rn_key is NULL rn=%p\n", x);
 474                 print_backtrace(-1);
 475                 x = NULL;
 476         } else if (bcmp(addmask_key, x->rn_key, mlen) != 0) {
 477                 x = NULL;
 478         }
 479         if (x != NULL || search)
 480                 goto out;
 481         R_Malloc(x, struct radix_node *, RN_MAXKEYLEN + 2 * (sizeof *x));
 482         if ((saved_x = x) == NULL)
 483                 goto out;
 484         bzero(x, RN_MAXKEYLEN + 2 * (sizeof *x));
 485         netmask = cp = (char *)(x + 2);
 486         bcopy(addmask_key, cp, mlen);
 487         x = rn_insert(cp, mask_rnh, &maskduplicated, x);
 488         if (maskduplicated) {
 489                 log(LOG_ERR, "rn_addmask: mask impossibly already in tree");
 490                 Free(saved_x);
 491                 goto out;
 492         }
 493         /*
 494          * Calculate index of mask, and check for normalcy.
 495          */
 496         isnormal = TRUE;
 497         cplim = netmask + mlen;
 498         for (cp = netmask + skip; cp < cplim && clen(cp) == 0xff;)
 499                 cp++;
 500         if (cp != cplim) {
 501                 static const char normal_chars[] = {
 502                         0, 0x80, 0xc0, 0xe0, 0xf0, 0xf8, 0xfc, 0xfe, -1
 503                 };
 504
 505                 for (j = 0x80; (j & *cp) != 0; j >>= 1)
 506                         b++;
 507                 if (*cp != normal_chars[b] || cp != (cplim - 1))
 508                         isnormal = FALSE;
 509         }
 510         b += (cp - netmask) << 3;
 511         x->rn_bit = -1 - b;
 512         if (isnormal)
 513                 x->rn_flags |= RNF_NORMAL;
 514 out:
 515         Free(addmask_key);
 516         return (x);
 517 }
 518
 519 /* XXX: arbitrary ordering for non-contiguous masks */
 520 static boolean_t
 521 rn_lexobetter(char *mp, char *np)
 522 {
 523         char *lim;
 524
 525         if ((unsigned) *mp > (unsigned) *np)
 526                 return TRUE;/* not really, but need to check longer one first */
 527         if (*mp == *np)
 528                 for (lim = mp + clen(mp); mp < lim;)
 529                         if (*mp++ > *np++)
 530                                 return TRUE;
 531         return FALSE;
 532 }
 533
 534 static struct radix_mask *
 535 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt, struct radix_mask *nextmask)
 536 {
 537         struct radix_mask *m;
 538
 539         m = MKGet(&rn_mkfreelist);
 540         if (m == NULL) {
 541                 log(LOG_ERR, "Mask for route not entered\n");
 542                 return (NULL);
 543         }
 544         bzero(m, sizeof *m);
 545         m->rm_bit = tt->rn_bit;
 546         m->rm_flags = tt->rn_flags;
 547         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
 548                 m->rm_leaf = tt;
 549         else
 550                 m->rm_mask = tt->rn_mask;
 551         m->rm_next = nextmask;
 552         tt->rn_mklist = m;
 553         return m;
 554 }
 555
 556 struct radix_node *
 557 rn_addroute(char *key, char *netmask, struct radix_node_head *head,
 558             struct radix_node treenodes[2])
 559 {
 560         struct radix_node *t, *x = NULL, *tt;
 561         struct radix_node *saved_tt, *top = head->rnh_treetop;
 562         short b = 0, b_leaf = 0;
 563         boolean_t keyduplicated;
 564         char *mmask;
 565         struct radix_mask *m, **mp;
 566
 567         /*
 568          * In dealing with non-contiguous masks, there may be
 569          * many different routes which have the same mask.
 570          * We will find it useful to have a unique pointer to
 571          * the mask to speed avoiding duplicate references at
 572          * nodes and possibly save time in calculating indices.
