zfs: merge openzfs/zfs@86e115e21
[freebsd.git] / sys / net / radix.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1988, 1989, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
17  *    without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * Routines to build and maintain radix trees for routing lookups.
34  */
35 #include <sys/param.h>
36 #ifdef  _KERNEL
37 #include <sys/lock.h>
38 #include <sys/mutex.h>
39 #include <sys/rmlock.h>
40 #include <sys/systm.h>
41 #include <sys/malloc.h>
42 #include <sys/syslog.h>
43 #include <net/radix.h>
44 #else /* !_KERNEL */
45 #include <stdio.h>
46 #include <strings.h>
47 #include <stdlib.h>
48 #define log(x, arg...)  fprintf(stderr, ## arg)
49 #define panic(x)        fprintf(stderr, "PANIC: %s", x), exit(1)
50 #define min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b) )
51 #include <net/radix.h>
52 #endif /* !_KERNEL */
53
54 static struct radix_node
55          *rn_insert(void *, struct radix_head *, int *,
56              struct radix_node [2]),
57          *rn_newpair(void *, int, struct radix_node[2]),
58          *rn_search(const void *, struct radix_node *),
59          *rn_search_m(const void *, struct radix_node *, void *);
60 static struct radix_node *rn_addmask(const void *, struct radix_mask_head *, int,int);
61
62 static void rn_detachhead_internal(struct radix_head *);
63
64 #define RADIX_MAX_KEY_LEN       32
65
66 static char rn_zeros[RADIX_MAX_KEY_LEN];
67 static char rn_ones[RADIX_MAX_KEY_LEN] = {
68         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
69         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
70         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
71         -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
72 };
73
74 static int      rn_lexobetter(const void *m_arg, const void *n_arg);
75 static struct radix_mask *
76                 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt,
77                     struct radix_mask *next);
78 static int      rn_satisfies_leaf(const char *trial, struct radix_node *leaf,
79                     int skip);
80
81 /*
82  * The data structure for the keys is a radix tree with one way
83  * branching removed.  The index rn_bit at an internal node n represents a bit
84  * position to be tested.  The tree is arranged so that all descendants
85  * of a node n have keys whose bits all agree up to position rn_bit - 1.
86  * (We say the index of n is rn_bit.)
87  *
88  * There is at least one descendant which has a one bit at position rn_bit,
89  * and at least one with a zero there.
90  *
91  * A route is determined by a pair of key and mask.  We require that the
92  * bit-wise logical and of the key and mask to be the key.
93  * We define the index of a route to associated with the mask to be
94  * the first bit number in the mask where 0 occurs (with bit number 0
95  * representing the highest order bit).
96  *
97  * We say a mask is normal if every bit is 0, past the index of the mask.
98  * If a node n has a descendant (k, m) with index(m) == index(n) == rn_bit,
99  * and m is a normal mask, then the route applies to every descendant of n.
100  * If the index(m) < rn_bit, this implies the trailing last few bits of k
101  * before bit b are all 0, (and hence consequently true of every descendant
102  * of n), so the route applies to all descendants of the node as well.
103  *
104  * Similar logic shows that a non-normal mask m such that
105  * index(m) <= index(n) could potentially apply to many children of n.
106  * Thus, for each non-host route, we attach its mask to a list at an internal
107  * node as high in the tree as we can go.
108  *
109  * The present version of the code makes use of normal routes in short-
110  * circuiting an explict mask and compare operation when testing whether
111  * a key satisfies a normal route, and also in remembering the unique leaf
112  * that governs a subtree.
113  */
114
115 /*
116  * Most of the functions in this code assume that the key/mask arguments
117  * are sockaddr-like structures, where the first byte is an u_char
118  * indicating the size of the entire structure.
119  *
120  * To make the assumption more explicit, we use the LEN() macro to access
121  * this field. It is safe to pass an expression with side effects
122  * to LEN() as the argument is evaluated only once.
123  * We cast the result to int as this is the dominant usage.
124  */
125 #define LEN(x) ( (int) (*(const u_char *)(x)) )
126
127 /*
128  * XXX THIS NEEDS TO BE FIXED
129  * In the code, pointers to keys and masks are passed as either
130  * 'void *' (because callers use to pass pointers of various kinds), or
131  * 'caddr_t' (which is fine for pointer arithmetics, but not very
132  * clean when you dereference it to access data). Furthermore, caddr_t
133  * is really 'char *', while the natural type to operate on keys and
134  * masks would be 'u_char'. This mismatch require a lot of casts and
135  * intermediate variables to adapt types that clutter the code.
136  */
137
138 /*
139  * Search a node in the tree matching the key.
140  */
141 static struct radix_node *
142 rn_search(const void *v_arg, struct radix_node *head)
143 {
144         struct radix_node *x;
145         c_caddr_t v;
146
147         for (x = head, v = v_arg; x->rn_bit >= 0;) {
148                 if (x->rn_bmask & v[x->rn_offset])
149                         x = x->rn_right;
150                 else
151                         x = x->rn_left;
152         }
153         return (x);
154 }
155
156 /*
157  * Same as above, but with an additional mask.
158  * XXX note this function is used only once.
159  */
160 static struct radix_node *
161 rn_search_m(const void *v_arg, struct radix_node *head, void *m_arg)
162 {
163         struct radix_node *x;
164         c_caddr_t v = v_arg, m = m_arg;
165
166         for (x = head; x->rn_bit >= 0;) {
167                 if ((x->rn_bmask & m[x->rn_offset]) &&
168                     (x->rn_bmask & v[x->rn_offset]))
169                         x = x->rn_right;
170                 else
171                         x = x->rn_left;
172         }
173         return (x);
174 }
175
176 int
177 rn_refines(const void *m_arg, const void *n_arg)
178 {
179         c_caddr_t m = m_arg, n = n_arg;
180         c_caddr_t lim, lim2 = lim = n + LEN(n);
181         int longer = LEN(n++) - LEN(m++);
182         int masks_are_equal = 1;
183
184         if (longer > 0)
185                 lim -= longer;
186         while (n < lim) {
187                 if (*n & ~(*m))
188                         return (0);
189                 if (*n++ != *m++)
190                         masks_are_equal = 0;
191         }
192         while (n < lim2)
193                 if (*n++)
194                         return (0);
195         if (masks_are_equal && (longer < 0))
196                 for (lim2 = m - longer; m < lim2; )
197                         if (*m++)
198                                 return (1);
199         return (!masks_are_equal);
200 }
201
202 /*
203  * Search for exact match in given @head.
204  * Assume host bits are cleared in @v_arg if @m_arg is not NULL
205  * Note that prefixes with /32 or /128 masks are treated differently
206  * from host routes.
207  */
208 struct radix_node *
209 rn_lookup(const void *v_arg, const void *m_arg, struct radix_head *head)
210 {
211         struct radix_node *x;
212         caddr_t netmask;
213
214         if (m_arg != NULL) {
215                 /*
216                  * Most common case: search exact prefix/mask
217                  */
218                 x = rn_addmask(m_arg, head->rnh_masks, 1,
219                     head->rnh_treetop->rn_offset);
220                 if (x == NULL)
221                         return (NULL);
222                 netmask = x->rn_key;
223
224                 x = rn_match(v_arg, head);
225
226                 while (x != NULL && x->rn_mask != netmask)
227                         x = x->rn_dupedkey;
228
229                 return (x);
230         }
231
232         /*
233          * Search for host address.
234          */
235         if ((x = rn_match(v_arg, head)) == NULL)
236                 return (NULL);
237
238         /* Check if found key is the same */
239         if (LEN(x->rn_key) != LEN(v_arg) || bcmp(x->rn_key, v_arg, LEN(v_arg)))
240                 return (NULL);
241
242         /* Check if this is not host route */
243         if (x->rn_mask != NULL)
244                 return (NULL);
245
246         return (x);
247 }
248
249 static int
250 rn_satisfies_leaf(const char *trial, struct radix_node *leaf, int skip)
251 {
252         const char *cp = trial, *cp2 = leaf->rn_key, *cp3 = leaf->rn_mask;
253         const char *cplim;
254         int length = min(LEN(cp), LEN(cp2));
255
256         if (cp3 == NULL)
257                 cp3 = rn_ones;
258         else
259                 length = min(length, LEN(cp3));
260         cplim = cp + length; cp3 += skip; cp2 += skip;
261         for (cp += skip; cp < cplim; cp++, cp2++, cp3++)
262                 if ((*cp ^ *cp2) & *cp3)
263                         return (0);
264         return (1);
265 }
266
267 /*
268  * Search for longest-prefix match in given @head
269  */
270 struct radix_node *
271 rn_match(const void *v_arg, struct radix_head *head)
272 {
273         c_caddr_t v = v_arg;
274         struct radix_node *t = head->rnh_treetop, *x;
275         c_caddr_t cp = v, cp2;
276         c_caddr_t cplim;
277         struct radix_node *saved_t, *top = t;
278         int off = t->rn_offset, vlen = LEN(cp), matched_off;
279         int test, b, rn_bit;
280
281         /*
282          * Open code rn_search(v, top) to avoid overhead of extra
283          * subroutine call.
284          */
285         for (; t->rn_bit >= 0; ) {
286                 if (t->rn_bmask & cp[t->rn_offset])
287                         t = t->rn_right;
288                 else
289                         t = t->rn_left;
290         }
291         /*
292          * See if we match exactly as a host destination
293          * or at least learn how many bits match, for normal mask finesse.
294          *
295          * It doesn't hurt us to limit how many bytes to check
296          * to the length of the mask, since if it matches we had a genuine
297          * match and the leaf we have is the most specific one anyway;
298          * if it didn't match with a shorter length it would fail
299          * with a long one.  This wins big for class B&C netmasks which
300          * are probably the most common case...
301          */
302         if (t->rn_mask)
303                 vlen = *(u_char *)t->rn_mask;
304         cp += off; cp2 = t->rn_key + off; cplim = v + vlen;
305         for (; cp < cplim; cp++, cp2++)
306                 if (*cp != *cp2)
307                         goto on1;
308         /*
309          * This extra grot is in case we are explicitly asked
310          * to look up the default.  Ugh!
311          *
312          * Never return the root node itself, it seems to cause a
313          * lot of confusion.
314          */
315         if (t->rn_flags & RNF_ROOT)
316                 t = t->rn_dupedkey;
317         return (t);
318 on1:
319         test = (*cp ^ *cp2) & 0xff; /* find first bit that differs */
320         for (b = 7; (test >>= 1) > 0;)
321                 b--;
322         matched_off = cp - v;
323         b += matched_off << 3;
324         rn_bit = -1 - b;
325         /*
326          * If there is a host route in a duped-key chain, it will be first.