 573          */
 574         if (netmask != NULL)  {
 575                 if ((x = rn_addmask(netmask, FALSE, top->rn_offset,
 576                                     head->rnh_maskhead)) == NULL)
 577                         return (NULL);
 578                 b_leaf = x->rn_bit;
 579                 b = -1 - x->rn_bit;
 580                 netmask = x->rn_key;
 581         }
 582         /*
 583          * Deal with duplicated keys: attach node to previous instance
 584          */
 585         saved_tt = tt = rn_insert(key, head, &keyduplicated, treenodes);
 586         if (keyduplicated) {
 587                 for (t = tt; tt; t = tt, tt = tt->rn_dupedkey) {
 588                         if (tt->rn_mask == netmask)
 589                                 return (NULL);
 590                         if (netmask == NULL ||
 591                             (tt->rn_mask &&
 592                              ((b_leaf < tt->rn_bit) /* index(netmask) > node */
 593                               || rn_refines(netmask, tt->rn_mask)
 594                               || rn_lexobetter(netmask, tt->rn_mask))))
 595                                 break;
 596                 }
 597                 /*
 598                  * If the mask is not duplicated, we wouldn't
 599                  * find it among possible duplicate key entries
 600                  * anyway, so the above test doesn't hurt.
 601                  *
 602                  * We sort the masks for a duplicated key the same way as
 603                  * in a masklist -- most specific to least specific.
 604                  * This may require the unfortunate nuisance of relocating
 605                  * the head of the list.
 606                  */
 607                 if (tt == saved_tt) {
 608                         struct  radix_node *xx = x;
 609                         /* link in at head of list */
 610                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t;
 611                         tt->rn_flags = t->rn_flags;
 612                         tt->rn_parent = x = t->rn_parent;
 613                         t->rn_parent = tt;                      /* parent */
 614                         if (x->rn_left == t)
 615                                 x->rn_left = tt;
 616                         else
 617                                 x->rn_right = tt;
 618                         saved_tt = tt; x = xx;
 619                 } else {
 620                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t->rn_dupedkey;
 621                         t->rn_dupedkey = tt;
 622                         tt->rn_parent = t;                      /* parent */
 623                         if (tt->rn_dupedkey != NULL)            /* parent */
 624                                 tt->rn_dupedkey->rn_parent = tt; /* parent */
 625                 }
 626 #ifdef RN_DEBUG
 627                 t=tt+1; tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
 628                 tt->rn_twin = t; tt->rn_ybro = rn_clist; rn_clist = tt;
 629 #endif
 630                 tt->rn_key = key;
 631                 tt->rn_bit = -1;
 632                 tt->rn_flags = RNF_ACTIVE;
 633         }
 634         /*
 635          * Put mask in tree.
 636          */
 637         if (netmask != NULL) {
 638                 tt->rn_mask = netmask;
 639                 tt->rn_bit = x->rn_bit;
 640                 tt->rn_flags |= x->rn_flags & RNF_NORMAL;
 641         }
 642         t = saved_tt->rn_parent;
 643         if (keyduplicated)
 644                 goto on2;
 645         b_leaf = -1 - t->rn_bit;
 646         if (t->rn_right == saved_tt)
 647                 x = t->rn_left;
 648         else
 649                 x = t->rn_right;
 650         /* Promote general routes from below */
 651         if (x->rn_bit < 0) {
 652                 mp = &t->rn_mklist;
 653                 while (x != NULL) {
 654                         if (x->rn_mask != NULL &&
 655                             x->rn_bit >= b_leaf &&
 656                             x->rn_mklist == NULL) {
 657                                 *mp = m = rn_new_radix_mask(x, NULL);
 658                                 if (m != NULL)
 659                                         mp = &m->rm_next;
 660                         }
 661                         x = x->rn_dupedkey;
 662                 }
 663         } else if (x->rn_mklist != NULL) {
 664                 /*
 665                  * Skip over masks whose index is > that of new node
 666                  */
 667                 for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_next)
 668                         if (m->rm_bit >= b_leaf)
 669                                 break;
 670                 t->rn_mklist = m;
 671                 *mp = NULL;
 672         }
 673 on2:
 674         /* Add new route to highest possible ancestor's list */
 675         if ((netmask == NULL) || (b > t->rn_bit ))
 676                 return tt; /* can't lift at all */
 677         b_leaf = tt->rn_bit;
 678         do {
 679                 x = t;
 680                 t = t->rn_parent;
 681         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
 682         /*
 683          * Search through routes associated with node to
 684          * insert new route according to index.
 685          * Need same criteria as when sorting dupedkeys to avoid
 686          * double loop on deletion.