327          */
328         if ((saved_t = t)->rn_mask == 0)
329                 t = t->rn_dupedkey;
330         for (; t; t = t->rn_dupedkey)
331                 /*
332                  * Even if we don't match exactly as a host,
333                  * we may match if the leaf we wound up at is
334                  * a route to a net.
335                  */
336                 if (t->rn_flags & RNF_NORMAL) {
337                         if (rn_bit <= t->rn_bit)
338                                 return (t);
339                 } else if (rn_satisfies_leaf(v, t, matched_off))
340                                 return (t);
341         t = saved_t;
342         /* start searching up the tree */
343         do {
344                 struct radix_mask *m;
345                 t = t->rn_parent;
346                 m = t->rn_mklist;
347                 /*
348                  * If non-contiguous masks ever become important
349                  * we can restore the masking and open coding of
350                  * the search and satisfaction test and put the
351                  * calculation of "off" back before the "do".
352                  */
353                 while (m) {
354                         if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
355                                 if (rn_bit <= m->rm_bit)
356                                         return (m->rm_leaf);
357                         } else {
358                                 off = min(t->rn_offset, matched_off);
359                                 x = rn_search_m(v, t, m->rm_mask);
360                                 while (x && x->rn_mask != m->rm_mask)
361                                         x = x->rn_dupedkey;
362                                 if (x && rn_satisfies_leaf(v, x, off))
363                                         return (x);
364                         }
365                         m = m->rm_mklist;
366                 }
367         } while (t != top);
368         return (0);
369 }
370
371 /*
372  * Returns the next (wider) prefix for the key defined by @rn
373  *  if exists.
374  */
375 struct radix_node *
376 rn_nextprefix(struct radix_node *rn)
377 {
378         for (rn = rn->rn_dupedkey; rn != NULL; rn = rn->rn_dupedkey) {
379                 if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT))
380                         return (rn);
381         }
382         return (NULL);
383 }
384
385 #ifdef RN_DEBUG
386 int     rn_nodenum;
387 struct  radix_node *rn_clist;
388 int     rn_saveinfo;
389 int     rn_debug =  1;
390 #endif
391
392 /*
393  * Whenever we add a new leaf to the tree, we also add a parent node,
394  * so we allocate them as an array of two elements: the first one must be
395  * the leaf (see RNTORT() in route.c), the second one is the parent.
396  * This routine initializes the relevant fields of the nodes, so that
397  * the leaf is the left child of the parent node, and both nodes have
398  * (almost) all all fields filled as appropriate.
399  * (XXX some fields are left unset, see the '#if 0' section).
400  * The function returns a pointer to the parent node.
401  */
402
403 static struct radix_node *
404 rn_newpair(void *v, int b, struct radix_node nodes[2])
405 {
406         struct radix_node *tt = nodes, *t = tt + 1;
407         t->rn_bit = b;
408         t->rn_bmask = 0x80 >> (b & 7);
409         t->rn_left = tt;
410         t->rn_offset = b >> 3;
411
412 #if 0  /* XXX perhaps we should fill these fields as well. */
413         t->rn_parent = t->rn_right = NULL;
414
415         tt->rn_mask = NULL;
416         tt->rn_dupedkey = NULL;
417         tt->rn_bmask = 0;
418 #endif
419         tt->rn_bit = -1;
420         tt->rn_key = (caddr_t)v;
421         tt->rn_parent = t;
422         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ACTIVE;
423         tt->rn_mklist = t->rn_mklist = 0;
424 #ifdef RN_DEBUG
425         tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
426         tt->rn_twin = t;
427         tt->rn_ybro = rn_clist;
428         rn_clist = tt;
429 #endif
430         return (t);
431 }
432
433 static struct radix_node *
434 rn_insert(void *v_arg, struct radix_head *head, int *dupentry,
435     struct radix_node nodes[2])
436 {
437         caddr_t v = v_arg;
438         struct radix_node *top = head->rnh_treetop;
439         int head_off = top->rn_offset, vlen = LEN(v);
440         struct radix_node *t = rn_search(v_arg, top);
441         caddr_t cp = v + head_off;
442         unsigned b;
443         struct radix_node *p, *tt, *x;
444         /*
445          * Find first bit at which v and t->rn_key differ
446          */
447         caddr_t cp2 = t->rn_key + head_off;
448         int cmp_res;
449         caddr_t cplim = v + vlen;
450
451         while (cp < cplim)
452                 if (*cp2++ != *cp++)
453                         goto on1;
454         *dupentry = 1;
455         return (t);
456 on1:
457         *dupentry = 0;
458         cmp_res = (cp[-1] ^ cp2[-1]) & 0xff;
459         for (b = (cp - v) << 3; cmp_res; b--)
460                 cmp_res >>= 1;
461
462         x = top;
463         cp = v;
464         do {
465                 p = x;
466                 if (cp[x->rn_offset] & x->rn_bmask)
467                         x = x->rn_right;
468                 else
469                         x = x->rn_left;
470         } while (b > (unsigned) x->rn_bit);
471                                 /* x->rn_bit < b && x->rn_bit >= 0 */
472 #ifdef RN_DEBUG
473         if (rn_debug)
474                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Going In:\n"), traverse(p);
475 #endif
476         t = rn_newpair(v_arg, b, nodes); 
477         tt = t->rn_left;
478         if ((cp[p->rn_offset] & p->rn_bmask) == 0)
479                 p->rn_left = t;
480         else
481                 p->rn_right = t;
482         x->rn_parent = t;
483         t->rn_parent = p; /* frees x, p as temp vars below */
484         if ((cp[t->rn_offset] & t->rn_bmask) == 0) {
485                 t->rn_right = x;
486         } else {
487                 t->rn_right = tt;
488                 t->rn_left = x;
489         }
490 #ifdef RN_DEBUG
491         if (rn_debug)
492                 log(LOG_DEBUG, "rn_insert: Coming Out:\n"), traverse(p);
493 #endif
494         return (tt);
495 }
496
497 static struct radix_node *
498 rn_addmask(const void *n_arg, struct radix_mask_head *maskhead, int search, int skip)
499 {
500         const unsigned char *netmask = n_arg;
501         const unsigned char *c, *clim;
502         unsigned char *cp;
503         struct radix_node *x;
504         int b = 0, mlen, j;
505         int maskduplicated, isnormal;
506         struct radix_node *saved_x;
507         unsigned char addmask_key[RADIX_MAX_KEY_LEN];
508
509         if ((mlen = LEN(netmask)) > RADIX_MAX_KEY_LEN)
510                 mlen = RADIX_MAX_KEY_LEN;
511         if (skip == 0)
512                 skip = 1;
513         if (mlen <= skip)
514                 return (maskhead->mask_nodes);
515
516         bzero(addmask_key, RADIX_MAX_KEY_LEN);
517         if (skip > 1)
518                 bcopy(rn_ones + 1, addmask_key + 1, skip - 1);
519         bcopy(netmask + skip, addmask_key + skip, mlen - skip);
520         /*
521          * Trim trailing zeroes.
522          */
523         for (cp = addmask_key + mlen; (cp > addmask_key) && cp[-1] == 0;)
524                 cp--;
525         mlen = cp - addmask_key;
526         if (mlen <= skip)
527                 return (maskhead->mask_nodes);
528         *addmask_key = mlen;
529         x = rn_search(addmask_key, maskhead->head.rnh_treetop);
530         if (bcmp(addmask_key, x->rn_key, mlen) != 0)
531                 x = NULL;
532         if (x || search)
533                 return (x);
534         R_Zalloc(x, struct radix_node *, RADIX_MAX_KEY_LEN + 2 * sizeof (*x));
535         if ((saved_x = x) == NULL)
536                 return (0);
537         netmask = cp = (unsigned char *)(x + 2);
538         bcopy(addmask_key, cp, mlen);
539         x = rn_insert(cp, &maskhead->head, &maskduplicated, x);
540         if (maskduplicated) {
541                 log(LOG_ERR, "rn_addmask: mask impossibly already in tree");
542                 R_Free(saved_x);
543                 return (x);
544         }
545         /*
546          * Calculate index of mask, and check for normalcy.
547          * First find the first byte with a 0 bit, then if there are
548          * more bits left (remember we already trimmed the trailing 0's),
549          * the bits should be contiguous, otherwise we have got
550          * a non-contiguous mask.
551          */
552 #define CONTIG(_c)      (((~(_c) + 1) & (_c)) == (unsigned char)(~(_c) + 1))
553         clim = netmask + mlen;
554         isnormal = 1;
555         for (c = netmask + skip; (c < clim) && *(const u_char *)c == 0xff;)
556                 c++;
557         if (c != clim) {
558                 for (j = 0x80; (j & *c) != 0; j >>= 1)
559                         b++;
560                 if (!CONTIG(*c) || c != (clim - 1))
561                         isnormal = 0;
562         }
563         b += (c - netmask) << 3;
564         x->rn_bit = -1 - b;
565         if (isnormal)
566                 x->rn_flags |= RNF_NORMAL;
567         return (x);
568 }
569
570 static int      /* XXX: arbitrary ordering for non-contiguous masks */
571 rn_lexobetter(const void *m_arg, const void *n_arg)
572 {
573         const u_char *mp = m_arg, *np = n_arg, *lim;
574
575         if (LEN(mp) > LEN(np))
576                 return (1);  /* not really, but need to check longer one first */
577         if (LEN(mp) == LEN(np))
578                 for (lim = mp + LEN(mp); mp < lim;)
579                         if (*mp++ > *np++)
580                                 return (1);
581         return (0);
582 }
583
584 static struct radix_mask *
585 rn_new_radix_mask(struct radix_node *tt, struct radix_mask *next)
586 {
587         struct radix_mask *m;
588
589         R_Malloc(m, struct radix_mask *, sizeof (struct radix_mask));
590         if (m == NULL) {
591                 log(LOG_ERR, "Failed to allocate route mask\n");
592                 return (0);
593         }
594         bzero(m, sizeof(*m));
595         m->rm_bit = tt->rn_bit;
596         m->rm_flags = tt->rn_flags;
597         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
598                 m->rm_leaf = tt;
599         else
600                 m->rm_mask = tt->rn_mask;
601         m->rm_mklist = next;
602         tt->rn_mklist = m;
603         return (m);
604 }
605
606 struct radix_node *
607 rn_addroute(void *v_arg, const void *n_arg, struct radix_head *head,
608     struct radix_node treenodes[2])
609 {
610         caddr_t v = (caddr_t)v_arg, netmask = NULL;
611         struct radix_node *t, *x = NULL, *tt;
612         struct radix_node *saved_tt, *top = head->rnh_treetop;
613         short b = 0, b_leaf = 0;
614         int keyduplicated;
615         caddr_t mmask;
616         struct radix_mask *m, **mp;
617
618         /*
619          * In dealing with non-contiguous masks, there may be
620          * many different routes which have the same mask.