 687          */
 688         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_next) {
 689                 if (m->rm_bit < b_leaf)
 690                         continue;
 691                 if (m->rm_bit > b_leaf)
 692                         break;
 693                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
 694                         mmask = m->rm_leaf->rn_mask;
 695                         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
 696                             log(LOG_ERR,
 697                                 "Non-unique normal route, mask not entered\n");
 698                                 return tt;
 699                         }
 700                 } else
 701                         mmask = m->rm_mask;
 702                 if (mmask == netmask) {
 703                         m->rm_refs++;
 704                         tt->rn_mklist = m;
 705                         return tt;
 706                 }
 707                 if (rn_refines(netmask, mmask) || rn_lexobetter(netmask, mmask))
 708                         break;
 709         }
 710         *mp = rn_new_radix_mask(tt, *mp);
 711         return tt;
 712 }
 713
 714 struct radix_node *
 715 rn_delete(char *key, char *netmask, struct radix_node_head *head)
 716 {
 717         struct radix_node *t, *p, *x, *tt;
 718         struct radix_mask *m, *saved_m, **mp;
 719         struct radix_node *dupedkey, *saved_tt, *top;
 720         int b, head_off, klen;
 721
 722         x = head->rnh_treetop;
 723         tt = rn_search(key, x);
 724         head_off = x->rn_offset;
 725         klen =  clen(key);
 726         saved_tt = tt;
 727         top = x;
 728         if (tt == NULL ||
 729             bcmp(key + head_off, tt->rn_key + head_off, klen - head_off))
 730                 return (NULL);
 731         /*
 732          * Delete our route from mask lists.
 733          */
 734         if (netmask != NULL) {
 735                 if ((x = rn_addmask(netmask, TRUE, head_off,
 736                                     head->rnh_maskhead)) == NULL)
 737                         return (NULL);
 738                 netmask = x->rn_key;
 739                 while (tt->rn_mask != netmask)
 740                         if ((tt = tt->rn_dupedkey) == NULL)
 741                                 return (NULL);
 742         }
 743         if (tt->rn_mask == NULL || (saved_m = m = tt->rn_mklist) == NULL)
 744                 goto on1;
 745         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
 746                 if (m->rm_leaf != tt || m->rm_refs > 0) {
 747                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
 748                         return (NULL);  /* dangling ref could cause disaster */
 749                 }
 750         } else {
 751                 if (m->rm_mask != tt->rn_mask) {
 752                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
 753                         goto on1;
 754                 }
 755                 if (--m->rm_refs >= 0)
 756                         goto on1;
 757         }
 758         b = -1 - tt->rn_bit;
 759         t = saved_tt->rn_parent;
 760         if (b > t->rn_bit)
 761                 goto on1; /* Wasn't lifted at all */
 762         do {
 763                 x = t;
 764                 t = t->rn_parent;
 765         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
 766         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_next)
 767                 if (m == saved_m) {
 768                         *mp = m->rm_next;
 769                         MKFree(&rn_mkfreelist, m);
 770                         break;
 771                 }
 772         if (m == NULL) {
 773                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find our annotation\n");
 774                 if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
 775                         return (NULL); /* Dangling ref to us */
 776         }
 777 on1:
 778         /*
 779          * Eliminate us from tree
 780          */
 781         if (tt->rn_flags & RNF_ROOT)
 782                 return (NULL);
 783 #ifdef RN_DEBUG
 784         /* Get us out of the creation list */
 785         for (t = rn_clist; t && t->rn_ybro != tt; t = t->rn_ybro) {}
 786         if (t) t->rn_ybro = tt->rn_ybro;
 787 #endif
 788         t = tt->rn_parent;
 789         dupedkey = saved_tt->rn_dupedkey;
 790         if (dupedkey != NULL) {
 791                 /*
 792                  * at this point, tt is the deletion target and saved_tt
 793                  * is the head of the dupekey chain
 794                  */
 795                 if (tt == saved_tt) {
 796                         /* remove from head of chain */
 797                         x = dupedkey; x->rn_parent = t;
 798                         if (t->rn_left == tt)
 799                                 t->rn_left = x;
 800                         else
 801                                 t->rn_right = x;
 802                 } else {
 803                         /* find node in front of tt on the chain */
 804                         for (x = p = saved_tt; p && p->rn_dupedkey != tt;)
 805                                 p = p->rn_dupedkey;
 806                         if (p) {
 807                                 p->rn_dupedkey = tt->rn_dupedkey;
 808                                 if (tt->rn_dupedkey)            /* parent */
 809                                         tt->rn_dupedkey->rn_parent = p;
 810                                                                 /* parent */
 811                         } else log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find us\n");
 812                 }
 813                 t = tt + 1;
 814                 if  (t->rn_flags & RNF_ACTIVE) {
 815 #ifndef RN_DEBUG
 816                         *++x = *t;
 817                         p = t->rn_parent;
 818 #else
 819                         b = t->rn_info;
 820                         *++x = *t;
 821                         t->rn_info = b;
 822                         p = t->rn_parent;
 823 #endif
 824                         if (p->rn_left == t)
 825                                 p->rn_left = x;
 826                         else
 827                                 p->rn_right = x;
 828                         x->rn_left->rn_parent = x;
 829                         x->rn_right->rn_parent = x;
 830                 }
 831                 goto out;
 832         }
 833         if (t->rn_left == tt)
 834                 x = t->rn_right;
 835         else
 836                 x = t->rn_left;
 837         p = t->rn_parent;
 838         if (p->rn_right == t)
 839                 p->rn_right = x;
 840         else
 841                 p->rn_left = x;
 842         x->rn_parent = p;
 843         /*
 844          * Demote routes attached to us.