621          * We will find it useful to have a unique pointer to
622          * the mask to speed avoiding duplicate references at
623          * nodes and possibly save time in calculating indices.
624          */
625         if (n_arg)  {
626                 x = rn_addmask(n_arg, head->rnh_masks, 0, top->rn_offset);
627                 if (x == NULL)
628                         return (0);
629                 b_leaf = x->rn_bit;
630                 b = -1 - x->rn_bit;
631                 netmask = x->rn_key;
632         }
633         /*
634          * Deal with duplicated keys: attach node to previous instance
635          */
636         saved_tt = tt = rn_insert(v, head, &keyduplicated, treenodes);
637         if (keyduplicated) {
638                 for (t = tt; tt; t = tt, tt = tt->rn_dupedkey) {
639                         if (tt->rn_mask == netmask)
640                                 return (0);
641                         if (netmask == 0 ||
642                             (tt->rn_mask &&
643                              ((b_leaf < tt->rn_bit) /* index(netmask) > node */
644                               || rn_refines(netmask, tt->rn_mask)
645                               || rn_lexobetter(netmask, tt->rn_mask))))
646                                 break;
647                 }
648                 /*
649                  * If the mask is not duplicated, we wouldn't
650                  * find it among possible duplicate key entries
651                  * anyway, so the above test doesn't hurt.
652                  *
653                  * We sort the masks for a duplicated key the same way as
654                  * in a masklist -- most specific to least specific.
655                  * This may require the unfortunate nuisance of relocating
656                  * the head of the list.
657                  *
658                  * We also reverse, or doubly link the list through the
659                  * parent pointer.
660                  */
661                 if (tt == saved_tt) {
662                         struct  radix_node *xx = x;
663                         /* link in at head of list */
664                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t;
665                         tt->rn_flags = t->rn_flags;
666                         tt->rn_parent = x = t->rn_parent;
667                         t->rn_parent = tt;                      /* parent */
668                         if (x->rn_left == t)
669                                 x->rn_left = tt;
670                         else
671                                 x->rn_right = tt;
672                         saved_tt = tt; x = xx;
673                 } else {
674                         (tt = treenodes)->rn_dupedkey = t->rn_dupedkey;
675                         t->rn_dupedkey = tt;
676                         tt->rn_parent = t;                      /* parent */
677                         if (tt->rn_dupedkey)                    /* parent */
678                                 tt->rn_dupedkey->rn_parent = tt; /* parent */
679                 }
680 #ifdef RN_DEBUG
681                 t=tt+1; tt->rn_info = rn_nodenum++; t->rn_info = rn_nodenum++;
682                 tt->rn_twin = t; tt->rn_ybro = rn_clist; rn_clist = tt;
683 #endif
684                 tt->rn_key = (caddr_t) v;
685                 tt->rn_bit = -1;
686                 tt->rn_flags = RNF_ACTIVE;
687         }
688         /*
689          * Put mask in tree.
690          */
691         if (netmask) {
692                 tt->rn_mask = netmask;
693                 tt->rn_bit = x->rn_bit;
694                 tt->rn_flags |= x->rn_flags & RNF_NORMAL;
695         }
696         t = saved_tt->rn_parent;
697         if (keyduplicated)
698                 goto on2;
699         b_leaf = -1 - t->rn_bit;
700         if (t->rn_right == saved_tt)
701                 x = t->rn_left;
702         else
703                 x = t->rn_right;
704         /* Promote general routes from below */
705         if (x->rn_bit < 0) {
706             for (mp = &t->rn_mklist; x; x = x->rn_dupedkey)
707                 if (x->rn_mask && (x->rn_bit >= b_leaf) && x->rn_mklist == 0) {
708                         *mp = m = rn_new_radix_mask(x, 0);
709                         if (m)
710                                 mp = &m->rm_mklist;
711                 }
712         } else if (x->rn_mklist) {
713                 /*
714                  * Skip over masks whose index is > that of new node
715                  */
716                 for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
717                         if (m->rm_bit >= b_leaf)
718                                 break;
719                 t->rn_mklist = m; *mp = NULL;
720         }
721 on2:
722         /* Add new route to highest possible ancestor's list */
723         if ((netmask == 0) || (b > t->rn_bit ))
724                 return (tt); /* can't lift at all */
725         b_leaf = tt->rn_bit;
726         do {
727                 x = t;
728                 t = t->rn_parent;
729         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
730         /*
731          * Search through routes associated with node to
732          * insert new route according to index.
733          * Need same criteria as when sorting dupedkeys to avoid
734          * double loop on deletion.
735          */
736         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist) {
737                 if (m->rm_bit < b_leaf)
738                         continue;
739                 if (m->rm_bit > b_leaf)
740                         break;
741                 if (m->rm_flags & RNF_NORMAL) {
742                         mmask = m->rm_leaf->rn_mask;
743                         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
744                             log(LOG_ERR,
745                                 "Non-unique normal route, mask not entered\n");
746                                 return (tt);
747                         }
748                 } else
749                         mmask = m->rm_mask;
750                 if (mmask == netmask) {
751                         m->rm_refs++;
752                         tt->rn_mklist = m;
753                         return (tt);
754                 }
755                 if (rn_refines(netmask, mmask)
756                     || rn_lexobetter(netmask, mmask))
757                         break;
758         }
759         *mp = rn_new_radix_mask(tt, *mp);
760         return (tt);
761 }
762
763 struct radix_node *
764 rn_delete(const void *v_arg, const void *netmask_arg, struct radix_head *head)
765 {
766         struct radix_node *t, *p, *x, *tt;
767         struct radix_mask *m, *saved_m, **mp;
768         struct radix_node *dupedkey, *saved_tt, *top;
769         c_caddr_t v;
770         c_caddr_t netmask;
771         int b, head_off, vlen;
772
773         v = v_arg;
774         netmask = netmask_arg;
775         x = head->rnh_treetop;
776         tt = rn_search(v, x);
777         head_off = x->rn_offset;
778         vlen =  LEN(v);
779         saved_tt = tt;
780         top = x;
781         if (tt == NULL ||
782             bcmp(v + head_off, tt->rn_key + head_off, vlen - head_off))
783                 return (0);
784         /*
785          * Delete our route from mask lists.
786          */
787         if (netmask) {
788                 x = rn_addmask(netmask, head->rnh_masks, 1, head_off);
789                 if (x == NULL)
790                         return (0);
791                 netmask = x->rn_key;
792                 while (tt->rn_mask != netmask)
793                         if ((tt = tt->rn_dupedkey) == NULL)
794                                 return (0);
795         }
796         if (tt->rn_mask == 0 || (saved_m = m = tt->rn_mklist) == NULL)
797                 goto on1;
798         if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL) {
799                 if (m->rm_leaf != tt || m->rm_refs > 0) {
800                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
801                         return (0);  /* dangling ref could cause disaster */
802                 }
803         } else {
804                 if (m->rm_mask != tt->rn_mask) {
805                         log(LOG_ERR, "rn_delete: inconsistent annotation\n");
806                         goto on1;
807                 }
808                 if (--m->rm_refs >= 0)
809                         goto on1;
810         }
811         b = -1 - tt->rn_bit;
812         t = saved_tt->rn_parent;
813         if (b > t->rn_bit)
814                 goto on1; /* Wasn't lifted at all */
815         do {
816                 x = t;
817                 t = t->rn_parent;
818         } while (b <= t->rn_bit && x != top);
819         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp); mp = &m->rm_mklist)
820                 if (m == saved_m) {
821                         *mp = m->rm_mklist;
822                         R_Free(m);
823                         break;
824                 }
825         if (m == NULL) {
826                 log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find our annotation\n");
827                 if (tt->rn_flags & RNF_NORMAL)
828                         return (0); /* Dangling ref to us */
829         }
830 on1:
831         /*
832          * Eliminate us from tree
833          */
834         if (tt->rn_flags & RNF_ROOT)
835                 return (0);
836 #ifdef RN_DEBUG
837         /* Get us out of the creation list */
838         for (t = rn_clist; t && t->rn_ybro != tt; t = t->rn_ybro) {}
839         if (t) t->rn_ybro = tt->rn_ybro;
840 #endif
841         t = tt->rn_parent;
842         dupedkey = saved_tt->rn_dupedkey;
843         if (dupedkey) {
844                 /*
845                  * Here, tt is the deletion target and
846                  * saved_tt is the head of the dupekey chain.
847                  */
848                 if (tt == saved_tt) {
849                         /* remove from head of chain */
850                         x = dupedkey; x->rn_parent = t;
851                         if (t->rn_left == tt)
852                                 t->rn_left = x;
853                         else
854                                 t->rn_right = x;
855                 } else {
856                         /* find node in front of tt on the chain */
857                         for (x = p = saved_tt; p && p->rn_dupedkey != tt;)
858                                 p = p->rn_dupedkey;
859                         if (p) {
860                                 p->rn_dupedkey = tt->rn_dupedkey;
861                                 if (tt->rn_dupedkey)            /* parent */
862                                         tt->rn_dupedkey->rn_parent = p;
863                                                                 /* parent */
864                         } else log(LOG_ERR, "rn_delete: couldn't find us\n");
865                 }
866                 t = tt + 1;
867                 if  (t->rn_flags & RNF_ACTIVE) {
868 #ifndef RN_DEBUG
869                         *++x = *t;
870                         p = t->rn_parent;
871 #else
872                         b = t->rn_info;
873                         *++x = *t;
874                         t->rn_info = b;
875                         p = t->rn_parent;
876 #endif
877                         if (p->rn_left == t)
878                                 p->rn_left = x;
879                         else
880                                 p->rn_right = x;
881                         x->rn_left->rn_parent = x;
882                         x->rn_right->rn_parent = x;
883                 }
884                 goto out;
885         }
886         if (t->rn_left == tt)
887                 x = t->rn_right;
888         else
889                 x = t->rn_left;
890         p = t->rn_parent;
891         if (p->rn_right == t)
892                 p->rn_right = x;
893         else
894                 p->rn_left = x;
895         x->rn_parent = p;
896         /*
897          * Demote routes attached to us.