 845          */
 846         if (t->rn_mklist != NULL) {
 847                 if (x->rn_bit >= 0) {
 848                         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp);)
 849                                 mp = &m->rm_next;
 850                         *mp = t->rn_mklist;
 851                 } else {
 852                         /*
 853                          * If there are any (key, mask) pairs in a sibling
 854                          * duped-key chain, some subset will appear sorted
 855                          * in the same order attached to our mklist.
 856                          */
 857                         for (m = t->rn_mklist; m && x; x = x->rn_dupedkey)
 858                                 if (m == x->rn_mklist) {
 859                                         struct radix_mask *mm = m->rm_next;
 860
 861                                         x->rn_mklist = NULL;
 862                                         if (--(m->rm_refs) < 0)
 863                                                 MKFree(&rn_mkfreelist, m);
 864                                         m = mm;
 865                                 }
 866                         if (m)
 867                                 log(LOG_ERR,
 868                                     "rn_delete: Orphaned Mask %p at %p\n",
 869                                     (void *)m, (void *)x);
 870                 }
 871         }
 872         /*
 873          * We may be holding an active internal node in the tree.
 874          */
 875         x = tt + 1;
 876         if (t != x) {
 877 #ifndef RN_DEBUG
 878                 *t = *x;
 879 #else
 880                 b = t->rn_info;
 881                 *t = *x;
 882                 t->rn_info = b;
 883 #endif
 884                 t->rn_left->rn_parent = t;
 885                 t->rn_right->rn_parent = t;
 886                 p = x->rn_parent;
 887                 if (p->rn_left == x)
 888                         p->rn_left = t;
 889                 else
 890                         p->rn_right = t;
 891         }
 892 out:
 893         tt->rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
 894         tt[1].rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
 895         return (tt);
 896 }
 897
 898 /*
 899  * This is the same as rn_walktree() except for the parameters and the
 900  * exit.
 901  */
 902 static int
 903 rn_walktree_from(struct radix_node_head *h, char *xa, char *xm,
 904                  walktree_f_t *f, void *w)
 905 {
 906         struct radix_node *base, *next;
 907         struct radix_node *rn, *last = NULL /* shut up gcc */;
 908         boolean_t stopping = FALSE;
 909         int lastb, error;
 910
 911         /*
 912          * rn_search_m is sort-of-open-coded here.
 913          */
 914         /* kprintf("about to search\n"); */
 915         for (rn = h->rnh_treetop; rn->rn_bit >= 0; ) {
 916                 last = rn;
 917                 /* kprintf("rn_bit %d, rn_bmask %x, xm[rn_offset] %x\n",
 918                        rn->rn_bit, rn->rn_bmask, xm[rn->rn_offset]); */
 919                 if (!(rn->rn_bmask & xm[rn->rn_offset])) {
 920                         break;
 921                 }
 922                 if (rn->rn_bmask & xa[rn->rn_offset]) {
 923                         rn = rn->rn_right;
 924                 } else {
 925                         rn = rn->rn_left;
 926                 }
 927         }
 928         /* kprintf("done searching\n"); */
 929
 930         /*
 931          * Two cases: either we stepped off the end of our mask,
 932          * in which case last == rn, or we reached a leaf, in which
 933          * case we want to start from the last node we looked at.
 934          * Either way, last is the node we want to start from.
 935          */
 936         rn = last;
 937         lastb = rn->rn_bit;
 938
 939         /* kprintf("rn %p, lastb %d\n", rn, lastb);*/
 940
 941         /*
 942          * This gets complicated because we may delete the node
 943          * while applying the function f to it, so we need to calculate
 944          * the successor node in advance.
 945          */
 946         while (rn->rn_bit >= 0)
 947                 rn = rn->rn_left;
 948
 949         while (!stopping) {
 950                 /* kprintf("node %p (%d)\n", rn, rn->rn_bit); */
 951                 base = rn;
 952                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
 953                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn &&
 954                     !(rn->rn_flags & RNF_ROOT)) {
 955                         rn = rn->rn_parent;
 956
 957                         /* if went up beyond last, stop */
 958                         if (rn->rn_bit < lastb) {
 959                                 stopping = TRUE;
 960                                 /* kprintf("up too far\n"); */
 961                         }
 962                 }
 963
 964                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
 965                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
 966                         rn = rn->rn_left;
 967                 next = rn;
 968                 /* Process leaves */
 969                 while ((rn = base) != NULL) {
 970                         base = rn->rn_dupedkey;
 971                         /* kprintf("leaf %p\n", rn); */
 972                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT) && (error = (*f)(rn, w)))
 973                                 return (error);
 974                 }
 975                 rn = next;
 976
 977                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT) {
 978                         /* kprintf("root, stopping"); */
 979                         stopping = TRUE;
 980                 }
 981
 982         }
 983         return 0;
 984 }
 985
 986 static int
 987 rn_walktree(struct radix_node_head *h, walktree_f_t *f, void *w)
 988 {
 989         struct radix_node *base, *next;
 990         struct radix_node *rn = h->rnh_treetop;
 991         int error;
 992
 993         /*
 994          * This gets complicated because we may delete the node
 995          * while applying the function f to it, so we need to calculate
 996          * the successor node in advance.
 997          */
 998         /* First time through node, go left */
 999         while (rn->rn_bit >= 0)
1000                 rn = rn->rn_left;
1001         for (;;) {
1002                 base = rn;
1003                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1004                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn &&
1005                     !(rn->rn_flags & RNF_ROOT))
1006                         rn = rn->rn_parent;
1007                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1008                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1009                         rn = rn->rn_left;
1010                 next = rn;
1011                 /* Process leaves */
1012                 while ((rn = base)) {
1013                         base = rn->rn_dupedkey;
1014                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT) && (error = (*f)(rn, w)))
1015                                 return (error);
1016                 }
1017                 rn = next;
1018                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1019                         return (0);
1020         }
1021         /* NOTREACHED */
1022 }
1023
1024 int
1025 rn_inithead(void **head, struct radix_node_head *maskhead, int off)
1026 {
1027         struct radix_node_head *rnh;
1028         struct radix_node *root, *left, *right;
1029
1030         if (*head != NULL)      /* already initialized */
1031                 return (1);
1032
1033         R_Malloc(rnh, struct radix_node_head *, sizeof *rnh);
1034         if (rnh == NULL)
1035                 return (0);
1036         bzero(rnh, sizeof *rnh);
1037         *head = rnh;
1038
1039         root = rn_newpair(rn_zeros, off, rnh->rnh_nodes);
1040         right = &rnh->rnh_nodes[2];
1041         root->rn_parent = root;
1042         root->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1043         root->rn_right = right;
1044
1045         left = root->rn_left;
1046         left->rn_bit = -1 - off;
1047         left->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1048
1049         *right = *left;
1050         right->rn_key = rn_ones;
1051
1052         rnh->rnh_treetop = root;
1053         rnh->rnh_maskhead = maskhead;
1054
1055         rnh->rnh_addaddr = rn_addroute;
1056         rnh->rnh_deladdr = rn_delete;
1057         rnh->rnh_matchaddr = rn_match;
1058         rnh->rnh_lookup = rn_lookup;
1059         rnh->rnh_walktree = rn_walktree;
1060         rnh->rnh_walktree_from = rn_walktree_from;
1061
1062         return (1);
1063 }
1064
1065 void
1066 rn_init(void)
1067 {
1068         int cpu;
1069 #ifdef _KERNEL
1070         struct domain *dom;
1071
1072         SLIST_FOREACH(dom, &domains, dom_next) {
1073                 if (dom->dom_maxrtkey > RN_MAXKEYLEN) {
1074                         panic("domain %s maxkey too big %d/%d\n",
1075                               dom->dom_name, dom->dom_maxrtkey, RN_MAXKEYLEN);
1076                 }
1077         }
1078 #endif
1079         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
1080                 if (rn_inithead((void **)&mask_rnheads[cpu], NULL, 0) == 0)
1081                         panic("rn_init 2");
1082         }
1083 }
1084
1085 struct radix_node_head *
1086 rn_cpumaskhead(int cpu)
1087 {
1088         KKASSERT(mask_rnheads[cpu] != NULL);
1089         return mask_rnheads[cpu];
1090 }