898          */
899         if (t->rn_mklist) {
900                 if (x->rn_bit >= 0) {
901                         for (mp = &x->rn_mklist; (m = *mp);)
902                                 mp = &m->rm_mklist;
903                         *mp = t->rn_mklist;
904                 } else {
905                         /* If there are any key,mask pairs in a sibling
906                            duped-key chain, some subset will appear sorted
907                            in the same order attached to our mklist */
908                         for (m = t->rn_mklist; m && x; x = x->rn_dupedkey)
909                                 if (m == x->rn_mklist) {
910                                         struct radix_mask *mm = m->rm_mklist;
911                                         x->rn_mklist = 0;
912                                         if (--(m->rm_refs) < 0)
913                                                 R_Free(m);
914                                         m = mm;
915                                 }
916                         if (m)
917                                 log(LOG_ERR,
918                                     "rn_delete: Orphaned Mask %p at %p\n",
919                                     m, x);
920                 }
921         }
922         /*
923          * We may be holding an active internal node in the tree.
924          */
925         x = tt + 1;
926         if (t != x) {
927 #ifndef RN_DEBUG
928                 *t = *x;
929 #else
930                 b = t->rn_info;
931                 *t = *x;
932                 t->rn_info = b;
933 #endif
934                 t->rn_left->rn_parent = t;
935                 t->rn_right->rn_parent = t;
936                 p = x->rn_parent;
937                 if (p->rn_left == x)
938                         p->rn_left = t;
939                 else
940                         p->rn_right = t;
941         }
942 out:
943         tt->rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
944         tt[1].rn_flags &= ~RNF_ACTIVE;
945         return (tt);
946 }
947
948 /*
949  * This is the same as rn_walktree() except for the parameters and the
950  * exit.
951  */
952 int
953 rn_walktree_from(struct radix_head *h, void *a, void *m,
954     walktree_f_t *f, void *w)
955 {
956         int error;
957         struct radix_node *base, *next;
958         u_char *xa = (u_char *)a;
959         u_char *xm = (u_char *)m;
960         struct radix_node *rn, *last = NULL; /* shut up gcc */
961         int stopping = 0;
962         int lastb;
963
964         KASSERT(m != NULL, ("%s: mask needs to be specified", __func__));
965
966         /*
967          * rn_search_m is sort-of-open-coded here. We cannot use the
968          * function because we need to keep track of the last node seen.
969          */
970         /* printf("about to search\n"); */
971         for (rn = h->rnh_treetop; rn->rn_bit >= 0; ) {
972                 last = rn;
973                 /* printf("rn_bit %d, rn_bmask %x, xm[rn_offset] %x\n",
974                        rn->rn_bit, rn->rn_bmask, xm[rn->rn_offset]); */
975                 if (!(rn->rn_bmask & xm[rn->rn_offset])) {
976                         break;
977                 }
978                 if (rn->rn_bmask & xa[rn->rn_offset]) {
979                         rn = rn->rn_right;
980                 } else {
981                         rn = rn->rn_left;
982                 }
983         }
984         /* printf("done searching\n"); */
985
986         /*
987          * Two cases: either we stepped off the end of our mask,
988          * in which case last == rn, or we reached a leaf, in which
989          * case we want to start from the leaf.
990          */
991         if (rn->rn_bit >= 0)
992                 rn = last;
993         lastb = last->rn_bit;
994
995         /* printf("rn %p, lastb %d\n", rn, lastb);*/
996
997         /*
998          * This gets complicated because we may delete the node
999          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1000          * the successor node in advance.
1001          */
1002         while (rn->rn_bit >= 0)
1003                 rn = rn->rn_left;
1004
1005         while (!stopping) {
1006                 /* printf("node %p (%d)\n", rn, rn->rn_bit); */
1007                 base = rn;
1008                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1009                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1010                        && !(rn->rn_flags & RNF_ROOT)) {
1011                         rn = rn->rn_parent;
1012
1013                         /* if went up beyond last, stop */
1014                         if (rn->rn_bit <= lastb) {
1015                                 stopping = 1;
1016                                 /* printf("up too far\n"); */
1017                                 /*
1018                                  * XXX we should jump to the 'Process leaves'
1019                                  * part, because the values of 'rn' and 'next'
1020                                  * we compute will not be used. Not a big deal
1021                                  * because this loop will terminate, but it is
1022                                  * inefficient and hard to understand!
1023                                  */
1024                         }
1025                 }
1026                 
1027                 /* 
1028                  * At the top of the tree, no need to traverse the right
1029                  * half, prevent the traversal of the entire tree in the
1030                  * case of default route.
1031                  */
1032                 if (rn->rn_parent->rn_flags & RNF_ROOT)
1033                         stopping = 1;
1034
1035                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1036                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1037                         rn = rn->rn_left;
1038                 next = rn;
1039                 /* Process leaves */
1040                 while ((rn = base) != NULL) {
1041                         base = rn->rn_dupedkey;
1042                         /* printf("leaf %p\n", rn); */
1043                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1044                             && (error = (*f)(rn, w)))
1045                                 return (error);
1046                 }
1047                 rn = next;
1048
1049                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT) {
1050                         /* printf("root, stopping"); */
1051                         stopping = 1;
1052                 }
1053         }
1054         return (0);
1055 }
1056
1057 int
1058 rn_walktree(struct radix_head *h, walktree_f_t *f, void *w)
1059 {
1060         int error;
1061         struct radix_node *base, *next;
1062         struct radix_node *rn = h->rnh_treetop;
1063         /*
1064          * This gets complicated because we may delete the node
1065          * while applying the function f to it, so we need to calculate
1066          * the successor node in advance.
1067          */
1068
1069         /* First time through node, go left */
1070         while (rn->rn_bit >= 0)
1071                 rn = rn->rn_left;
1072         for (;;) {
1073                 base = rn;
1074                 /* If at right child go back up, otherwise, go right */
1075                 while (rn->rn_parent->rn_right == rn
1076                        && (rn->rn_flags & RNF_ROOT) == 0)
1077                         rn = rn->rn_parent;
1078                 /* Find the next *leaf* since next node might vanish, too */
1079                 for (rn = rn->rn_parent->rn_right; rn->rn_bit >= 0;)
1080                         rn = rn->rn_left;
1081                 next = rn;
1082                 /* Process leaves */
1083                 while ((rn = base)) {
1084                         base = rn->rn_dupedkey;
1085                         if (!(rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1086                             && (error = (*f)(rn, w)))
1087                                 return (error);
1088                 }
1089                 rn = next;
1090                 if (rn->rn_flags & RNF_ROOT)
1091                         return (0);
1092         }
1093         /* NOTREACHED */
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Initialize an empty tree. This has 3 nodes, which are passed
1098  * via base_nodes (in the order <left,root,right>) and are
1099  * marked RNF_ROOT so they cannot be freed.
1100  * The leaves have all-zero and all-one keys, with significant
1101  * bits starting at 'off'.
1102  */
1103 void
1104 rn_inithead_internal(struct radix_head *rh, struct radix_node *base_nodes, int off)
1105 {
1106         struct radix_node *t, *tt, *ttt;
1107
1108         t = rn_newpair(rn_zeros, off, base_nodes);
1109         ttt = base_nodes + 2;
1110         t->rn_right = ttt;
1111         t->rn_parent = t;
1112         tt = t->rn_left;        /* ... which in turn is base_nodes */
1113         tt->rn_flags = t->rn_flags = RNF_ROOT | RNF_ACTIVE;
1114         tt->rn_bit = -1 - off;
1115         *ttt = *tt;
1116         ttt->rn_key = rn_ones;
1117
1118         rh->rnh_treetop = t;
1119 }
1120
1121 static void
1122 rn_detachhead_internal(struct radix_head *head)
1123 {
1124
1125         KASSERT((head != NULL),
1126             ("%s: head already freed", __func__));
1127
1128         /* Free <left,root,right> nodes. */
1129         R_Free(head);
1130 }
1131
1132 /* Functions used by 'struct radix_node_head' users */
1133
1134 int
1135 rn_inithead(void **head, int off)
1136 {
1137         struct radix_node_head *rnh;
1138         struct radix_mask_head *rmh;
1139
1140         rnh = *head;
1141         rmh = NULL;
1142
1143         if (*head != NULL)
1144                 return (1);
1145
1146         R_Zalloc(rnh, struct radix_node_head *, sizeof (*rnh));
1147         R_Zalloc(rmh, struct radix_mask_head *, sizeof (*rmh));
1148         if (rnh == NULL || rmh == NULL) {
1149                 if (rnh != NULL)
1150                         R_Free(rnh);
1151                 if (rmh != NULL)
1152                         R_Free(rmh);
1153                 return (0);
1154         }
1155
1156         /* Init trees */
1157         rn_inithead_internal(&rnh->rh, rnh->rnh_nodes, off);
1158         rn_inithead_internal(&rmh->head, rmh->mask_nodes, 0);
1159         *head = rnh;
1160         rnh->rh.rnh_masks = rmh;
1161
1162         /* Finally, set base callbacks */
1163         rnh->rnh_addaddr = rn_addroute;
1164         rnh->rnh_deladdr = rn_delete;
1165         rnh->rnh_matchaddr = rn_match;
1166         rnh->rnh_lookup = rn_lookup;
1167         rnh->rnh_walktree = rn_walktree;
1168         rnh->rnh_walktree_from = rn_walktree_from;
1169
1170         return (1);
1171 }
1172
1173 static int
1174 rn_freeentry(struct radix_node *rn, void *arg)
1175 {
1176         struct radix_head * const rnh = arg;
1177         struct radix_node *x;
1178
1179         x = (struct radix_node *)rn_delete(rn + 2, NULL, rnh);
1180         if (x != NULL)
1181                 R_Free(x);
1182         return (0);
1183 }
1184
1185 int
1186 rn_detachhead(void **head)
1187 {
1188         struct radix_node_head *rnh;
1189
1190         KASSERT((head != NULL && *head != NULL),
1191             ("%s: head already freed", __func__));
1192
1193         rnh = (struct radix_node_head *)(*head);
1194
1195         rn_walktree(&rnh->rh.rnh_masks->head, rn_freeentry, rnh->rh.rnh_masks);
1196         rn_detachhead_internal(&rnh->rh.rnh_masks->head);
1197         rn_detachhead_internal(&rnh->rh);
1198
1199         *head = NULL;
1200
1201         return (1);
1202 }